关于完整Coriolis力作用下的非线性Rossby波传播的研究的开题报告.docx

关于完整Coriolis力作用下的非线性Rossby波传播的研究的开题报告
一、研究背景
Rossby波是大气中一种重要的波动现象，它通过地球自转的影响，作为大气中大尺度东西风分量的非线性扰动波而出现。然而，通常情况下，许多研究仅考虑到线性情况下的Rossby波，而在实际大气环境中，非线性的Rossby波的传播也是非常重要的。而在大气系统中，Coriolis力作用同样是一个重要因素，其对于非线性Rossby波的传播影响也是需要加以考虑的。因此，本文拟讨论完整Coriolis力作用下的非线性Rossby波传播，以期为天气预报和气候预测提供理论支持。
二、研究内容
1.建立描述大气中非线性Rossby波传播的数学模型
采用双纬度方程或三维欧拉方程，建立描述大气中非线性Rossby波传播的数学模型，考虑完整Coriolis力作用，描绘Rossby波在大气环境中的运动规律。
2.讨论Rossby波在大气中传播的机制
分析Rossby波在大气中的传播机制，重点考虑非线性效应和Coriolis力效应对Rossby波传播的影响，探究它们在传播过程中的交互作用，研究波动发散和粒子变扭的现象以及它们与机体运动的关系。
3.数值模拟和实验
采用数值模拟和实验研究大气环境中非线性Rossby波的传播规律。运用数值模拟的手段，探究在完整Coriolis力作用下，非线性Rossby波的传播特征。同时可以结合实验手段，通过观测Rossby波在实际环境下的传播过程，验证模型的有效性和准确性。
三、研究意义
本文研究的非线性Rossby波模型，考虑到了现实大气环境中完整Coriolis力的作用，脱离了传统单纬度或双纬度线性模型，更符合现实大气环境的实际情况。本文的研究成果不仅可以为一些海气耦合过程的研究提供参考，还可以为气象预报和气候预测提供理论基础和指导。
四、研究方法
1.理论分析法：
对非线性Rossby波传播的机理进行分析，通过公式推导和逻辑推理，得到运动方程和变量关系式，并通过计算机数学软件进行模拟仿真。
2.计算数值方法：
针对非线性Rossby波的运动问题和现有的计算数值方法，进行运用，探究Rossby波在完整Coriolis力作用下的传播规律，获取Rossby波运动特征的定量分析。
3.实验方法：
通过物理实验手段，人工模拟Rossby波的传播过程，通过测量、观察和分析等手段，验证模拟结果和理论分析的准确性，以及推广非线性Rossby波在实际生产中的应用。
五、预期结果及创新点
预期结果：
本文将揭示完整Coriolis力对大气中非线性Rossby波的传播机制的影响，讨论在实际大气运动环境下波动发散和粒子变扭现象以及与机体运动的关系。同时，结合数值模拟和实验手段，对模型进行验证和修正，使其更贴近实际情况。
创新点：
本文所建立的非线性Rossby波模型，考虑了大气中完整Coriolis力的作用，在理论分析和实验研究方面推进了Rossby波传播的机制研究，为天气预报和气候预测提供新的理论支持。