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蘭姆波
鎖定
考慮地球旋轉作用,在靜力平衡大氣中還可以產生一種只沿水平方向傳播的特殊
聲波,稱為蘭姆波。其特點是:
空氣微團只做水平運動,靜力平衡成立,水平尺度較大。蘭姆波的相速大於絕熱聲速,是快波型波動。它與純水平聲波不同的是,它是
頻散波。
- 中文名
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蘭姆波
- 外文名
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Lamb wave
- 學 科
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動力氣象學
- 實 質
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特殊聲波
- 特 點
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只做水平運動,水平尺度較大
- 波動類型
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快波型、外波型波動
蘭姆波定義
考慮地球旋轉作用,在靜力平衡大氣中還可以產生一種只沿水平方向傳播的特殊
聲波,稱為蘭姆波。其特點是:
空氣微團只做水平運動,靜力平衡成立,水平尺度較大。
[1]
蘭姆波相關方程
蘭姆波擾動方程組
取靜止大氣作為基本大氣狀態,設
,則由線性擾動方程組可得描寫蘭姆波的擾動方程組為
[1]
:
上式中,k為
波數,
為初位相,c為
波速,t為
週期,v為
頻率。
[2]
若初始無位温擾動,則由
可知,無
位温擾動這也是蘭姆波的一個重要性質。
[1]
蘭姆波靜力平衡方程
蘭姆波頻率方程
蘭姆波相速、羣速
可見
相速、
羣速方向相同,但
。蘭姆波的相速大於絕熱聲速,是快波型波動。它與純水平聲波不同的是,它是
頻散波。由於
,故擾動能量將穿過等位相面向後傳播。
此外,蘭姆波各擾動量在鉛直方向是有變化的,擾動氣壓振幅隨高度按指數減小。若在地面無氣壓擾,蘭姆波只有在外部條件允許下才能存在。因外部條件作用才能存在的波動稱為“外波”,故蘭姆波屬於外波型波動。
蘭姆波的擾動氣壓隨高度按指數減小,但擾動速度隨高度幾乎不改變,這是蘭姆波鉛直結構的主要特徵。
[1]
- 參考資料
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1.
呂美仲.動力氣象學:氣象出版社,2004
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2.
葉篤正.動力氣象學:科學出版社,1988