1. 本选题研究的目的及意义
#本选题研究的目的及意义Rossby波是大气和海洋中一类重要的波动现象,对中高纬度地区的天气和气候variability具有重要影响。
Rossby波的传播和演变会受到背景流场、地形以及其他波动相互作用的影响,当波的振幅足够大时,就会发生波破碎现象。
Rossby波破碎是中高纬度地区能量传输和耗散的重要机制之一,对大气环流的维持和调整起着至关重要的作用。
2. 本选题国内外研究状况综述
#本选题国内外研究状况综述Rossby波破碎作为大气动力学研究的热点,近年来受到国内外学者的广泛关注,并取得了一系列重要进展。
##国内研究现状国内学者在Rossby波破碎方面开展了大量研究工作,主要集中在以下几个方面:
Rossby波破碎的识别和诊断:发展了基于位涡梯度、波作用通量等方法识别和诊断Rossby波破碎事件,并利用再分析资料对Rossby波破碎的时空分布特征进行了分析。
Rossby波破碎的影响因素:探讨了背景流场、地形、非线性相互作用等因素对Rossby波破碎的影响,揭示了Rossby波破碎的发生发展机制。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将采用理论分析、数值模拟和资料分析等方法,对北太平洋Rossby波破碎过程的能量学特征进行深入研究,主要内容包括以下几个方面:
1.Rossby波破碎事件的识别和特征分析:利用再分析资料,例如ERA5、JRA-55等,基于位涡梯度、波作用通量等方法,识别北太平洋地区发生的Rossby波破碎事件。
分析这些破碎事件的时空分布特征,包括发生频率、强度、持续时间、传播路径等,并探讨其年际和年代际变化。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和资料分析相结合的方法,具体步骤如下:
1.资料收集和预处理:收集ERA5、JRA-55等再分析资料,包括位势高度、风场、温度等气象要素场,时间尺度至少为1979年至今,空间分辨率不低于1°×1°。
对收集的资料进行质量控制和预处理,包括剔除错误数据、插值到统一的时空格点等。
2.Rossby波破碎事件的识别:利用位涡梯度、波作用通量等方法,识别北太平洋地区发生的Rossby波破碎事件。
5. 研究的创新点
本研究拟从能量学的角度出发,深入研究北太平洋Rossby波破碎过程,预期取得以下创新性成果:
1.揭示北太平洋Rossby波破碎过程的能量转换机制:以往研究大多关注Rossby波破碎的形态学特征和动力学机制,本研究将从能量学的角度,分析Rossby波破碎过程中不同形式能量的演变和转换关系,以及背景流场、波-流相互作用、非线性过程等因素的作用,为深入理解Rossby波破碎的物理机制提供新的视角。
2.量化Rossby波破碎对能量传输的影响:以往研究大多定性描述Rossby波破碎对能量传输的影响,本研究将定量计算Rossby波破碎前后的波能量通量,分析破碎对能量传输路径和强度的影响,为深入理解Rossby波破碎对大气环流的影响提供定量依据。
3.探讨Rossby波破碎与气候变异的联系:本研究将在分析Rossby波破碎事件的年际和年代际变化的基础上,探讨其与气候变异的关系,例如与ENSO、PDO等的关系,为理解Rossby波破碎在气候变化背景下的作用提供参考。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 黄菲, 段世华, 朱伟军. 2017/2018年冬季北太平洋阻塞Rossby波破碎的位涡分析[J]. 大气科学, 2021, 45(4): 849-862.
[2] 吴国雄, 刘屹岷, 刘新. Rossby波传播与阻塞形成和维持的动力学机理[J]. 大气科学, 2020, 44(1): 1-21.
[3] 钟奇, 钟师, 智协飞, 等. 2020年7月梅雨期间一次Rossby波破碎及能量频散过程分析[J]. 热带气象学报, 2022, 38(2): 217-228.
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