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本文首先介绍了大气海洋中普遍存在的各种波动类型,着重回顾了大气海洋中存在的经典Ross()波,然后总结了热带地区大气和海洋中的Rossby波以及近年来这方面的研究进展。接下来,介绍了对于不同的外源强迫(外部热源强迫、地形强迫、风应力强迫)作用下非线性Rossby波解的一些重要的研究结果。
许多观测事实和研究结果表明热源的强迫作用对大气和海洋环流都起了不可忽视的制约作用,在研究低纬地区的工作中考虑热源的影响是十分必要的。所以本文利用一个带有外部热源的β平面上的浅水方程来研究切变气流中的赤道非线性Rossby波。通过多尺度渐近方法获得了赤道Rossby波所满足的非线性Schrodinger(NLS)方程,并以此来研究热源强迫作用对热带Rossby波解的影响。利用Jacobi椭圆函数和椭圆方程可以得到这些外部热源影响下的赤道包络Rossby波的各种周期解,研究表明,锁相热源对于赤道Rossby波的周期解起着重要的作用。
在研究海洋中Rossby波的工作中,大气风应力和海洋中地形尤其是陆架地形对海洋中Rossby波的周期解所起的作用也是不容忽视的。文中利用Gardner--Morikawa变换和摄动展开方法分别获得低纬大气风应力和海洋中地形强迫作用下的Rossby波所满足的非线性旋转的KdV(rKdV)方程和非线性旋转的mKdV(rmKdV)方程,并以这两个方程为基础利用Jacobi椭圆函数和Jacobi椭圆方程,分别得到了受大气风应力和海洋中地形影响的Rossby波的各种周期解。并对这些结果同经典的Rossby波进行了比较。