什么是大气罗斯比波?它们如何影响天气?

Question

我一直在研究大气罗斯比波，但从我使用的多个来源来看，它们似乎都是冲突的。有人说罗斯比波是由于科里奥利效应(似乎是对急流的一种描述)而从东向西移动的空气包裹，而另一些来源说这是急流的弯曲。我很难理解大气罗斯比波以及它们是如何影响天气和气候的。

Answer 1

从哪里开始....

如果你观察任何一天的中纬度天气，你会发现对流层上层风的模式是这样的(来源:拥有核武器的国家)：

．

注意到它看起来像波了吗?这些波被称为罗斯比波。你可以想象，急流嵌入在这些压力线的起伏中。如果我们看一看典型的冬季风暴(这里是一个2003年的随机风暴)：

注意到500mb的高度是如何起伏的吗?他们不像第一个人物吗?

现在你可能会说，“我见过那些东西，它们肯定是从西往东移动的。”这是真的。这是因为盛行风是西风(在上面的例子中)。这可以显示在数学分析尽管应该注意的是，斜压罗斯比波(主要在中纬度地区)的传播速度比正压罗斯比波慢，这就是本分析所研究的。

我可以更详细地介绍罗斯比波，但我就讲到这里。

Answer 2

也许你可以通过(内部)引力波和罗斯比波之间的类比来理解罗斯比波。

地球流体的两个明显特征是分层和(差别)旋转。分层或密度的垂直变化产生内部重力波。同样，差动旋转(或旋转的变化)引起(正压)罗斯比波。在不知道坐标的情况下，通过观察下图示踪剂(温度、密度等)场，很难看出它们的差异。

垂直密度随高度的减小使流体块体在向上/向下位移时具有恢复力;同样，当一个包裹向北/向南位移时，经向旋转增加也会产生恢复力。因此，由于这些恢复力，流体包裹不能在垂直和子午方向上自由移动(您可能已经注意到，旋转行星上许多物体的轮廓都是水平线或地带线)。这种恢复力实际上分别产生内部重力波和罗斯比波。位温的梯度(质量密度)，以及位涡度的梯度(旋转密度)在这里是恢复力的测量。

内部重力波可以使较轻(较重)的流体向下(向上)。类似地，罗斯比波将较冷(较热)的流体带到赤道(向极地)，从而影响天气。此外，罗斯比波还挤压大气，使水蒸气凝结成降雨，影响天气。