526Vol.10No.6 地球科学进展 Dec.,1995 出了偶极子阻塞形成的一个新理论,他们采取多重尺度法研究了基本气流具有弱切变的非 线性正压 Rossby波,其波包满足薛定谔方程,当 Rossby波的波数满足k2/3<m2<4k2(其 中k为纬向波数,m为经向波数)时,大气周期 Rossby波可以产生调制不稳定,形成 Ross 孤立波。计算它的流场,可得到偶极子阻塞的结构。这种偶极子阻塞是通过 Rossby波的调 制不稳定发展而形成的,阻塞能维持25天左右,最后通过能量频散而消失。这与大气中所观 测到的偶极子阻塞的实际过程是一致的。罗海德21)深入地讨论了 Rossby孤立波的动力学 特征,认为薛定谔方程能合理地描述大气阻塞结构;指出1<m<2时,非线性薛定谔方程具 有包络孤立场波解,流场计算结果有阻高切低结构,且存在5天以上。因此包络 Rossby孤立 波的作用可能是单个阻塞形成的重要机制。罗哲贤(2进行了阻塞形成机制的数值研究。在 不考虑地形影响、斜压性及波流相互作用的前提下,对强迫耗散KdV方程实施数值积分 从高指数环流转换为阻塞流型约需10天;在阻塞流型的形成和持续过程中,热力强迫与摩 擦耗散、非线性平流、线性频散三者同样重要,它们是形成阻塞流型的本质因子。在非绝热强 迫、耗散、非线性平流和线性频散四种物理过程共同作用下,用积分大于60天的三组试验分 析局地阻塞流型阻塞流型闭合高压中心位置维持定常,而阻高中心强度的演变显示出清晰 的准两周或一个月左右的低频振荡现象。 海气耦合 耦合的大气和海洋动力系统的运动受地形起伏和海陆分布的动力、热力作用以及太阳 辐射热力作用的影响,而这些作用都是通过海气系统来实现的。因此这些作用和大气、海洋 的运动一起构成了一个复杂的非线性反馈系统。朱抱真建立了一个包含地形、太阳辐射加 热以及海气相互作用的海气耦合非线性动力系统,用微分方程的几何理论和数值方法讨论 了振荡耦合中大气环流年变化机制,认为非线性海气相互作用可激发一个长周期自由振荡, 大气风吹流海温场动力作用对振荡形成有重要意义;在一定参数条件下,振荡周期接近年周 期变化,解的年变与副热带大气环流的年变相似,出现冬夏两个环流维持的状态,并于6月 及10月左右调整,这就是大气环流的6月和10月突变。他们还采用低截谱方法,建立起 个简单的海气耦合模式,解析求得两类稳定的平衡态。第一类平衡态相当于夏季对流层上层 副热带环流的高压系统很强大,且居于大陆上空的平均情况。第二类平衡态相当于冬季环流 的高压弱且退居海上的情况。刘秦玉(23)利用李雅普诺夫稳定性理论,针对纬向非线性混合 Rossby波讨论了海气系统中的非线性波动及其正压稳定性。吴王杰2)用协同学方法研究 了一个非线性的海气耦合能量模式,发现在海气耦合系统中存在长时间尺度和短时间尺度 的两种振荡,海气耦合振荡是这两种时间尺度运动的叠加 ENSO现象是海气相互作用的结果,利用ENSO资料也可以对海气耦合现象进行深入 的研究。K. Freadrich(25)将1864~1983年120年间ENSO事件分级拟合成一维二次映射。 研究结果表明:当热惯性小时,浅的海洋深度处会出现ENSO现象。杨培才20利用近百年达 尔文站月平均气压距平值(DP)的时间序列及近五十余年达尔文与塔希提两个站之间的月 平均气压距平值,阐述了ENSO演变的混沌特性,计算了最大李雅普诺夫指数及其表征的 可预报时间尺度。 c1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved