非线性涡旋Rossby波的演变特征 被引量：4

1

作者 郝咏梅 周伟灿 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期555-562,共8页

利用多重尺度摄动法,推导出非线性涡旋Rossby波波包的演变方程是非线性Schr d inger方程。对该非线性Schr d inger方程的周期波动解及其稳定性进行了研究,得到了有关稳定和不稳定的判据。数值计算表明:非线性涡旋Rossby波的相速值为100... 利用多重尺度摄动法,推导出非线性涡旋Rossby波波包的演变方程是非线性Schr d inger方程。对该非线性Schr d inger方程的周期波动解及其稳定性进行了研究,得到了有关稳定和不稳定的判据。数值计算表明:非线性涡旋Rossby波的相速值为100m/s量级,这和台风中的螺旋雨带实测移速的量级是一致的,可以从涡旋Rossby波说中较好地解释台风中的螺旋雨带的形成和维持。 展开更多

关键词 非线性涡旋rossby波 SCHROEDINGER方程 稳定性 台风 螺旋雨带

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切变基本纬向流中非线性赤道Rossby长波 被引量：10

2

作者 赵强 刘式达 刘式适 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期746-753,共8页

为了解决观测和理论研究中的一些问题以及更好地了解热带大气动力学 ,有必要进一步研究基本气流的变化对大气中赤道Rossby波动的影响 .本文研究分析基本气流对赤道Rossby长波的影响 ,利用一个简单赤道 β平面浅水模式和摄动法 ,研究纬... 为了解决观测和理论研究中的一些问题以及更好地了解热带大气动力学 ,有必要进一步研究基本气流的变化对大气中赤道Rossby波动的影响 .本文研究分析基本气流对赤道Rossby长波的影响 ,利用一个简单赤道 β平面浅水模式和摄动法 ,研究纬向基本气流切变中非线性赤道Rossby波 ,推导出在切变基本纬向流中赤道Rossby长波振幅演变所满足的非线性KdV方程并得到其孤立波解 .分析表明 ,孤立波存在的必要条件是基本气流有切变 ,而且基流切变不能太强 ,否则将产生正压不稳定 . 展开更多

关键词 赤道rossby波 KDV方程 孤立波 非线性 大气

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真实基流中非线性Rossby波演变特征(二):能量、结构演变及初始场影响 被引量：8

3

作者 张立凤 张亮 李崇银 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期886-895,共10页

针对非线性的准地转正压位涡方程,利用自行设计的差分格式和高斯函数拟合得到的真实基流分布,数值研究了线性和非线性Rossby波流场结构和总能量的演变以及初值对总能量演变的影响.发现在非线性的真实基流中,线性和非线性Rossby波的相对... 针对非线性的准地转正压位涡方程,利用自行设计的差分格式和高斯函数拟合得到的真实基流分布,数值研究了线性和非线性Rossby波流场结构和总能量的演变以及初值对总能量演变的影响.发现在非线性的真实基流中,线性和非线性Rossby波的相对总能量出现振荡型增长或衰减,非线性波动的振荡周期明显小于线性波动,非线性项不仅抑制能量的快速发展,也抑制能量的快速衰减;线性Rossby波的流场结构一直是以标准的正弦(或余弦)方式演变,而非线性Rossby波则是以类似椭圆余弦波的方式演变,并会出现长波调整现象;非线性Rossby波对初始场和基流结构具有强烈的依赖性,在其总能量演变过程中,可出现类似混沌的现象. 展开更多

关键词 线性和非线性rossby波 相对总能量 结构 初始场 长波调整

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完整Coriolis力作用下的非线性Rossby波 被引量：4

4

作者 尹晓军 杨联贵 +2 位作者 张瑞岗 刘全生 杨红丽 《应用数学》 CSCD 北大核心 2017年第3期607-612,共6页

在正压流体中,利用摄动方法从描写既有Coriolis参数的垂直分量又含有水平分量的位涡方程出发,推导了近赤道非线性Rossby波振幅演变所满足的非线性mKdV方程,并利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了推广后的非线性mKdV方程的行波解及孤立波解... 在正压流体中,利用摄动方法从描写既有Coriolis参数的垂直分量又含有水平分量的位涡方程出发,推导了近赤道非线性Rossby波振幅演变所满足的非线性mKdV方程,并利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了推广后的非线性mKdV方程的行波解及孤立波解.通过分析其方程的行波解及孤立波,表明地球旋转的水平分量对Rossby波动产生一定的影响. 展开更多

关键词 完整科氏力 JACOBI椭圆函数 非线性rossby波

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地球物理流体中的非线性Rossby波(英文) 被引量：1

5

作者 谭本馗 刘式适 《应用数学》 CSCD 北大核心 1990年第1期40-49,共10页

本文利用半地转近似和运行波方法研究了地球物理流体(大气和海洋)中的非线性Rossby波,它们满足KdV方程.

关键词 地球物理流体 非线性 rossby波

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非线性Rossby波动特征的进一步探讨 被引量：3

6

作者 管兆勇 《热带气象学报》 CSCD 1993年第2期160-168,共9页

在一定的假定下,利用自然坐标系对正压非线性Rossby波的特征作了进一步探讨,指出控制Rossby波动过程的本质方程是摆型方程及类似于Sine—Gordon方程的关系式,得到了波动过程中复杂的质点振动轨迹和非线性振荡的周期;给出了定常Rossby波... 在一定的假定下,利用自然坐标系对正压非线性Rossby波的特征作了进一步探讨,指出控制Rossby波动过程的本质方程是摆型方程及类似于Sine—Gordon方程的关系式,得到了波动过程中复杂的质点振动轨迹和非线性振荡的周期;给出了定常Rossby波的几种复杂流型,证明了非线性Rossby波的位相传播和能量传播是沿着流线进行的。这些结果对深入认识大气内部动力过程和解释某些观测现象具有一定意义。 展开更多

关键词 坐标 非线性 rossby波 大气动力学

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海洋和大气中的非线性Rossby波 被引量：1

7

作者 何建中 郭品文 《南京气象学院学报》 CSCD 1993年第3期295-301,共7页

利用微分方程定义的动力系统相平面几何定性理论,研究了海洋和大气中的非线性Rossby周期波与孤立波的存在条件和波解,得到了非线性波动的波速公式及波参数间的一些诊断关系。同时指出,波动的特征涡度受到限制,即平衡处的涡度不能过大,... 利用微分方程定义的动力系统相平面几何定性理论,研究了海洋和大气中的非线性Rossby周期波与孤立波的存在条件和波解,得到了非线性波动的波速公式及波参数间的一些诊断关系。同时指出,波动的特征涡度受到限制,即平衡处的涡度不能过大,否则波要发生破碎。 展开更多

关键词 rossby波 海洋 大气 非线性波动

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非线性正压Rossby波的精确解 被引量：2

8

作者 王玉清 《气象学报》 CSCD 北大核心 1991年第4期411-420,共10页

本文从半地转近似下的正压大气运动方程组出发,导出了非线性正压Rossby波所精确满足的KdV方程,求得了椭圆余弦波解和孤立波解,并讨论了非线性波动的波速公式及其振幅与其它波参数间的关系。同时指出,在对大气模式进行数学简化时必须尽... 本文从半地转近似下的正压大气运动方程组出发,导出了非线性正压Rossby波所精确满足的KdV方程,求得了椭圆余弦波解和孤立波解,并讨论了非线性波动的波速公式及其振幅与其它波参数间的关系。同时指出,在对大气模式进行数学简化时必须尽可能保证原模式所具有的一些守恒关系,否则有可能使原问题的解受到歪曲。 展开更多

关键词 正压 rossby波 非线性 大气 解

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弱耗散作用下非线性Rossby波的调制不稳定 被引量：1

9

作者 罗德海 《大气科学》 CSCD 北大核心 1993年第2期163-172,共10页

本文使用WKB方法对弱耗散作用下基本气流具有弱切变的行星大气中非线性Rossby波进行了研究,得到了弱耗散的非线性Rossby波振幅所满足的复系数非线性Schrdinger方程,并分别就无耗散和弱耗散的Rossby波的边带稳定性问题进行了讨论,得到了... 本文使用WKB方法对弱耗散作用下基本气流具有弱切变的行星大气中非线性Rossby波进行了研究,得到了弱耗散的非线性Rossby波振幅所满足的复系数非线性Schrdinger方程,并分别就无耗散和弱耗散的Rossby波的边带稳定性问题进行了讨论,得到了一些新结果. 展开更多

关键词 耗散 rossby波 大气 非线性 不稳定

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低纬大气Kelvin波和Rossby波的非线性相互作用

10

作者 吴建云 周伟灿 沈新勇 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期662-670,共9页

利用多重尺度摄动法,对低纬大气Kelvin波和Rossby波的波包演变进行了分析,得到两波的非线性相互作用方程为耦合的非线性复系数Landau方程组。数值计算表明两波相遇将使波振幅变化,波宽变窄;两波非线性相互作用可能是低纬强烈天气突然爆... 利用多重尺度摄动法,对低纬大气Kelvin波和Rossby波的波包演变进行了分析,得到两波的非线性相互作用方程为耦合的非线性复系数Landau方程组。数值计算表明两波相遇将使波振幅变化,波宽变窄;两波非线性相互作用可能是低纬强烈天气突然爆发的原因之一。 展开更多

关键词 KELVIN波 rossby波 耦合非线性Landau方程组 包络孤立波解

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β中尺度暴雨系统发生发展的一种可能物理机制 I.涡旋Rossby波的相速度 被引量：17

11

作者 沈新勇 倪允琪 +2 位作者 张铭 赵南 彭丽霞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第5期727-733,共7页

使用纬向基流下横波型扰动的Boussinesq近似方程组,分析了这种沿着基本气流方向传播的中尺度扰动发生不稳定时,大尺度背景流场在垂直方向上的各种分布特征。在大气层结比较稳定的情况下,如果基本气流在低层和高层较大(有可能存在低空急... 使用纬向基流下横波型扰动的Boussinesq近似方程组,分析了这种沿着基本气流方向传播的中尺度扰动发生不稳定时,大尺度背景流场在垂直方向上的各种分布特征。在大气层结比较稳定的情况下,如果基本气流在低层和高层较大(有可能存在低空急流和高空急流),此时产生的β中尺度不稳定扰动相对于基流向东传播,甚至于快速向东传播。基本气流在垂直方向上的风速切变对于中尺度横波型的扰动起着不稳定的作用。如果考虑基流的二次切变,可以得到涡旋Rossby波的相速度表达式,涡旋Rossby波相对于基本气流是单向传播的。涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的风速二次切变,亦即基本流场y方向的平均涡度在空间z方向上的不均匀所致。涡旋Rossby波的相速度与纬向波数也有关,它的能量是频散的,其在纬向x方向也存在群速度。在基本流场的风速存在二次切变时,横波型不稳定可能是混合的涡旋Rossby重力波的不稳定;而在基本流场的风速仅仅存在线性切变,不存在二次切变时,横波型扰动的不稳定则是重力惯性波的不稳定。 展开更多

关键词 β中尺度暴雨系统 横波不稳定 涡旋rossby波 基流二次切变

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涡旋Rossby波传播的不同特征 被引量：7

12

作者 周后福 马镜娴 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期342-350,共9页

用一个柱坐标系涡度正压方程的半谱模式 ,实施了 4组试验 ,研究了不同初始扰动涡旋分布条件下 ,涡旋 Rossby波的传播特征问题。结果指出 :正值、负值相间的沿方向角二波分布的初始场 ,与只有正值涡旋的初始场相比 ,其后涡旋 Rossby波的... 用一个柱坐标系涡度正压方程的半谱模式 ,实施了 4组试验 ,研究了不同初始扰动涡旋分布条件下 ,涡旋 Rossby波的传播特征问题。结果指出 :正值、负值相间的沿方向角二波分布的初始场 ,与只有正值涡旋的初始场相比 ,其后涡旋 Rossby波的传播有明显的差别 ,即前者向内传播的涡量比后者衰减得快 ,而且前者是单峰传播 。 展开更多

关键词 涡旋rossby波 初始扰动分布 径向传播 台风环流 半谱模式

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台风螺旋雨带——涡旋Rossby波 被引量：65

13

作者 余志豪 《气象学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期502-507,共6页

台风中的螺旋云雨带是由多种探测手段被观测到的现象 ,是为大家所共识的不争事实。但是 ,对它的形成、维持的理论解释 ,虽有多种学说 ,一直以来人们都倾向于重力惯性波说。而重力惯性波说有一个致命的弱点 ,即波的相速理论值为 10 1m/s... 台风中的螺旋云雨带是由多种探测手段被观测到的现象 ,是为大家所共识的不争事实。但是 ,对它的形成、维持的理论解释 ,虽有多种学说 ,一直以来人们都倾向于重力惯性波说。而重力惯性波说有一个致命的弱点 ,即波的相速理论值为 10 1m/s量级 ,它要比螺旋云雨带实测移速只有 10 0 m/s几乎大一个量级。于是从前几年开始 ,人们又回到 30多年前提出的涡旋 Rossby波说那里去寻找合适的解释。经典的Rossby波是 β =(df/dy)作用的大尺度波动 ,而适用于台风中螺旋云雨带的涡旋———Rossby波乃是 f平面 (β =0 )上的中尺度波动。那末 ,对这两类尺度不同和成波机理不同的波动 ,何以均冠予Rossby波一词 ?本文试图从动力学等价原理上 ,对此作统一联系的说明。其结果是 :台风基本气流的涡度 ζ随径向 (r)变化的梯度d ζdr=1rr(r vλ) ,在动力学上等价于科氏参数 f随纬度变化的梯度即β=df/dy ;或者说它们在绝对涡度守恒的前提下 。 展开更多

关键词 台风 螺旋云雨带 涡旋rossby波 重力惯性波说 成波机理 数值模拟

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推广的β平面近似下带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程及其孤立波解 被引量：3

14

作者 陈利国 杨联贵 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2020年第1期98-106,共9页

在推广的β平面近似下,从包含耗散和外源的准地转位涡方程出发,利用Gardner-Morikawa变换和弱非线性摄动展开法,推导出带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程去刻画非线性Rossby波振幅的演变和发展.利用修正的Jacobi椭圆函数展开法... 在推广的β平面近似下,从包含耗散和外源的准地转位涡方程出发,利用Gardner-Morikawa变换和弱非线性摄动展开法,推导出带有外源和耗散强迫的非线性Boussinesq方程去刻画非线性Rossby波振幅的演变和发展.利用修正的Jacobi椭圆函数展开法,得到Boussinesq方程的周期波解和孤立波解,从解的结构分析了推广的β效应、切变基本流、外源和耗散是影响非线性Rossby波的重要因素. 展开更多

关键词 BOUSSINESQ方程 非线性rossby波 JACOBI椭圆函数 外源 耗散

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岛屿地形对涡旋Rossby波传播影响的研究 被引量：1

15

作者 余锦华 谈哲敏 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期597-605,共9页

首先在静止基本状态下,从线性f平面极坐标浅水方程出发,利用WKB方法求解方程,在理论上给出了一类由于地形βeff作用引起的Rosbby波的传播特征解,此类Rossby波类似于涡旋Rossby波(VRW),其中地形βeff作用与台风涡旋基态的垂直相对涡度径... 首先在静止基本状态下,从线性f平面极坐标浅水方程出发,利用WKB方法求解方程,在理论上给出了一类由于地形βeff作用引起的Rosbby波的传播特征解,此类Rossby波类似于涡旋Rossby波(VRW),其中地形βeff作用与台风涡旋基态的垂直相对涡度径向梯度作用相似,此分析解可帮助理解地形对涡旋Rossby波的影响作用.在此基础上,利用一个高分辨率的浅水模式具体讨论了圆形、类似于台湾岛屿椭圆地形对VRW传播以及结构特征变化的影响.结果表明,地形对VRW的传播速度,台风内区的非对称结构的变化均构成影响.当台风位于地形东南一定距离处,与无地形相比,涡量向内向外传播均增强,扰动能量增大,涡量环绕地形中心沿等高线顺时针方向移动,局域风速增大,并形成尺度为几十公里左右的强局域风速区,平均风速减小. 展开更多

关键词 岛屿地形 涡旋rossby波 涡旋移动

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非线性垂直切变基流中横波型扰动的不稳定 被引量：1

16

作者 安洁 臧增亮 +1 位作者 张铭 张方友 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期438-444,共7页

通过数值计算扰动的波谱和谱函数,对垂直非线性切变基流中横波型扰动的不稳定作了数值研究,给出了不稳定谱函数的结构,讨论了不稳定的性质。主要结论有:在基流为非线性垂直切变时,对三支波动连续谱区互不重叠的天气尺度情况,此时出现的... 通过数值计算扰动的波谱和谱函数,对垂直非线性切变基流中横波型扰动的不稳定作了数值研究,给出了不稳定谱函数的结构,讨论了不稳定的性质。主要结论有:在基流为非线性垂直切变时,对三支波动连续谱区互不重叠的天气尺度情况,此时出现的不稳定扰动其性质是准地转涡旋波的不稳定,即Rossby波的斜压不稳定。在中α尺度中高端,虽有涡旋波和重力惯性波连续谱区的部分重叠,但这时不稳定的性质仍是涡旋波的不稳定,即准平衡的斜压不稳定。在中α尺度低端,既有准平衡涡旋波的不稳定,又有非平衡的涡旋-重力惯性混合波的不稳定(第一类混合波不稳定)。中β尺度不稳定的性质则是非平衡的涡旋-重力惯性混合波的不稳定,包括第一类混合波不稳定和第二类混合波不稳定。上述情况与线性垂直切变基流的结论相一致,但这里因基流垂直分布较复杂,垂直方向会出现散涡比以1为界的多段交替分布。综上,对于横波型扰动,只要基流不是常数,且层结稳定,虽此时存在纯重力惯性波连续谱区,但均无纯重力惯性波的不稳定,只有涡旋-重力惯性混合波的不稳定。 展开更多

关键词 大气动力学 不稳定 谱函数 非线性垂直切变基流 涡旋 重力惯性混合波

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涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化的数值研究 被引量：5

17

作者 余锦华 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期172-180,共9页

设计了一个高分辨率 f 平面准地转正压涡度方程半谱模式 ,用以研究非线性对台风切向风速变化 ,以及不同初始异常条件下台风环流内涡旋 Rossby波传播和台风切向风速变化特征。6类 (14组 )试验的数值结果表明 :非线性使台风切向风速的增... 设计了一个高分辨率 f 平面准地转正压涡度方程半谱模式 ,用以研究非线性对台风切向风速变化 ,以及不同初始异常条件下台风环流内涡旋 Rossby波传播和台风切向风速变化特征。6类 (14组 )试验的数值结果表明 :非线性使台风切向风速的增强减弱 ,可能使最大风速半径收缩。初始扰动中心位置对涡旋 Rossby波传播和台风切向风速变化的影响明显。扰动中心在最大风速半径附近时 ,台风最大切向风速增强最多 ;异常中心在台风外区时 ,使最大切向风速减小。初始异常尺度 (范围 )减小对台风最大切向风速变化的影响减弱。双涡分布条件下 。 展开更多

关键词 涡旋rossby波 台风 切向风速 强度 物理机制

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非线性尘埃—漂移波的复杂结构

18

作者 陈银华 陆玮 王舸 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期52-55,共4页

采用流体模型 ,研究尘埃等离子体中的非线性尘埃—漂移波 .极低频的尘埃—静电漂移波 ,通过非线性互相作用 ,形成局域的涡旋结构 .研究发现 ,涡旋强度与等离子体中尘埃含量和离子—电子温度比有密切的关系 .等离子体中形成的大量涡旋横... 采用流体模型 ,研究尘埃等离子体中的非线性尘埃—漂移波 .极低频的尘埃—静电漂移波 ,通过非线性互相作用 ,形成局域的涡旋结构 .研究发现 ,涡旋强度与等离子体中尘埃含量和离子—电子温度比有密切的关系 .等离子体中形成的大量涡旋横越磁场运动 。 展开更多

关键词 非线性尘埃-漂移波 反常输运 尘埃等离子体 流体模型 静电波 局域涡旋结构

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Rossby参数β在涡旋Rossby波中的作用 被引量：15

19

作者 邓莲堂 刘式适 +1 位作者 徐祥德 付遵涛 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2004年第5期483-492,共10页

利用尺度分析方法得到Rossby参数β在强涡旋中有着不可忽略的作用。在无基本气流径向切变的涡旋系统中,在Rossby参数β的作用下有涡旋Rossby波出现。由于涡旋Rossby波存在,从而破坏了涡旋系统的轴对称性,表现出非轴对称特征。在考虑切... 利用尺度分析方法得到Rossby参数β在强涡旋中有着不可忽略的作用。在无基本气流径向切变的涡旋系统中,在Rossby参数β的作用下有涡旋Rossby波出现。由于涡旋Rossby波存在,从而破坏了涡旋系统的轴对称性,表现出非轴对称特征。在考虑切向基本气流的涡度径向变化时,涡旋Rossby波的频散关系同时包含了切向基本气流涡度径向切变项和β项的作用。一般情况下涡旋Rossby波在切向基本气流涡度径向切变的作用下有向外频散能量的特性,而β项的作用随方位角θ而变化,使涡旋能量频散不对称。 展开更多

关键词 涡旋rossby波 rossby参数 径向切变 非对称性

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垂直切变基流中非地转涡旋波的不稳定 被引量：18

20

作者 张立凤 王丽琼 张铭 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第3期391-400,共10页

利用Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程研究了扰动传播方向与垂直切变基流有－夹角时的不稳定问题，即斜交型不稳定问题。当Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ数不大时，在α中尺度波段其增长率最大，此时该斜交型不稳定的性质既不同于重力惯性波的对称不稳... 利用Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程研究了扰动传播方向与垂直切变基流有－夹角时的不稳定问题，即斜交型不稳定问题。当Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ数不大时，在α中尺度波段其增长率最大，此时该斜交型不稳定的性质既不同于重力惯性波的对称不稳定，也与Ｒｏｓｓｂｙ波的斜压不稳定有差异，而是非地转涡旋波的不稳定。 展开更多

关键词 稳定性 垂直切变基流 rossby波 非地转涡旋波 稳定性 斜交 BOUSSINESQ方程 大气扰动传播方向

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