惯性波在地球气旋中的吸收与反射

我们研究了惯性波与快速旋转流体系统中地球气旋流动的相互作用。遵循实验条件 [1, 2]，我们考虑由靠近流动侧边界的源激发的惯性波，并进入地球气旋流动存在的区域。本文推导并分析描述在均匀气旋流动背景下收敛和发散圆柱形波传播的波方程。我们表明，在无粘性极限下，单色波在被吸收进入临界层之前不会对气旋流动施加任何扭矩。在收敛波中，只有携带与气旋旋转方向相同角动量的波才会被吸收。角动量符号相反的收敛波被气旋反射。只有当气旋流在该处具有足够快的角速度时，波的吸收才可能。在临界层附近，波的行为可由经典模型描述，该模型将均匀流视为直线剪切流。我们表明，短波极限下的常规波列近似在该层附近并不适用，我们推导了proper方程并重新表述了波行动守恒律。对于临界层的邻近区域，推导了考虑粘性耗散的模型；研究了单色波和波列的粘性吸收。