1990(2).
摘要:本文利用小參數(shù)展開法研究非線性行星邊界層,將其分為近地層和Ekman層,而Ekman層又分為若干層。在近地層中,取湍流粘性系數(shù)K為高度的線性函數(shù);在Ekman層中,取K為逼近O′Brien[1]公式的分段常數(shù)。利用上下邊界條件和分層界面上由風速連續(xù)和粘性應力連續(xù)而列出的銜接條件,求得了各層的風速和邊界層頂?shù)拇怪彼俣鹊慕馕霰磉_式,并計算和作圖分析了特定的圓形軸對稱氣旋和反氣旋的個例,得到了一些新的結論。例如,邊界層中風速與其頂部風速的最大夾角遠小于Wut的結果,只有25°左右,而近地層風速卻遠大于Wu的結果,50米處即可達地轉風的一半左右。這些都與實測更趨于一致。再者,此個例還表明,Wu所得到的關于摩擦作用造成的邊界層頂垂直速度在中心處達最大值,而我們得到的卻是零,這與近中心處地轉風很小,使邊界層頂風速很小,因而風速切變很小,摩擦作用便很微弱的結論是一致的。由此可見,邊界層中的風分布對湍流粘性系數(shù)是敏感的。