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β平面上涡旋的罗斯贝波辐射:实验室测高实验

大气与海洋物理 2015-07-06 v2 流体动力学

摘要

本文给出了在具有地形β效应的旋转槽中生成的涡旋(eddies)演化的实验室实验结果。表面高度和速度场通过测高成像测速法(Altimetric Imaging Velocimetry)测量。实验辅以浅水数值模拟以及描述移动涡旋罗斯贝波辐射的线性理论。实验中观测到的气旋式涡旋向西北方向移动并持续辐射罗斯贝波。测量表明,初始轴对称的涡旋发展出偶极子分量,使其能进行平移运动。涡旋西侧由近似纬向波峰的罗斯贝波产生交替纬向急流图案。波数空间中流动的能谱表明,可引入类似于Rhines为β平面湍流引入的波数。该波数基于涡旋的平移速度而非湍流的均方根速度。实验与数值模拟的比较表明,演化中的涡旋还发射惯性波。尽管这些本质上是三维的波可在测高数据中观测到,但它们未在浅水模拟中得以体现。

关键词

引用

@article{arxiv.1502.07323,
  title  = {Rossby wave radiation by an eddy on a beta-plane: Experiments with laboratory altimetry},
  author = {Yang Zhang and Y. D. Afanasyev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1502.07323},
  year   = {2015}
}

备注

44 pages, 11 figures