基本流纬向切变下的稳定辐射斜压位涡.pdfVIP

ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ

４５卷１期２０２４年１月Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１，Ｊａｎ．，２０２４

ⓒ应用数学和力学编委会，ＩＳＳＮ１０００⁃０８８７ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｐｐｌｍａｔｈｍｅｃｈ．ｃｎ

基本流纬向切变下的稳定辐射斜压位涡∗

刘楠，宋健

（内蒙古工业大学理学院，呼和浩特０１００５１）

摘要：在大尺度垂直剪切中，嵌入一类新的、稳定传播的斜压涡旋，它辐射的Ｒｏｓｓｂｙ波没有衰减．通过考虑Ｂｅｔａ平

面上的两层模型为基础，利用纬向二次剪切流与稳定辐射斜压流体之间的色散关系变化，进行数值模拟，得出了二

次剪切流对稳定辐射斜压位涡（ｐｏｔｅｎｔｉａｌｖｏｒｔｉｃｉｔｙ，ＰＶ）不稳定性的影响；同时涡旋产生的Ｒｏｓｓｂｙ波，引起经向涡旋

的传播及其他相干的热流；对于亚热带海洋向西流，随纬度变化，通过三角函数近似解，给出相应Ｂｅｓｓｅｌ函数数值

解，得到二次剪切流使得上层ＰＶ梯度的减少，持续延长了涡旋的寿命．

关键词：二次剪切流；稳定辐射；斜压涡旋

中图分类号：Ｏ３５１；Ｐ４３３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．２１６５６／１０００⁃０８８７．４４０１６８

ＳｔａｂｌｅＲａｄｉａｔｉｏｎＢａｒｏｃｌｉｎｉｃＰｏｔｅｎｔｉａｌＶｏｒｔｉｃｅｓ

ＵｎｄｅｒＢａｓｉｃＦｌｏｗＺｏｎａｌＳｈｅａｒ

ＬＩＵＮａｎ，ＳＯＮＧＪｉａｎ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｈｏｈｈｏｔ０１００５１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｈｅａｒ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｓｔａｂｌｙｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇｂａｒｏｃｌｉｎｉｃｖｏｒｔｅｘｗａｓｅｍｂｅｄｄｅｄ，ｔｏ

ｒａｄｉａｔｅＲｏｓｓｂｙｗａｖｅｓｗｉｔｈｏｕｔａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ２⁃ｌａｙｅｒｍｏｄｅｌｉｎ

ｔｈｅｂｅｔａ⁃ｅｆｆｅｃｔｐｌａｎｅ，ｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｚｏｎａｌｑｕａｄｒａｔｉｃｓｈｅａｒ

ｆｌｏｗａｎｄｔｈｅｓｔａｂｌｅｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｒｏｃｌｉｎｉｃｆｌｕｉｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｚｏｎａｌｑｕａｄｒａｔｉｃｓｈｅａｒｆｌｏｗｏｎｔｈｅｂａｒｏｃｌｉｎ⁃

ｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｖｏｒｔｅｘｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｔｅａｄｙｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｗａｓｄｅｒｉｖｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅＲｏｓｓｂｙｗａｖｅｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ

ｂｙｔｈｅｖｏｒｔｉｃｅｓｃａｕｓｅｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｒｉｄｉｏｎａｌｖｏｒｔｉｃｅｓａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｈｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｏｗｓ．Ｆｏｒｔｈｅｗｅｓｔ⁃

ｗａｒｄｆｌｏｗｏｆｔｈｅｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌｏｃｅａｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｌａｔｉｔｕｄｅｃｈａｎｇｅ，ｔｈｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ

ｆｕｎｃｔｉｏｎ