极地放大对定常Rossby波的动力学后果：实验室视角

极地放大描述了预测的纬向地表温度梯度减小，这将对中纬度动力学产生物理影响。这些动力学后果的确切性质尚不清楚。本文通过24个不同的理想化实验室实验探索了极地放大的若干方面。所使用的装置可以独立设定纬向温度梯度（ΔT，控制层化N）、背景纬向流速（Ub）和位势涡度背景梯度（β）的实验室类比。能够单独控制这些过程是有益的，因为将它们彼此解耦可以分别检验其影响。大幅减小侧壁温差显著减小了小尺度和高频动力学，但不改变流的大尺度特征，包括定常蜿蜒的南北振幅。减小纬向流速会减小定常Rossby波的波长和振幅，而减小位势涡度梯度则产生相反效应；这些响应可由联系定常Rossby波长与√(Ub/β)的典范表达式很好地描述。变异性被分解为定常成分和瞬变成分；该变异性分解的响应取决于全部三个实验参数，并发展出一个无量纲项（Ubβ/N²）来刻画变异性的行为。这些发现表明，极地放大的动力学后果倾向于使中纬度天气从瞬变风暴转向更持续的事件，但这些持续事件的纬向波长和南北范围将趋于减小。