切变气流中地形强迫激发的非线性长波

摘要

经推导得到了包括地形和耗散的ＦＫｄＶ－Ｂｕｒｇｅｒｓ方程，利用数值解讨论了地形强迫激发的弧波演变以及移动性孤波与地形的相互作用。结果显示，对于α＞０或α＜０，不论是在气旋式切变气流还是反气旋式切变气流中，地形都能在强迫区激发出定常孤波，在其下游产生调制椭圆余弦波列的背风波；当α＝０时，在反气旋式切变气流中强迫区产生的是大振幅定常孤波，气旋式切变气流中强迫区产生的是复杂的非定常孤波；地形强迫产生的ｍ＝２的孤波振幅远小于ｍ＝１的孤波；地形高度的增高与失谐参数趋向于零有类似的效应。地形阻挡移动性孤波的传播，减小其移速，使其振幅增大，地形高度越高，地形的这种效应越明显。小的耗散作用能使孤波在地形附近呈现振荡型传播，大大地增加了与地形相互作用的时间。近共振的反气旋式切变气流中地形强迫产生的经向波数ｍ＝１的定常孤波可能是驱动局地阻塞形成的重要因子；小耗散与失谐参数适当组合下的地形与孤波相互作用也可能是阻塞形成的一种机制。