黎愛(ài)兵，張立鳳，張 亮，羅 雨

1 解放軍理工大學(xué)氣象學(xué)院，南京 211101

2 96165部隊(duì)，江西樂(lè)平 333300

緯向非均勻基流對(duì)大氣長(zhǎng)波調(diào)整的作用

黎愛(ài)兵1，張立鳳1，張 亮2，羅 雨1

1 解放軍理工大學(xué)氣象學(xué)院，南京 211101

2 96165部隊(duì)，江西樂(lè)平 333300

大氣長(zhǎng)波的發(fā)展和演變影響著大氣的可預(yù)報(bào)性，并對(duì)提高天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)水平有重要的意義.在影響大氣長(zhǎng)波演變的因子中，除波與波非線性相互作用外，基流的作用也非常重要.本文利用非均勻基本場(chǎng)下Rossby波運(yùn)動(dòng)方程，通過(guò)數(shù)值求解，分析了基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)和初始場(chǎng)對(duì)Rossby波演變的影響，揭示了緯向非均勻基本場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)波調(diào)整的作用.研究結(jié)果表明：基流緯向非均勻時(shí)，線性Rossby波也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象，基流隨緯向變化是長(zhǎng)波發(fā)生調(diào)整的又一個(gè)重要機(jī)制；大氣長(zhǎng)波調(diào)整對(duì)波動(dòng)的初始振幅不敏感，但基本場(chǎng)振幅影響著長(zhǎng)波調(diào)整能否出現(xiàn)和出現(xiàn)的時(shí)間；基本場(chǎng)緯向平均西風(fēng)基流的大小除影響波動(dòng)傳播的速度和方向外，還影響長(zhǎng)波調(diào)整出現(xiàn)的時(shí)間和規(guī)律；長(zhǎng)波調(diào)整的出現(xiàn)還與基本場(chǎng)和初始場(chǎng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同基本場(chǎng)時(shí)，波動(dòng)是否發(fā)生調(diào)整、向高波數(shù)還是向低波數(shù)調(diào)整都決定于基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)，相同基本場(chǎng)時(shí)，不同初始結(jié)構(gòu)的波動(dòng)也有著不同的演變過(guò)程.

基流，非均勻，大氣長(zhǎng)波，調(diào)整，演變

1 引 言

大氣長(zhǎng)波即Rossby波是旋轉(zhuǎn)大氣中一類重要的波動(dòng)，由于其在天氣和氣候演變中起著重要作用，一直倍受氣象學(xué)家的關(guān)注.關(guān)于大氣長(zhǎng)波的發(fā)展和演變問(wèn)題也一直是大氣動(dòng)力學(xué)研究的重點(diǎn)，前人的研究已認(rèn)識(shí)到波與流的相互作用、波與波的非線性作用是長(zhǎng)波演變的重要機(jī)制.

關(guān)于波與流相互作用的研究有著悠久的研究歷史和豐富的理論成果，主要表現(xiàn)在不穩(wěn)定理論和EP通量理論.不穩(wěn)定理論主要是研究基流在波動(dòng)演變過(guò)程中的作用，有利的基流結(jié)構(gòu)不僅為波動(dòng)發(fā)展提供能量，同時(shí)也影響著波動(dòng)的結(jié)構(gòu).如斜壓不穩(wěn)定［1－2］和正壓不穩(wěn)定［3］就是反映流對(duì)波作用的經(jīng)典理論.Rossby［4］討論了緯向平均流與駐波的關(guān)系，還研究了與波流作用有關(guān)的指數(shù)循環(huán)［5］.曾慶存［6－10］利用波包近似和WKB方法，討論了基流與擾動(dòng)的相互作用，對(duì)Rossby波演變與發(fā)展作了開拓性研究.張立鳳等［11］在研究南海夏季風(fēng)爆發(fā)機(jī)制時(shí)，指出在季風(fēng)爆發(fā)前的真實(shí)基流結(jié)構(gòu)中，球面Rossby波是不穩(wěn)定，而波動(dòng)的不穩(wěn)定發(fā)展是南海夏季風(fēng)爆發(fā)的動(dòng)力機(jī)制之一.

從能量學(xué)角度較早研究在切變基本流中波動(dòng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的工作是Eliassen和Palm［12］提出的E－P通量，后來(lái)，Andrews等［13］、Edmon等［14］、Hoskins等［15］開展了更深入研究，對(duì)E－P通量作了非常有意義推廣.我國(guó)黃榮輝等［16］、吳國(guó)雄等［17］在E－P通量方面也做了許多工作.除了用E－P通量來(lái)研究波與流相互作用外，高士欣等［18］利用數(shù)值計(jì)算方法研究了基流對(duì)波的作用，何建中［19］、趙強(qiáng)等［20－21］通過(guò)研究揭示了不同基流下Rossby波傳播和演變特點(diǎn)，還有徐祥德和高守亭［22］系統(tǒng)介紹了波流相互作用的動(dòng)力學(xué)原理.

以上關(guān)于波流相互作用的研究，基流大多是緯向平均流，其在緯向上不變化，而實(shí)際大氣為非均勻介質(zhì)，基流在經(jīng)向上是變化的，在緯向上也不是常值.李崇銀［23］詳細(xì)說(shuō)明了在時(shí)間平均基本流下擾動(dòng)能量不但與基本流經(jīng)向不均勻有關(guān)，還與基本流緯向分布密切相關(guān).楊大升等［24］以氣候態(tài)作為基本場(chǎng)研究了波動(dòng)流場(chǎng)演變.

在長(zhǎng)波的演變過(guò)程中，長(zhǎng)波的調(diào)整與環(huán)流形勢(shì)的變化、天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)有著密切關(guān)系，其調(diào)整的機(jī)制是值得研究的課題.我們的研究已發(fā)現(xiàn)在緯向均勻的基流中，波與波非線性作用是長(zhǎng)波調(diào)整出現(xiàn)的關(guān)鍵［25－26］，若基流是緯向非均勻時(shí)，線性Rossby波能否出現(xiàn)長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象？為了揭示這個(gè)問(wèn)題，本文利用非均勻基本場(chǎng)情形下準(zhǔn)地轉(zhuǎn)正壓位渦方程，通過(guò)數(shù)值求解，分析基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)和初始場(chǎng)對(duì)Rossby波演變的影響，目的是揭示緯向非均勻基本場(chǎng)對(duì)大氣長(zhǎng)波調(diào)整的作用.

2 數(shù)學(xué)模型

描述大氣Rossby波運(yùn)動(dòng)的β平面無(wú)量綱無(wú)摩擦、無(wú)黏性、無(wú)外源強(qiáng)迫的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)正壓位渦方程可寫為［27］

其中：ψ為地轉(zhuǎn)流函數(shù)，f＝f0＋βy為地轉(zhuǎn)參數(shù)，f0和β為常數(shù)是表征運(yùn)動(dòng)特征水平尺度L相對(duì)于羅斯貝變形半徑R大小的一個(gè)參數(shù).

求解方程（2）時(shí)，須給定計(jì)算區(qū)域、基本流函數(shù)以及擾動(dòng)流函數(shù)的初邊值條件.為了方便計(jì)算，計(jì)算區(qū)域選擇矩形通道即Ω＝［0，Lx］×［0，Ly］，且有：

基本流函數(shù)［24］：

初值條件：

緯向取周期邊界條件：

經(jīng)向取固壁邊界條件：

其中Lx和Ly分別代表計(jì)算區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度，U為常數(shù)，代表緯向平均西風(fēng)基流的大小，K和M／2分別為基本流函數(shù)在緯向和經(jīng)向上波的個(gè)數(shù)，A為其振幅，而初始時(shí)刻擾動(dòng)流函數(shù)經(jīng)向和緯向上波數(shù)分別為m0／2和k0，振幅為a.

為了揭示大氣長(zhǎng)波調(diào)整規(guī)律，設(shè)擾動(dòng)流函數(shù)ψ′的經(jīng)向平均值為，即有：

3 計(jì)算差分格式及數(shù)值試驗(yàn)

對(duì)線性正壓位渦方程（2），由于解析解求解的困難性，數(shù)值求解成為一種可行的方法.對(duì)方程采用差分離散，空間采用蛙跳格式，時(shí)間采用一階隱式格式，則方程（2）的差分形式可寫為

其中ζ＝2ψ′為擾動(dòng)渦度為基本場(chǎng)渦度，下標(biāo)i和j分別表示在x和y方向網(wǎng)格點(diǎn)的序號(hào)，上標(biāo)n和n＋1表示積分時(shí)間層次，Δt、Δx和Δy分別表示時(shí)間步長(zhǎng)和網(wǎng)格距.將差分方程（8）各項(xiàng)展開可得：

由差分格式（9）可知，若計(jì)算第n＋1時(shí)間層上（i，j）點(diǎn)的流函數(shù)，需用到該層上（i，j）點(diǎn)周圍12個(gè)點(diǎn)的值，而這些值也是待計(jì)算的，故須迭代求解，本文利用Gauss－Seidel迭代方法［28］求解.

數(shù)值計(jì)算試驗(yàn)時(shí)，以45°N無(wú)量綱緯圈長(zhǎng)度作為計(jì)算區(qū)域的長(zhǎng)度Lx，寬度Ly由y方向的網(wǎng)格距和網(wǎng)格數(shù)決定，將Lx作144等分，y方向有13個(gè)等距格點(diǎn)，且滿足Δx＝Δy，Δt＝0.05Δx，每一積分時(shí)間層允許的迭代誤差小于等于10－8，且環(huán)境參數(shù)F和β取該緯度上的值，即F＝0.19623，β＝1.6125.以下分別對(duì)不同的初始場(chǎng)和背景場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析.

4 結(jié)果分析

4.1 緯向非均勻基流對(duì)長(zhǎng)波調(diào)整的作用

前期的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基流在緯向均勻，只隨y變化時(shí)，波與波的非線性相互作用是出現(xiàn)長(zhǎng)波調(diào)整的重要機(jī)制［26］.但當(dāng)基流在緯向非均勻時(shí)，非線性作用還是長(zhǎng)波調(diào)整的唯一機(jī)制嗎？為了研究緯向非均勻基流對(duì)長(zhǎng)波調(diào)整的作用，計(jì)算時(shí)取ε＝0，即不考慮波與波的非線性作用.

圖1給出了緯向非均勻基流下線性波動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演變，其中基本場(chǎng)參數(shù)為U＝1.0，A＝1.0，K＝3，M＝1，初始場(chǎng)參數(shù)取k0＝4，m0＝1，a＝0.1.由圖可看出，初始緯向波數(shù)為4的波動(dòng)，在積分到80天后演變成2波，這說(shuō)明基流緯向非均勻時(shí)，線性Rossby波也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象，故基流隨緯向變化是長(zhǎng)波發(fā)生調(diào)整的又一個(gè)重要機(jī)制.

4.2 基流結(jié)構(gòu)對(duì)長(zhǎng)波調(diào)整的影響

4.2.1 基本流場(chǎng)振幅A的影響

圖1 緯向非均勻基流下線性Rossby波流場(chǎng)結(jié)構(gòu)演變（a）基本流場(chǎng)（x，y），（b—d）分別為初始時(shí)刻，積分20天和積分80天的線性Rossby波.Fig.1 The linear Rossby wave on zonal non－uniform basic flow（a）The basic flow field（x，y），（b—d）The linear Rossby wave at the initial time，20days and 80days.

圖2 不同振幅的基本流場(chǎng)下Rossby波經(jīng)向平均流場(chǎng)結(jié)構(gòu)演變（a）A＝0.1；（b）A＝0.5；（c）A＝1.0；（d）A＝2.0.Fig.2 The evolution ofin basic flow field with four different amplitudes

大氣長(zhǎng)波調(diào)整與基本場(chǎng)振幅A密切相關(guān)，其不但影響長(zhǎng)波調(diào)整能否出現(xiàn)及出現(xiàn)的時(shí)間，還影響調(diào)整穩(wěn)定后流場(chǎng)的結(jié)構(gòu).圖2是初始場(chǎng)參數(shù)取為k0＝5，m0＝1，a＝0.1，基本場(chǎng)參數(shù)取為U＝0，K＝3，M＝1，而A分別取為0.1、0.5、1.0、2.0時(shí)，經(jīng)向平均流函數(shù)隨時(shí)間的變化.圖中左邊的陰影圖是流函數(shù)經(jīng)向平均隨時(shí)間的變化，右邊是相應(yīng)流場(chǎng)緯向波數(shù)k（t）隨時(shí)間演變，其中k（t）為緯向上符號(hào)變化次數(shù)的半數(shù).從圖上可知，當(dāng)A＝0.1時(shí)，基本場(chǎng)主要由U決定，而U為常數(shù)，所以線性波動(dòng)的結(jié)構(gòu)不會(huì)隨時(shí)間改變，即在積分相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)發(fā)生長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象.當(dāng)A增大，在積分一段時(shí)間后，波數(shù)k就會(huì)發(fā)生變化，有時(shí)增加，有時(shí)減少，但最終調(diào)整到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)，波動(dòng)的尺度更大.長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間也與A有關(guān)，A越大，波動(dòng)調(diào)整出現(xiàn)越早，如A＝1.0比A＝0.5時(shí)長(zhǎng)波調(diào)整要早200多天出現(xiàn)，但A越大，長(zhǎng)波調(diào)整最終狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)間不一定最早，如A＝2.0比A＝1.0時(shí)，調(diào)整達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間還要晚100多天；而且調(diào)整到穩(wěn)定狀態(tài)的波動(dòng)結(jié)構(gòu)也與基流振幅有關(guān)，當(dāng)A＝0.5和1.0時(shí)，最終流場(chǎng)調(diào)整為1波，而當(dāng)A＝2.0，調(diào)整為2波.

4.2.2 緯向平均西風(fēng)基流U的影響

圖3 不同緯向平均西風(fēng)基本場(chǎng)下，不同初始場(chǎng)的波動(dòng)經(jīng)向平均流場(chǎng)結(jié)構(gòu)演變（a—d）分別表示k0＝2，3，4，5時(shí)的情形；1—3分別表示U＝0.0，1.0，2.0時(shí)的情形.Fig.3 The evolution of with four different initial fields in the three different zonal average of basic field（a—d）k0＝2，3，4，5；1—3：U＝0.0，1.0，2.0.

圖3給出了基本場(chǎng)參數(shù)為A＝1.0，K＝3，M＝1，U分別為0.0、1.0、2.0，初始場(chǎng)參數(shù)取為m0＝1，a＝0.1，k0分別為2、3、4、5時(shí)，波動(dòng)經(jīng)向平均流場(chǎng)隨時(shí)間的演變（具體說(shuō)明同圖2）.從圖可見，緯向平均西風(fēng)基流U決定了波的傳播方向和速度，當(dāng)U＝0.0時(shí)，無(wú)論擾動(dòng)初始結(jié)構(gòu)如何，波動(dòng)隨時(shí)間都向西傳，而當(dāng)U≠0時(shí)，波動(dòng)出現(xiàn)了東傳，且傳播速度與U的大小有關(guān)，U越大，速度越快.分析圖3還可見，U的大小不僅影響波動(dòng)傳播的速度和方向，還影響長(zhǎng)波調(diào)整出現(xiàn)的時(shí)間和規(guī)律，但無(wú)論U為何值，k0≤K的波動(dòng)都不發(fā)生調(diào)整，k0＞K的波向更長(zhǎng)的波動(dòng)調(diào)整.隨著U的增大，波動(dòng)調(diào)整出現(xiàn)的時(shí)間越早，如對(duì)于k0＝4和k0＝5的波動(dòng)，U＝1.0時(shí)的波動(dòng)調(diào)整要比U＝0.0時(shí)早幾十天.值得注意的是當(dāng)緯向平均西風(fēng)基流U太大時(shí)，也會(huì)延遲長(zhǎng)波調(diào)整的發(fā)生，如U＝2.0時(shí)，波數(shù)出現(xiàn)變化的時(shí)間比相應(yīng)U＝1.0情形下要晚很多，這是由于U很大時(shí)，基流的緯向非均勻特征相對(duì)減小，而均勻基流下的線性波動(dòng)是不發(fā)生長(zhǎng)波調(diào)整的.

4.2.3 基本場(chǎng)緯向非均勻結(jié)構(gòu)的影響

圖4是在基本流場(chǎng)參數(shù)為U＝1.0，A＝1.0，M＝1，K分別為2，3，4，5，波動(dòng)初始場(chǎng)參數(shù)為k0＝4，m0＝1，a＝0.1時(shí)，波動(dòng)緯向波數(shù)k隨時(shí)間演變.從圖上可見，長(zhǎng)波調(diào)整的出現(xiàn)與基流緯向波數(shù)K密切相關(guān)，在不同基本場(chǎng)下，波動(dòng)可不發(fā)生調(diào)整，也可向高波數(shù)或向低波數(shù)調(diào)整，調(diào)整的方向主要由基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)決定，如當(dāng)K＝2或4時(shí)，初始緯向結(jié)構(gòu)為4波的波動(dòng)在積分的150天內(nèi)保持緯向波數(shù)不變，沒(méi)有發(fā)生長(zhǎng)波調(diào)整，但在K＝3時(shí)，4波向低波數(shù)調(diào)整，而K＝5時(shí)，初始波數(shù)為4的波動(dòng)向高波數(shù)調(diào)整.

圖4 不同基本場(chǎng)下波動(dòng)緯向波數(shù)k隨時(shí)間演變Fig.4 The evolution of zonal wavenumber k in different basic fields

4.3 長(zhǎng)波調(diào)整對(duì)初始場(chǎng)的敏感性

4.3.1 波動(dòng)初始振幅a的影響

圖5給出了不同初始振幅的線性波動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演變，其中基本場(chǎng)參數(shù)為U＝0.0，A＝1.0，K＝3，M＝1，初始場(chǎng)參數(shù)取k0＝4，m0＝1，a＝0.1、0.5、1.0、2.0.從圖可看出，不同的波動(dòng)初始振幅情況下，波動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間演變特征都相同.這說(shuō)明線性Rossby波的長(zhǎng)波調(diào)整特征對(duì)波動(dòng)的初始振幅不敏感，故在前面的數(shù)值計(jì)算中，a都取為0.1.

4.3.2 初始波動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響

在非線性作用下大氣長(zhǎng)波調(diào)整與初始場(chǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)［26］，而線性Rossby波在基流非均勻下緯向波數(shù)的調(diào)整是否也與波動(dòng)的初始結(jié)構(gòu)有關(guān)呢？圖6給出了在基本場(chǎng)參數(shù)取U＝0.0，A＝1.0，K＝3，M＝1，初始場(chǎng)參數(shù)取m0＝1，a＝0.1，k0為1、2、3、4、5時(shí)波動(dòng)流函數(shù)隨時(shí)間演變.分析圖可見，在相同的基本環(huán)流下，波動(dòng)的初始結(jié)構(gòu)不同，其流場(chǎng)演變特征也不同.當(dāng)波動(dòng)的初始緯向波數(shù)k0≤K時(shí)，波動(dòng)在演變過(guò)程中，緯向波數(shù)不發(fā)生變化；當(dāng)k0＞K時(shí)，波動(dòng)在演變過(guò)程中，波數(shù)向減小的方向調(diào)整，且波動(dòng)調(diào)整的最終狀態(tài)與初始場(chǎng)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)K＝3時(shí)，k0＝4的波動(dòng)，最終調(diào)整為2波，k0＝5的波動(dòng)，最終調(diào)整為1波.總之，不同初始結(jié)構(gòu)的波動(dòng)有著不同的演變過(guò)程，但演變到最后一般都達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，且穩(wěn)定狀態(tài)與初始的緯向波數(shù)有關(guān).

5 結(jié) 論

本文通過(guò)大量的數(shù)值試驗(yàn)分析了緯向非均勻基流對(duì)大氣長(zhǎng)波調(diào)整的作用及基流結(jié)構(gòu)和波動(dòng)初始場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)Rossby波演變特征的影響，主要的結(jié)論有：

（1）基流緯向非均勻時(shí)，線性Rossby波也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)波調(diào)整現(xiàn)象，基流隨緯向變化是長(zhǎng)波發(fā)生調(diào)整的又一個(gè)重要機(jī)制.

（2）大氣長(zhǎng)波調(diào)整對(duì)波動(dòng)的初始振幅不敏感，但與基本場(chǎng)振幅密切相關(guān)，基本場(chǎng)的振幅不但影響長(zhǎng)波調(diào)整的能否出現(xiàn)和出現(xiàn)的時(shí)間，還影響最后穩(wěn)定流場(chǎng)結(jié)構(gòu).

（3）大氣長(zhǎng)波調(diào)整與基本場(chǎng)的緯向平均西風(fēng)基流的大小有關(guān)，其不但影響Rossby波傳播的速度和方向，還影響長(zhǎng)波調(diào)整出現(xiàn)的時(shí)間和調(diào)整規(guī)律.

圖5 波動(dòng)初始振幅不同時(shí)，線性波動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間演變1—3分別表示初始時(shí)刻，積分40天和積分120天的線性Rossby波流函數(shù).（a—d）分別表示初始波動(dòng)振幅a＝0.1，0.5，1.0和2.0時(shí)的情形.Fig.5 The evolution of linear Rossby wave with the different amplitude of initial fluctuations1—3：the initial time，40days and 120days；（a—d）a＝0.1，0.5，1.0and 2.0.

（4）長(zhǎng)波調(diào)整的出現(xiàn)與基本場(chǎng)和初始場(chǎng)的結(jié)構(gòu)有關(guān).在不同基本場(chǎng)下，波動(dòng)不僅可不發(fā)生調(diào)整，也可向高波數(shù)或向低波數(shù)調(diào)整，調(diào)整的方向主要由基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)決定；不同初始結(jié)構(gòu)的波動(dòng)有著不同的演變過(guò)程，但演變到最后一般都達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，且穩(wěn)定狀態(tài)與初始的緯向波數(shù)有關(guān).

本文雖然揭示了大氣長(zhǎng)波調(diào)整的一些規(guī)律，但研究的模型是理想模型，沒(méi)有考慮非絕熱加熱和地形等作用，與實(shí)際大氣還有很大的差別.在實(shí)際大氣中除基流緯向非均勻和非線性作用引發(fā)長(zhǎng)波調(diào)整外，還存在許多外源強(qiáng)迫作用，這些還有待進(jìn)一步研究.

附 錄

圖6 固定基本場(chǎng)下，五種不同初始結(jié)構(gòu)的Rossby波流場(chǎng)演變1—3分別表示初始時(shí)刻，積分50天和積分350天的流場(chǎng)結(jié)構(gòu).（a—e）分別表示k0＝1，2，3，4，5時(shí)情形.Fig.6 The Rossby wave with the five different initial structures1—3：the initial time，50days and 350days；（a—e）k0＝1，2，3，4，5.

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The effects of zonal non－uniform basic flow on adjustment of atmospheric long－wave

LI Ai－Bing1，ZHANG Li－Feng1，ZHANG－Liang2，LUO Yu1
1 Institute of Meteorology，PLA University of Science and Technology，Nanjing211101，China
2 No 96165 Troops of PLA，Jiangxi Leping333300，China

The development and evolution of atmospheric long－wave has an important impact on the atmospheric predictability，and is important to improve weather and climate prediction.In addition to the wave－wave nonlinear interaction，the basic flow is also a significant factor of the atmospheric long－wave adjustment.Based on equations of Rossby wave within non－uniform basic flow，the numerical solution is calculated to study the effect of basic flow′s structure and initial condition on the evolution of Rossby wave.The result indicates that，in linear context，the Rossby wave also presents adjustment of long－wave in the presence of zonal non－uniform basic flow.Therefore，the zonal non－uniform basic flow is another important mechanism for adjustment of long－wave.The adjustment is not sensitive to the amplitude of initial fluctuations.However，it is found that the amplitude of the basic flow determines the emergence and start time of long－wave adjustment.The zonal average of basic flow can also affect the long－wave.It not only has impacts on the speed and direction of Rossby wave propagation，but also affects the time of adjustment occurrence and its evolution characteristic.The adjustment is also correlated with the structure of the basic field and the initial field.The structure of basic flow decides theemergence and direction of adjustment.On the premise of same basic flow，the initial fluctuations with different structures also have different evolutions of wave.

Basic flow，Non－uniform，Atmospheric long－wave，Adjustment，Evolution

10.6038／j.issn.0001－5733.2012.04.005

P433

2010－07－22，2012－03－09收修定稿

國(guó)家自然科學(xué)基金（40975031）資助.

黎愛(ài)兵，男，1985年生，漢族，湖南益陽(yáng)人，博士，從事大氣動(dòng)力學(xué)和數(shù)值模擬研究工作.E－mail：jeibing＠126.com

黎愛(ài)兵，張立鳳，張亮等.緯向非均勻基流對(duì)大氣長(zhǎng)波調(diào)整的作用.地球物理學(xué)報(bào)，2012，55（4）：1104－1113，

10.6038／j.issn.0001－5733.2012.04.005.

Li A B，Zhang L F，Zhang L，et al.The effects of zonal non－uniform basic flow on adjustment of atmospheric long－wave.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2012，55（4）：1104－1113，doi：10.6038／j.issn.0001－5733.2012.04.005.

（本文編輯 何 燕）