兰姆波
动力气象学术语
考虑地球旋转作用,在静力平衡大气中还可以产生一种只沿水平方向传播的特殊声波,称为兰姆波。其特点是:空气微团只做水平运动,静力平衡成立,水平尺度较大。兰姆波的相速大于绝热声速,是快波型波动。它与纯水平声波不同的是,它是频散波
定义
考虑地球旋转作用,在静力平衡大气中还可以产生一种只沿水平方向传播的特殊声波,称为兰姆波。其特点是:空气微团只做水平运动,静力平衡成立,水平尺度较大。
相关方程
扰动方程组
取静止大气作为基本大气状态,设 ,则由线性扰动方程组可得描写兰姆波的扰动方程组为:
上式中,k为波数,为初位相,c为波速,t为周期,v为频率。若初始无位温扰动,则由
可知,无位温扰动这也是兰姆波的一个重要性质。
静力平衡方程
上式是决定扰动铅直结构的方程。
频率方程
其解为 ,
对应的是定常解。
对应的是波动解,所以兰姆波的频率为
相速、群速
取,则相速、群速为
可见相速群速方向相同,但。兰姆波的相速大于绝热声速,是快波型波动。它与纯水平声波不同的是,它是频散波。由于,故扰动能量将穿过等位相面向后传播。
此外,兰姆波各扰动量在铅直方向是有变化的,扰动气压振幅随高度按指数减小。若在地面无气压扰,兰姆波只有在外部条件允许下才能存在。因外部条件作用才能存在的波动称为“外波”,故兰姆波属于外波型波动。
兰姆波的扰动气压随高度按指数减小,但扰动速度随高度几乎不改变,这是兰姆波铅直结构的主要特征。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 12:56
目录
概述
定义
相关方程
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