两层正压流体涡旋中螺旋波的不稳定

利用线性化的两层正压原始方程模型,对有水平和垂直切变基流的圆形涡旋中螺旋波的不稳定作了研究。结果表明,当基流失稳时,涡旋中不稳定扰动的厚度场、速度场在上、下两层都具有明显的螺旋结构,下层的螺旋结构要较上层复杂。基流垂直切变越大则越易失稳。失稳时上、下层扰动的配置接近反位相,故该螺旋波结构相应于斜压模。此时螺旋波上的扰动中心在切向是逆基流传播的,在径向则基本没有传播,而螺旋臂的整体运动缓慢。失稳的螺旋波其散度场要较涡度场明显,物理量的配置也大体符合重力惯性波的情况,故可认为其是重力惯性波的不稳定所致。本模型中该螺旋波的形态与实际热带气旋中的螺旋云(雨)带很相象。