Beta 平面上水平均匀、气候不稳定流动的比例理论
ao-sci
2016-08-30 v2 大气与海洋物理
摘要
Larichev 和 Held (1995) 对于 f 平面上水平均匀、两层模型中涡旋振幅与通量的比例论证推广至 beta 平面。以非维数 x = U/(beta*lambda^2) 为参数，其中 lambda 为形变半径，U 为平均热风，结果表明在 x>>1 极限下，RMS 涡旋速度 V 与 U 的比值约为 x；能量包含涡旋的特征波数与涡旋驱动的喷气 k 与 lambda 的乘积约为 1/x；势涡扩散系数 D 与 U*lambda 的比值约为 x^2。数值模拟对该比例提供了定性支持，但表明其对 x 值敏感性的估计偏低。针对连续分层的推广方案建议其导致估计：V ~ 1/(beta T^2)；k ~ beta*T；D ~ 1/{[beta^2][T^3]}，其中 T 为由环境决定的时间尺度；特别地，在两层模型中等于 lambda/U，在均匀剪切 S 和分层 N 的连续流中等于 N/(fS)。该同一比例也被认为适用于相反极限 x<<1 的连续分层流体 (Held, 1980)。因此，我们认为其可能在行星大气和海洋中具有普遍适用性。
引用
@article{arxiv.ao-sci/9503001,
title = {A Scaling Theory for Horizontally Homogeneous, Baroclinically Unstable Flow on a Beta-Plane},
author = {Isaac M. Held and Vitaly D. Larichev},
journal= {arXiv preprint arXiv:ao-sci/9503001},
year = {2016}
}
备注
Submitted to Journal of the Atmospheric Sciences. Latex source file. Figures are included in an uuencoded file. Revision only involves submission format, not content of paper. User may wish to obtain postscript version of full paper from http://www.gfdl.gov/~ih