در محلول مشکل ساختار عمودی همگن برای نوسانات دوره طولانی

مشکل تعیین حالت های طبیعی طولانی مدت یک جو باروتروپیک با دمای واقع بینانه ، توزیع و در حرکت یکنواخت در کل محدوده عمق معادل بررسی شده است. نشان داده شده است که فقط دو راه حل وجود دارد که وضعیت انرژی تابش/محدود را برآورده می کند و تقریباً شرایط مرزی سطح همگن را برآورده می کند. در خارج از یک بازه خاص از عمق معادل ، نشان داده شده است که هیچ راه حل وجود ندارد. این مشکل به صورت عددی بر روی فاصله محدود حل می شود که در آن دو شکاف تیز در خطای سطح یافت می شود.

اولین مورد از اینها مربوط به عمق معادل 9. 6 کیلومتر و ساختار بره است. این حالت که همتای راه حل های فیلم نازک در یک کره است ، به دلیل ماهیت هیدرواستاتیک حالت اساسی است و با وجود تغییر دما وجود دارد. غوطه وری دوم ، مربوط به عمق معادل 5. 8 کیلومتر در اینجا ، نتیجه مجرای شناوری است و نتیجه تغییر دما است. چگالی انرژی این ساختار دارای حداکثر در سطح و در سطح متناسب با Stratopause است. به دلیل ماهیت اساسی تر ، حالت بره مشکل همگن را تا حد بیشتری برآورده می کند و بیشترین احتمال تحقق در جو را دارد. ساختار دوم نشانگر پتانسیل مجرای موج در استراتوسفر و مزوسفر است. با این حال ، به دلیل وابستگی آن به ماهیت خاص مشخصات دما ، تحقق آن در جو متغیر تر خواهد بود.

زمان اقامت انرژی محلی برای هر حالت محاسبه می شود. حالت بره بیشترین مقدار خود را در نزدیکی سطح دارد که برآورد بدون اتلاف بیش از چند صد دوره موج در یک لایه متناسب با تروپوسفر است. ساختار دوم طولانی ترین در یک لایه متناسب با استراتوسفر و مزوسفر است که در صورت عدم اتلاف ، انرژی ممکن است به ترتیب 10 دوره باقی بماند.

خلاصه

مشکل تعیین حالت های طبیعی طولانی مدت یک جو باروتروپیک با دمای واقع بینانه ، توزیع و در حرکت یکنواخت در کل محدوده عمق معادل بررسی شده است. نشان داده شده است که فقط دو راه حل وجود دارد که وضعیت انرژی تابش/محدود را برآورده می کند و تقریباً شرایط مرزی سطح همگن را برآورده می کند. در خارج از یک بازه خاص از عمق معادل ، نشان داده شده است که هیچ راه حل وجود ندارد. این مشکل به صورت عددی بر روی فاصله محدود حل می شود که در آن دو شکاف تیز در خطای سطح یافت می شود.

اولین مورد از اینها مربوط به عمق معادل 9. 6 کیلومتر و ساختار بره است. این حالت که همتای راه حل های فیلم نازک در یک کره است ، به دلیل ماهیت هیدرواستاتیک حالت اساسی است و با وجود تغییر دما وجود دارد. غوطه وری دوم ، مربوط به عمق معادل 5. 8 کیلومتر در اینجا ، نتیجه مجرای شناوری است و نتیجه تغییر دما است. چگالی انرژی این ساختار دارای حداکثر در سطح و در سطح متناسب با Stratopause است. به دلیل ماهیت اساسی تر ، حالت بره مشکل همگن را تا حد بیشتری برآورده می کند و بیشترین احتمال تحقق در جو را دارد. ساختار دوم نشانگر پتانسیل مجرای موج در استراتوسفر و مزوسفر است. با این حال ، به دلیل وابستگی آن به ماهیت خاص مشخصات دما ، تحقق آن در جو متغیر تر خواهد بود.

زمان اقامت انرژی محلی برای هر حالت محاسبه می شود. حالت بره بیشترین مقدار خود را در نزدیکی سطح دارد که برآورد بدون اتلاف بیش از چند صد دوره موج در یک لایه متناسب با تروپوسفر است. ساختار دوم طولانی ترین در یک لایه متناسب با استراتوسفر و مزوسفر است که در صورت عدم اتلاف ، انرژی ممکن است به ترتیب 10 دوره باقی بماند.

2350 مجله علوم جوی Volume36on محلول مشکل ساختار عمودی همگن برای OSC دوره طولانی مدت~Bations Murry L. Salbynational برای تحقیقات جوی~، Boulder ، CO 80307 (نسخه خطی 2 مارس 1979 ، در فرم نهایی 31 مه 1979) مشکل تعیین حالت های طبیعی دوره طولانی یک جو باروتروپیک با توزیع واقع گرایانه و در حرکت یکنواخت در کل محدوده عمق معادل بررسی شده است. نشان داده شده است که فقط دو راه حل وجود دارد که وضعیت پرتونگاری/انرژی محدود را برآورده می کند و تقریباً شرایط مرزی سطح همگن را برآورده می کند. در خارج از یک مقدار خاص از عمق معادل ، نشان داده شده است که هیچ راه حل وجود ندارد. مشکل حل می شود که در فاصله زمانی محدود که دو شکاف تیز در خطای سطح وجود دارد ، به صورت عددی حل می شود. اولین مورد از اینها مربوط به عمق معادل 9. 6 کیلومتر و ساختار بره است. این حالت ، که همتای راه حل های فیلم نازک در یک کره است ، به دلیل ماهیت هیدرواستاتیک آمار اصلی با وجود تغییر دما وجود دارد. غوطه وری دوم ، مربوط به عمق معادل 5. 8 کیلومتر ، نتیجه مجرای شناوری است و نتیجه تغییر دما است. میزان انرژی این ساختار دارای حداکثر در سطح و در سطح متناسب با Stratopause است. از آنجا که از ماهیت اساسی تر آن ، حالت بره مشکل همگن را تا حد بیشتری برآورده می کند و بیشترین احتمال تحقق در جو را دارد. ساختار دوم نشان دهنده پتانسیل مجرای موج در استراتوسفر و مزوسفر است ، به دلیل وابستگی آن به ماهیت خاص از مشخصات دما ، با این حال ، تحقق آن در جو متغیر تر خواهد بود. زمان اقامت انرژی محلی برای هر حالت محاسبه می شود. حالت بره بیشترین مقدار خود را در نزدیکی سطح دارد که در آن E Stimate بدون اتلاف بیش از چند صد دوره موج در یک لایه مناسب تروپوسفر است. ساختار دوم طولانی ترین در یک لایه متناسب با استراتوسفر و میسوسفر است که در صورت عدم اتلاف ممکن است انرژی به ترتیب 10 دوره باقی بماند. مقدمه تحقیقات بیشماری حالت های پس از نوسان یک جو هیدرواستاتیک را در نظر گرفته است. کار مقدماتی توسط لاپلاس (Seelamb ، 1932) در نظریه جزر و مد اقیانوس خود و گسترش یافته هاف (1897 ، 1898) ، هاورویتز (1940) و دیگران که راه حل های دو بعدی در آسفر را بررسی کردند ، آغاز شد. یک درمان عددی جامع از مشکل دو بعدی و راه حل های مربوطه توسط Longuethiggins (1968) ارائه شد.~تلاش برای به دست آوردن راه حل های سه بعدی در جو نیز توسط لاپلاس آغاز شد ، که وجود نوسانات را برای مواردی که از اقیانوس از عمق یکنواخت و عمق یکنواخت و یکنواخت حدس می زد ، حدس زد. اینها توسط تیلور (1936) مورد بررسی قرار گرفتند كه اظهار داشت كه در معادله جزر و مد لاپلاس برای تاتموسفر ، آنالوگ به عمق تیوكس وجود خواهد داشت. این باعث شده اصطلاح عمق معادل آن تا به امروز ادامه داشته باشد. این اصطلاحات تاسف بار تأسف آور است ، زیرا همه راه حل های مشکل سه بعدی لزوماً COR < SPAN> تلاش برای به دست آوردن راه حل های سه بعدی در جو نیز توسط لاپلاس آغاز شد ، که حدس می زد که وجود نوسانات را برای مواردی از اقیانوس ازعمق تراکم یکنواخت و عمق. اینها توسط تیلور (1936) مورد بررسی قرار گرفتند كه اظهار داشت كه در معادله جزر و مد لاپلاس برای تاتموسفر ، آنالوگ به عمق تیوكس وجود خواهد داشت. این باعث شده اصطلاح عمق معادل آن تا به امروز ادامه داشته باشد. این اصطلاحات ISPERAPS تاسف آور است ، زیرا همه راه حل های مشکل سه بعدی لزوماً تلاش برای دستیابی به راه حل های سه بعدی در جو نیز توسط لاپلاس آغاز شد ، که حدس می زد که وجود نوسانات را به صورت اقیانوس از عمق چگالی یکنواخت و عمق دارد. اینها توسط تیلور (1936) مورد بررسی قرار گرفتند كه اظهار داشت كه در معادله جزر و مد لاپلاس برای تاتموسفر ، آنالوگ به عمق تیوكس وجود خواهد داشت. این باعث شده اصطلاح عمق معادل آن تا به امروز ادامه داشته باشد. این اصطلاحات بدیهی است ، زیرا همه راه حل های مشکل سه بعدی لزوماً COR نیست~مرکز ملی تحقیقات جوی توسط بنیاد ملی علوم حمایت می شود . 0022-4928/79/122350-10506. 50C 1980 جامعه هواشناسی آمریکایی به طور مستقیم با راه حل های دو بعدی ONA حوزه. معرفی این بعد اضافی امکان نوسانات را به طور کلی به ماهیت عمودی و فیلم دو بعدی ممکن در INA ایجاد نمی کند. مسئله بحث و گفتگوهای قابل توجه در موارد بعدی این مشکل ، طبیعت از شرایط مرزی بالایی بوده است. اگرچه بسیاری از استادی ها از شرایط سنتی بیشتری استفاده کرده اند (به عنوان مثال ، سطح آزاد ، درب سفت و سخت) ، لیندن و همکاران ، (1968) نشان دادند که این امر لزوماً به دلیل بازتاب در قسمت فوقانی ، حالت های برجسته ای را معرفی می کند. معادلات خطی برای یک پایه بی حرکت از هم جدا هستند ، پارامتر جدایی که به عمق معادل آن مربوط می شود. معادله با رفتار افقی در اصل معادله جزر و مدی است ، در حالی که این امر حاکم بر ساختار ساختار عمودی است. برای یک حالت اساسی ایزوترمال ، یک راه حل برای مشکل با سرعت صفر سطح و انرژی محدود وجود دارد یا انرژی محدود یا انرژی لازم از بی نهایت وجود ندارد. این ساختار عمودی یک موج بره (Wilkes ، 1949) و مربوط به عمق معادل 10 KM. December 1979 Murry L. Salby 2351 Siebert (1961) را بررسی کرد. انجام شده بر روی محدوده محدود از عمق معادل متناسب با Resonancetida. تئوری L ، همچنین یک ارزش مشخصه از 10 کیلومتر را پیش بینی کرد. یکی از درمان های جامع این مشکل توسط Dikii (1965) که طیف گسترده ای از حرکات را در نظر گرفت ، انجام شد. در آن مطالعه فرض بر این بود که در لایه های موجود ، بدون محدودیت رشد می کند ، که مرز بالایی را مجبور می کند یکی از ظرافت ها باشد. متأسفانه ، این شرایط ، مناسب در بی نهایت ، لزوماً در ارتفاع محدود اعمال می شد. این به طور موثری یک مرز فوقانی مصنوعی را معرفی کرد که مجموعه ای از حالت های عمودی را به دلیل پاره شدن ایجاد کرد. تعبیه شده در این مجموعه یک راه حل با عمق معادل 10 کیلومتر است که برای طیف گسترده ای از فرکانس ها وجود دارد. Kasahara (1976) مشکل را در یک سطح چند سطح ، همچنین با یک درب سفت و سخت بررسی کرد. گذشته از یک راه حل پاسخ به 10 کیلومتر معادل و حالت های ارتکلی به دلیل بازتاب ،~یک حالت ثابت در ارتفاع و مربوط به عمق معادل آنینفینیت نیز نتیجه گرفت. ISALSO دوم به دلیل درب سفت و سخت از آنجا که لزوماً برای کامل بودن مجموعه توابع متعامد که باعث برآورده کردن ارزش مرزی دو نقطه ای می شود ، نتیجه می گیرد. ما مشکل طبیعی حالت را به ترتیب یک روز یا بیشتر در جو Ahomogeneou ، باروتروپیک با توزیع واقع گرایانه و با حرکت یکنواخت بررسی خواهیم کرد. راه حل های ناشی از مرز پایین تر و/یا از شخصیت اصلی کشور در نظر گرفته می شود. به طور خاص ، نتایج به نظر می رسد که حالت های ناشی از ماهیت شرایط فوقانی وجود دارد. کل دامنه پارامتر جدایی (عمق معادل) بررسی شده است. راه حل هایی حفظ می شوند که دارای اختلال محدودیت محدود هستند یا انرژی در آن از بی نهایت تابش نمی کنند و به طور قابل توجهی یک سطح سطح همگن را برآورده می کنند. توجه به راه حل های Rossby متمرکز خواهد شد. با این حال ، همان تجزیه و تحلیل در مورد حالت های گرایش اعمال می شود. توسعه مسئله ارزش مرزی خطی ، اختلالات آدیاباتیک در یک فضای هیدرواستاتیک و باروتروپیک در یکنواختی در نظر گرفته می شود. مطابق با فرمولاسیون سنتی این مشکل ، فرض می شود که وضعیت اساسی ترکیب یکنواخت و تغییرات در گرانش است. در این حالت ، متغیرهای حالت اساسی توسط اشتراک های صفر تابعی از Heledonly است و ممکن است از نظر فشار پس زمینه PO نوشته شود (~، 4 ،) = po (o) e-e (-، (1. 1) که در آن i2~' -in (PO 1~: (0 = fi-~) po (o) j '0. 2) fi (o - rto/g _ po/pog (i. 3) ارتفاع مقیاس عادی است ، fi با یک مقدار متوسط ، r ثابت گاز خاص است و/؛ = Z/_ ،~(1. 4) ارتفاع هندسی عادی است. مقادیر آشفتگی بدون بعد زیر (در نماد استاندارد) برای نوسانات به ترتیب یک روز یا بیشتر مناسب است (ر. ک. سالبی ، 1980) :( 2) جایی که e = fi/a کم عمق جو از سفارش 10-A است، a شعاع زمین ، ثابت t theRavitational ، fl = fl + a سرعت کل زاویه ای حالت اصلی (سرعت زاویه ای سطح ، fl ، به علاوه جو ، الف) است و ثابت می شود و Fi استمقیاس اختلال دلخواه. راه حل هایی جستجو می شود که ممکن است به معنای محدود کننده عدم اجبار وجود داشته باشد. بنابراین مشکل از نظر ریاضی همگن است. معادلات خطی که در زمان و طول جغرافیایی قابل تفکیک هستند ، و از این رو ، اختلال آستادی ممکن است از formei فرض شود (MX-~T) با موج موجدار Zonal M (برای چرخه) و فرکانس TR. فرکانس i n-trinsic نرمال به عنوان & = to/2fl = (t r-a)/2 تعریف شده است~به ترتیب اول در مقادیر کمی (Salby ، 1980) این عوارض هستند - I & Fi - SIN4 ،~= - -/5 ، (3. 1) -i &~+ sin4 ، fi = -fir0/5 ، (3. 2) O4 ، 1 0/5b =~/5- o~'(3. 3) 2352 مجله علوم جوی Volume36 ..-.~__1 (o~) im-ttmgp-j92 [0~+ 1 - + H- cos0/~1 0 1 0-+ (coso~) + b cos~در~c ~9 OG~I '& ---- 99/3 +'- +~y 0ghere y-1--o ، (3. 4) =-i &~GJGB(3. 5) نسبت به گرمای خاص و ،/ = (21~) 2a2/gi~پارامتر بره است و از نظم 10 است~-->، = 0 (~= 0) وضعیت پرتونگاری/محدود انرژی (~م) در جایی که یکی از دومی در صورت لزوم انتخاب شود. این معادلات ممکن است با ایجاد تحول تزیین/2 = گناه (O) کاهش یابد ، و سرعت به دست آمده از نظر فشار به عنوان a =~u [. b] ، (4. 1) 5 = -ibv [13] ، (4. 2) comg [، op] v- = i oh 'o~-'el3 ، (4. 3) o [کجا /22) 1/2 u [،] = ( - /2 - + -. ،. (5. 1) CO~_ /22 0 /x '1 - /22 (1- /2~) "2 [C ') م~-~ [~] v [.] -~؛--- 7 CO0/2 ' +-!-/22 ' - (5. 2) معادلات.(4) دلالت بر این دارد که سرعت منطقه ای و نصف النهار در چهارگوش است. سرعت و چگالی از بین می رود و معادله دیفرانسیل جزئی زیر را در فشار قرار می دهد: L. J [/3] = M [15L ، (6) WHOLE [. i = = - (7. 1) ساعت 1~ه] (7. 2)~3 0BT CO 2-_~2 0/2. 1_ (_~CO2 "~/. 12 ، __ m2.] r/< [col.Nonetheless, Eq. (6) is separable, and by assuming15 = Z(OY(lx) the following two boundary valueproblems result with separation parameter ~CO2 /22) CO2 /22 1 _--~2 '(7. 3) j [/3] به طور مؤثر واگرایی سرعت است. Eq(6) برخی از شباهت به مسئله ویژه ای برای حالت های طبیعی یک مایع در حال چرخش را تحمل می کند. دومی که مشکل Poincar6 نامیده می شود ، از نظر ریاضی بد نیست زیرا شرایط بیش از حد و هنوز هم لزوماً در اطراف حوزه تحمیل می شود (Greenspan ، 1968)بشرمعادله اینجا Hyperbolic در داخل باند Latitude L/2 [[~: l'j [z] + az = 0] dz'-~ --~ o~= 0 (~= 0) j ، (8) شرایط پرتونگاری/محدود انرژی محدود (~) m [y] + ay = 0 /.(9) Y در/2 = _+ 1. J Eq محدود شده است.(9) معادل معادله جزر و مد لاپلاس است~/A با عمق معادل 3 جایگزین می شود. حل مشکل ساختار عمودی بر خلاف مطالعه Dikii ، حرکاتی که در اینجا مورد بررسی قرار می گیرند در رژیم هیدرواستاتیک نهفته است. بنابراین ، دو مشکل ارزش مرزی از بین می روند. مقدار (های) A ، یعنی.~عمق (های) معادل ، ممکن است از مشکل عمودی بدست آید و سپس در مشکل افقی جایگزین شود که ممکن است برای شرکت فرکانس حل شود. همانطور که مطرح شد ، مشکل همگن است. یک محلول غیرزرو دقیقاً می تواند اتفاق بیفتد در صورت فرار از مزاحمت از TH~سیستم. برای این حجم نیمه متناوب این بدان معنی است که یا انرژی های انرژی صرفاً در افقی ، یا مانع آن از وسعت نامحدود در عمودی و کاملاً منعکس می شوند. هر احتمال دیگری اجازه می دهد تا در نهایت به بی نهایت تابش کند. خواهد بود~هفتم تعداد نامحدودی از راه حل ها برای وسایل محدود با انرژی محدود و بدون شار انرژی وجود دارد و از این رو کاملاً حاوی انرژی آشفتگی است. بلافاصله آشکار نیست که اینها نمی توانند به عنوان حالت های عادی سیستم شناخته شوند. برای مورد ایزوترمال ، تنها راه حل برای مکرر ساختار بره مربوط به ، z است (o = e~ ~و سی~= 1 -~[/~0. 714. این محلول دارای سرعت عمودی صفر در سراسر است و بنابراین هیچ شار انرژی عمودی ندارد. همانطور که دیکی خاطرنشان کرد ، به طور کلی برای غیر ایزوترمالوسفر ، هیچ راه حل دقیقی برای این مشکل وجود ندارد. ما باید طبیعت همگن آن را با توجه به اینكه با ارزش مشخصه A ، سرعت كوچه به یك ارزش كوچك در Surfacerater دست می یابد تا از بین برود.(8) ممکن است با اجازه دادن به z (0 = e) به صورت عادی نوشته شود (ر. ک. ، rektorys ، i969)~2fir-~v'+ [~-(~' + mu2v (0 ، (10) در آن مورد " + k2" (~;7~؛OOV = 0~'+g) l (11) +2 (~) v =- (~ anda, and plays the role of a refractive index or verticalwavenumber squared. Regions where k2 >= o) جایی که k2 (~ < 0. Actually, k:.(~؛الف) یک عبارت پیچیده در~(~0 مطابق با رفتار عمودی نوسان ، در حالی که پایان نامه ها در درجه اول از بین می روند و در صورت وقفه در جایی اتفاق می افتد که k~(~؛الف) خانواده ای از پروفایل های ضریب شکست را با پارامتر AAS A تعریف می کند. حل مسئله ممکن است به عنوان متفاوت A ، یعنی k مورد بررسی قرار گیرد~(~؛الف) ، به طوری که امواج به سمت بالا به سمت پایین امواج تقریباً سرعت عمودی را در سطح قرار می دهد. اگرچه عبارت برای k است~.Therefore, a can be chosen sufficiently large/smallso that k: >>؛الف) پیچیده است ، تنها وابستگی آن به A از طریق terma [[[[t ' + t0 // 4]. عامل دوم متناسب با مربع فرکانس brunt-vfiisfiilfi است. از آنجاGossard and Hooke ، 1975) ، آن را دنبال می کند~ ~؛الف) به طور یکنواخت به همه بستگی دارد~خوب~o. v = k-ua [aexp (-ii~ = -k~ ~kd ،) + bexp ( + i i2kd~ < The solution of (11) may be approached with theWKB approximation. This procedure is valid ff thefunction 5 0 1 02 --(td)~)] - (i3) برای راه حل های Rossby ، فرکانس ها منفی هستند. همانطور که به طور سنتی برای امواج شناوری (حرکت عمودی در اینجا از موج جاذبه است) ، انرژی در مقابل فاز در جهانگردی پخش می شود. از این رو ، شرایط تابش نیاز به A - 0. در ضمیمه نشان داده شده است که در این محدوده هیچ مقادیری از A وجود ندارد که در آن محلول باقی مانده تقریباً مرز سطح سطح را برآورده کند. این ناشی از نتیجه فیزیکی تقریب طول موج کوتاه است که دلالت بر این دارد که ضریب انتقال (مورس و Feshback ، 1953). بنابراین ، مکانیسم مصرف انرژی وجود ندارد. برای یک منفی به اندازه کافی بزرگ ، (~ 0~0) راه حل کلی با توجه به k به طور خودسرانه مثبت داده می شود. برای یک توزیع دمای واقع بینانه ، انرژی محدودی که A = 0. هر یک از این خانواده از راه حل های باقی مانده دارای انرژی محدود و انرژی صفر است. با این حال ، همانطور که در ضمیمه نشان داده شده است ، هیچ مقادیر A در این محدوده وجود ندارد که در آن راه حل های باقیمانده تقریباً وضعیت مرز سطح سرعت عمودی صفر را برآورده می کند. راه حل برای بزرگ [c~1 02) 4 (k2)~ ~برای همه~(نایف ، 1973). یکی از راه هایی که این نابرابری رضایت دارد این است که اگر k~DK/D~(مورس و Feshbach ، 1953) ، یعنی شاخص انکسار به آرامی در طول موج متفاوت است. با توجه به اظهارات قبلی ، نباید جای تعجب داشته باشد که برای یک مثبت به اندازه کافی بزرگ (k~0) ، محلول اصلی (11) ISB. راه حل برای میانی~0~جستجوی مقادیر مشخصه یک hasnow به یک بازه محدود محدود شده است که بر روی آن پروفایل ضریب شکست ممکن است چندین بار را برای انتشار عمودی نشان دهد. در یک مشکل کاملاً همگن هیچ تحریکی وجود ندارد و هیچ شار انرژی وجود ندارد. آرامش به "تقریبی" همگن سطح ، با این حال ، به منظور معرفی انرژی از طریق کار سطحی ، از آنجا که این سیستم محافظه کار است ، انرژی در نهایت باید از طریق هر یک از موانع در طول مسیر خود به بی نهایت تونل کند. این موانع ممکن است باعث انرژی شودایجاد در برخی از مناطق به دلیل بازتاب تکرار شده. مشخصات ارتفاع مورد استفاده در قسمت عددی اینستودی مربوط به دمای استاندارد آمریكا در سال 1976 است (شکل 1)از f (~؛O0 برای A های مختلف مورد بررسی قرار گرفت ، و مشخص شد که مقدار themaximum در فاصله 0. 10 خارج از فاصله A قرار دارد. (-3. ، 15.). بنابراین ، خارج از این فاصله ، WKB2354 Jour ، nal of علوم جوی Volume36 60 55a 50~45 ---~کل 0 من~. i ، 2 . 3~. 5 . 6 . 7 . 8 . 9 1. 0 i. i 1. 2 c~-764 Fro. 4- سرعت و بزرگی دما ، سرعت حالت بره تنظیم شده برای مرجع (a) نشان داده شده است. فاز (ب) ؛تراکم انرژی و متسین برای اولین حالت Rossby-Gravity ، که با حداکثر انرژی جنبشی (C) نرمال می شود. A = 0. 764. 2356 Jour'nal of the Atmospheric Science Volume362O181614io 6tsJ42O 'i0-~سرعت و قدر دمای من r iiilll [i i! iihii i iiilllli i iiiihii i ll ، llllll/ - i~لول~// '>_ / من'/ .(a) /(، " - f ،؟ _ - //// /؛ 't~T, . ~-~/;" - . ~SO~من /. ،~ ~' ~ ~11~' ~، // '/mag (U)' .. 4/7 ----- Mag~11~دلهره~1~1 Illlnl! H Illull I I I I~1 من~1 من~1 من~i0~i0~WJI0 فاز 2oi: '' i '' '' 1 '' r '1~I R I J~18 ، (ب) '11' r "l~]~ ~'' r~ ' ~'1' 3 'll' 'r' 1~2~ -~بشر/ - 16f~ ~ O~,,~r)*~l~l~, ,~14~~4I- -'RC2_ 2~-20 0-150 ، -io o-50 o 50 ioo i~arg (u) (درجه)~تراکم انرژی~20 ، [~من. ، من~. 1 ، من~من ، من~من [من~.~8~من~ . ~> ~من ، ج~(ج)~---. من در کل من ،6 من~S ، ،- ،. 0~. 2.~A . 5.~. 7 . 8.~1. 0 I. i I.~ wave is also shown for reference.tive index profile corresponding to the second dip.There exists a layer of positive k2 whose maximumis near the stratopause. Unlike the previous case,here the minimum wavelength 2*r/k,,ax is of the sameorder as the thickness. Fig. 5c shows that the energyhas indeed built up in this region indicating significantwave trapping between the bounding layers. Thiscavity effect 'is also suggested by the velocitymagnitude and phase shown in Fig. 5a and 5b. Avelocity node is nearly formed at the base and thephase jumps 180-. Aside from this jump, the phasevaries only slightly up to 13 scale heights after whichit indicates free propagation, as was the case for theLamb structure. Unlike the Lamb mode, this solutionexists because of the .variation in temperature.4. Application to the atmosphere The occurrence of the second structure wasexamined by Giwa (19,68) for several model profiles.As Jacchia and Kopa! also noted, he found itsexistence to depend upon the nature of the temperature profile, and its equivalent depth to vary between5.3 and 8.0 km. In this light the particular equivalentdepth determined in this study should not be takentoo seriously. The height profile used here might beviewed as, a global mean, but more realistically,horizontal temperature variations would result in aperturbed aulus of positive refractive index. Thismode also appears among the ducted acousticgravity waves discussed in Francis (1973).' Since the homogeneous surface boundary condi-'tion is satisfied to a lesser degree by some twoorders of magnitude than for the Lamb mode, itmay be more meaningful to view this second structure as a ducted mode. The greatest likelihood ofits observation would be in the upper stratospherewhere its energy density might be more comparableto that of the Lamb structure and it would offer amechanism for containing disturbance energyoriginating there.' Since these modes leak energy, a characteristicrelaxation time may be defined as the ratio of thetotal integrated energy to total leakage rate, i.e., v (17) Swhere (I,>0 = 1. 25200FIO. 5. مانند شکل 4 به جز A = 1. 25. بزرگی یک پروپراگاتی~ng داخلی~انرژی عمودی متوسط زمان است. بحث در مورد مقیاس زمانی گذرا برای این سیستم محافظه کار فقط در آناتوسفر واقع بینانه خواهد بود که در آن اتلاف بازتاب وجود دارد ، یعنی 13 ارتفاع مقیاس. از آنجا که در جو واقعی ، آرامش بخش Timesdecember 1979 M U R R Y L. S A L B Y 2357Table L ، زمان آرامش (دوره موج) . 0 I 2 3 4 ot = 0. 764i 0. 2471e + 040. 7215e + 03 0. 1047e + 04 04 04 04 04 04 04 04+ 04 0. 2186e 4 042 0. 2581e + 040. 7215e + 03 0. 1047e + 04 0. 1647e + 04 0. 2369e + 04 ot = 1. 25i 0. 2418e + 020. 1442e + 02 0. 1556e + 02 0. 1759e + 02 0. 1759e+ 020. 1470E + 02 0. 1487E + 02 0. 1830E + 02 0. 2070E + 02 تعریف شده در اینجا واقعاً دانشگاهی هستند. اینها برای چندین حالت راسبی در جدول 1 نشان داده شده است که RN و به ترتیب به شاخص های منطقه ای و نصف النهار مراجعه می کنند. همانطور که انتظار می رود ، بین دو ساختار عمودی قابل توجه وجود دارد. امکان 1 با مقدار 923 که لندنزن و بلیک برای یک موج بره مسطح تعیین می شود ، مقایسه می شود. تفاوت ها به دلیل ساختار افقی است. شاید یک مقدار معنی دار تر که می تواند در بستر باشد ، زمان یا زمان سیگنال است که برای ایجاد اختلال برای عبور از یک منطقه خاص عمودی لازم است. به جای اینکه مجبور به تصویربرداری در اینجا به تصویر کشیده شود ، بیشتر به احتمال زیاد ساختارهای طبیعی جو با رفتار گذرا از شرایط اساسی و مرزی هیجان زده می شوند. بنابراین ، انرژی در پالس ها تزریق می شود و به طور عمد از بین می رود یا از منطقه یکپارچه پخش می شود. نتایج به دست آمده در اینجا می تواند برای برآورد اثر دوم مورد استفاده قرار گیرد. اگرچه این مشکل پایدار است ، ممکن است یک شار انرژی ثابت به عنوان تشکیل دهنده های پی در پی انرژی در حال حرکت به سمت بالا در آلوسیت که توسط شاخص انکسار موضعی تعیین می شود ، پیش بینی کند. حرکت یک پالس واحد انرژی به طور اساسی از کسانی که در این جریان پایدار قرار دارند ، از نظر ذاتی نسبتاً بیشتر نمی شود. در این زمینه خطی. انرژی عمودی و چگالی انرژی با (LZ) = [(e) + (p)] c مرتبط است. جایی که C ، سرعت گروه است. زمان سیگنال بین سطح و یک سطح z سپس = i است~ (I~(ه) + (p) dz ، t (z ،/x) j0and میانگین جهانی می شود~(Z)- 4VRA2~) زمان سیگنال میانگین VGLOBAL متناسب با حالت Rossby-Gravity (دوره کمی بیشتر از 1 روز) در شکل 6 نشان داده شده است. زمان اقامت برای یک لایه خاص ممکن است با تفاوت زمان سیگنال در بالا و پایین بدست آید. برای Lambmode ، زمان اقامت در نزدیکی سطح آن بیش از چند صد روز در یک لایه مناسب برای~روپوسفراین نشانگر ماهیت اساسی این ساختار ، یعنی انتشار افقی است. زمان اقامت واقع گرایانه برای این ساختار با اتلاف دیکته می شود. نتیجه گیری که ممکن است از این نتیجه گرفته شود ، با این حال ، ظاهراً این ساختار باید از نظر اتلاف فقط در محلی حساس باشد ، حداقل به حمل و نقل عمودی منتقل می شود. به طور خاص ، اگر یک سینک انرژی محدود به برخی از سطح ، به عنوان مثال ، جذب سطح بحرانی وجود داشته باشد ، مقیاس زمانی برای انتقال انرژی به صورت عمودی به سینک باید بسیار نسبت به سایر مقیاس های زمانی اتلاف کننده باشد ، به جز در مجاورت فوری. با این حال ، مقیاس زمانی برای حمل و نقل افقی ، باید با مقیاس های زمانی متفرقه قابل مقایسه باشد. انرژی سپرده شده در ساختار دوم در مدت زمان طولانی در یک لایه زمانی 1614 ساکن است (~= . 76412i0864 0 200 400 600 800 i000 1200 1400 1600 1800 02 4 6 8 i0 i2 14 16 18 20 زمان (روز) شکل. 6. میانگین زمان سیگنال بین سطح و ارتفاع معین برای اولین حالت Rossby-Gravity. 2358 مجله علوم جوی Volume36 مناسب به استراتوسفر و مزوسفر در جایی ممکن است به ترتیب 10 روز در تئاتر اتلاف باقی بماند. برخلاف مورد قبلی ، این~2 d~حداقل قابل مقایسه با زمان /مقیاس اتلاف است. با این حال ، حتی در این سطوح ، محل اقامت برای حالت بره در صورت عدم وجود تقسیم بسیار فراتر از ساختار دوم است. 5- خلاصه مشکل تعیین حالت های طولانی مدت و نه MAL از یک باروتروپیک AT. MOSTERS با توزیع دمای واقع بینانه و در حرکت یکنواخت در کل دامنه پارامتر جدایی بررسی شده است. نشان داده شده است که فقط دو حالت وجود دارد که وضعیت پرتونگاری/انرژی محدود را برآورده می کند و تقریباً شرایط مرزی سطح همگن را برآورده می کند. در خارج از یک بازه معین از عمق معادل ، هیچ راه حل تقریبی جفتی برای مشکل همگن وجود ندارد. مشکل در این بازه به صورت عددی حل شد ، که در آن دو شکاف مجزا در خطای شرایط مرزی سطح مشاهده شد. اولین ، مربوط به عمق معادل 9. 6 کیلومتر و ساختار بره ، نتیجه توزیع هیدرواستاتیک جرم است و تغییر دما را ناامید می کند. دوم ، با داشتن 5. 8 کیلومتر معادل. عمق در اینجا ، در اثر مجرای شناوری ایجاد می شود و نتیجه تغییر دما است. به دلیل ماهیت اساسی ساختار اول ، "مرز همگن را تا حد بیشتری نسبت به دوم برآورده می کند ، و بیشترین احتمال تحقق در Themosphere را دارد. راه حل های مرتبط ، همتایان سه بعدی از راه حل های فیلم نازک یک کره هستند ، زیرا آنها با آشفتگی های حرکت عمودی صفر در مورد ایزوترمال مطابقت دارند. حالت THEDUCTED دارای چگالی انرژی بزرگترین سطح در نزدیکی سطح و در سطح متناسب با Stratopause است. اگر این مجرای از سایر اثرات جلوگیری نکند ، بیشترین احتمال از 6bservation آن در جو فوقانی خواهد بود ، جایی که تراکم انرژی قابل مقایسه با "" "حالت LAMB. MEAN زمان اقامت برای هر دو ساختار محاسبه شد. حالت بره بیشترین محل اقامت خود را در نزدیکی سطح دارد که در آن بی پروا بیش از چند صد دوره موج برای آلایر مناسب با تروپوسفر است. حالت مجاری در یک لایه متناسب با استراتوسفر و مزوسفر که در صورت عدم وجود اتلاف به ترتیب OFL0 ساکن است ، طولانی ترین در لایه ای متناسب با استراتوسفر و مزوسفر باقی می ماند. قدردانیمن می خواهم از Drs تشکر کنم. آلن پیرس ، ری6 هارد لیندزن و آکیرا کازاهارا بخاطر اظهارنظرهای مفید و انتقادات خود.~من همچنین می خواهم از والتر جونز تشکر کن م-برای اشاره به مراجعه به فرانسیس و خانم اورسولا روزنر و خانم ورلن لبورگ برای تایپ نسخه خطی. ضمیمه شرایط سطح برای تقریب WKB 1. tz بزرگ مثبت (K2~0) جایگزینی (13) به شرایط مرزی سطح منجر به معادله زیر در مقادیر سطح K: K 2 می شود~1بشر~2 = k~ ~' - _ (~0 ' + k) +' (A1) 210 H 200 ' +~) اعتبار تقریب WKB دلالت بر این دارد که دوره اول در پرانتز از نظر قدر بسیار کوچکتر از دوم است. از این رو ، (H ' + "با فرض ، k واقعی و خیلی بیشتر صفر است ؛ از این رو (A2) نمی تواند راضی شود . 2. یک منفی بزرگ (--~0) جایگزینی (14) به شرایط مرزی سطح منجر به معادله 1 + 1 1 - - (/)~' + k) + (a3) 2/-~0 200 ' +مانند مورد قبلی ، این به 1 1 / کاهش می یابد~2/~ساعت (~' + k) + 2 (10' +~) (A4) و