斜压性对非线性Ekman层动力特征的影响研究

本文主要探讨了非线性斜压Ekman层的动力特征，该研究发表于1992年，由何建中和李听合作完成，发表在《气象科学》杂志上。论文的核心内容围绕斜压性对非线性边界层内风场和顶部垂直速度的影响进行了深入分析。斜压性的作用使得这些动态特性并非如经典正压情况下的线性规律，而是受到系统特征和热成风特征变化的显著影响。 作者指出，传统的关于边界层内风速分布的研究主要集中在正压条件下的线性平流作用，被称为线性Ekman层。然而，本文将研究焦点转向了斜压条件，形成了一种新的理论模型，即非线性斜压层。这种转变有助于揭示在斜压影响下的风场动态，与经典线性模型形成了对比。 论文采用了热成风高度指数分布的假设，尽管这在数学处理上简化了问题，但也有其局限性，比如它避免了热成风随高度无限增长的问题，同时扩展了气压梯度力随高度变化的假设。这种方法相较于其他线性分布假定更具有合理性，允许与线性斜压层进行有效的比较。 文章的分析过程包括对边界层水平运动控制方程的建立和求解，这个过程中包含了风速、温度梯度等关键因素的相互作用。通过地转动量近似法，作者能够得出关于风场和垂直速度的具体变化规律，以及这些规律如何随系统参数的变化而变化。 这篇论文为理解斜压条件下的非线性Ekman层动力学提供了重要的理论依据，不仅深化了对边界层风场行为的认识，也为未来的气候模型和天气预报提供了有价值的新视角。