刘式达,辛国君,刘式适,梁福明. 2000. 大气中尺度涡旋的三维螺旋结构理论[J]. 气象学报, 58(2):151-158, doi:10.11676/qxxb2000.016
大气中尺度涡旋的三维螺旋结构理论
THEORY OF THE 3-D SPIRAL STRUCTURE FOR MESO-SCALE VORTEX IN THE ATMOSPHERE
投稿时间:1998-03-09  修订日期:1999-01-27
DOI:10.11676/qxxb2000.016
中文关键词:  大气涡旋  螺旋结构  动力系统
英文关键词:Atmospheric vortex  Spiral structure  Dynamical system
基金项目:攀登项目“非线性科学”;教育部博士点资金(大气三维螺旋结构)
作者单位
刘式达 北京大学地球物理系, 北京, 100871
北京大学湍流国家重点实验室, 北京, 100871 
辛国君 北京大学地球物理系, 北京, 100871 
刘式适 北京大学地球物理系, 北京, 100871 
梁福明 北京大学地球物理系, 北京, 100871 
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中文摘要:
      文中应用描写大气运动的方程组求得了中尺度涡旋的三维定常流场以及相应的压力场和温度场,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统。理论分析和计算表明:若中尺度涡旋的下层流体呈气旋(反气旋),且伴有水平辐合(散)的螺旋转动,则通过上升(下沉)运动,其上层流体呈反气旋(气旋)且伴有水平辐散(合)的螺旋转动,从而形成中尺度涡旋的三维螺旋结构。这些都与实际大气中的中尺度涡旋结构相似。它充分说明:在旋转有粘性的大气中,为了保证质量守恒,必须有这种螺旋结构。
英文摘要:
      In this paper, the steady 3-Dstream field and the corresponding Pressure and temperature(density) field are obtained from the equations describing the meso-scale vortex in the geophysical fluid.The 3-Dvelocity fields construct anonlinear autonomous system in the physical space.It is shown that the centres of the cyclonic(anticy clonic) are low pressure(high pressure) with the horizontal convergence(divergence) motion in lower levels and the results are just the contrary in upper levels.So there exists the 3-Dspiral structure in the meso-scale vortex, there are in conform fairly well with o bservations.It implies that the rotation of earth and viscosity of fluid play an important role in the spiral structure in order to ensure the mass conservation.
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