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Transient generation of spiral inertia-gravity waves from a geostrophic vortex
地转涡旋瞬时生成的螺旋状惯性重力波

本文通过理论与三维数值模式相结合的方式,研究了旋转层结流体中处于平衡状态的涡旋自发生成惯性重力波的机制和过程。由于瞬时发生的不稳定机制,初始时刻为精确地转平衡的涡旋不可避免地生成螺旋状的惯性重力波并向远场辐射。理论预测和模式结果都显示不论涡旋是气旋的还是反气旋的,其所生成的螺旋状惯性重力波都是顺时针旋转的。这种螺旋结构可以认为是由瞬时不稳定机制生成的惯性重力波的统一特征。这些惯性重力波在其生成和传播过程中一直保持垂向的第一模态结构。这样的垂向结构导致了其粘性耗散较弱,并使得长距离传播成为可能。正、斜压涡旋的对比表明,空间不均匀的应变和涡度对于这种不稳定机制的发生是必需的,而涡旋斜压性的存在增强了在此过程中生成的波动的强度。惯性重力波的振幅随着范围在0.040.1之间的Rossby数的增加而线性增强。此外,反气旋涡辐射的惯性重力波远强于气旋涡辐射的波动。在此生成过程中,气旋与反气旋涡分别有大约0.41 %0.54 %的动能转移到惯性重力波中。