简化两层大气模型中的纬向风暴轴移动

中纬度大气中的涡驱动急流和风暴轴已知会在不同时间尺度上发生纬度移动，但导致这些移动的物理过程仍不清楚。在本研究中，我们引入一个源自经典 Phillips 两层模型的极小动力学系统，旨在阐明涡与平均流相互作用的基本机制。具体而言，我们旨在理解涡的结构与纬向流纬度极大值移动之间的联系。通过改变涡的水平形状，我们发现了三种不同的动力学态，其出现取决于外部斜压强迫的强度：纯纬向流、具有净向极动量通量的正压涡态，以及同时具有净向极动量和温度通量的斜压涡态。对于弱斜压强迫，发现了纬向流极大值位于 beta 通道中心的经典纬向流解。对于强强迫，若涡呈西南-东北倾斜且纬向拉长，则系统处于斜压涡态，导致急流向极移动。中间的正压涡态也呈现向极移动的急流，但涡的结构与斜压态截然不同。改变参数会导致各态之间发生连续或间断的过渡，这取决于大气的性质。本研究结果也为北大西洋急流入口与出口区域间风暴轴变化的特性提供了见解。