Rossby波在β平面近似下的稳定性
摘要：关于Rossby波的基流，使用Floquet理论描述了在大尺度下的不稳定频谱。通过继续分数和多尺度方法，分析了由一个到三个Rossby波组成的基流。而由三个以上Rossby波组成的基流则进行了数值研究。研究结果表明，不稳定性机制从弯折共振转变为三叶共振，在Rhines数Rh等于O(1)时发生，与雷诺数无关。对于单个Rossby波的基流，在不同极限下都可以找到不稳定性的临界雷诺数Re^c。在极限Rh趋近于无穷大且k趋近于0时，经典值Re^c = sqrt(2)被恢复。而在Rh趋近于0且除了纬向和经向之外的所有Rossby波方向上，基流在所有雷诺数下都不稳定；纬向Rossby波是稳定的，而经向Rossby波的临界雷诺数为Re^c = sqrt(2)。对于由许多Rossby波（最多40个）构成的更各向同性的基流，当2 <= Rh < 无穷大时，最不稳定模式是纯纬向的，并且在Rh = 1/2时几乎是纯纬向的，这里的过渡Rhines数再次等于O(1)，与雷诺数无关，并且与从弯折共振到三叶共振的不稳定性机制的变化保持一致。
作者：Youngsuk Lee (1), Leslie M. Smith (2) ((1) Department of Mathematics, University of Wisconsin, Madison, USA, (2) Department of Mathematics and Mechanical Engineering, University of Wisconsin, Madison, USA)
论文ID：physics/0208032
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2009-11-07