Rossby波产生纬向流的动力学机理研究

详细研究Rossby波产生纬向流的动力学机理，包括Rossby波动在雷诺应力作用下各项异性逆能量串级、Zonostrophic湍流和交替纬向流的形成物理机制、Rossby波系统的新额外不变量与纬向流形成之间的联系、Rossby波非线性共振和Rossby波调制不稳定激发纬向基本流的动力机制、Rossby波与纬向基本流间的非线性相互作用等，并利用Rossby波与纬向流相互作用的简单非线性动力学理论模式做数值模拟试验。

纬向流动在自然界中是很常见的现象，众所周知的例子是行星大气和地球海洋中出现的交替纬向流。目前文献中关于纬向流生成的理论主要有两个，第一个是各项异性逆能量串级理论，即纬向流动是通过逆能量串级形成的，而Beta效应的存在使得逆能量串级是各项异性的，并导致Rossby波三波共振相互作用时保持额外不变量- Zonostrophy。而Zonostrophic 湍流已被假定为是行星大气和地球大气与海洋中出现交替纬向流的一种基本的生成和维持物理机制。第二个纬向流生成机制则是Rossby波的调制不稳定。当然实际上这些机制并不是互相排斥而是共存的。在本研究项目中我们利用基于CHM方程和Petviashvili方程的简单动力学模型来探索Rossby波产生纬向流的物理机制。该项目已基本完成，我们相信其研究结果将有助于我们深入了解纬向流的生成机理。该课题组已培养研究生3人并发表SCI论文6篇。