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地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究

热带气旋路径及强度变化是台风预测的两个主要方面。近几十年来,热带气旋路径预测取得了显著进展,相对来说,其强度预测技术提高得较慢。二十世纪九十年代以来,热带气旋强度变化的物理机制成为国际台风动力学的一个研究热点。Montgomery和Kallenbach提出,涡旋Rossby波传播可使热带气旋加强,这一新的物理机制得到了广泛的研究。本文首先设计了一个极坐标系正压涡度方程的半谱模式、一个准地转格点模式对涡旋Rossby波传播和热带气旋强度变化进行了较为系统的研究。之后设计了一个浅水模式较详细地研究地形对涡旋Rossby波传播以及热带气旋强度变化的影响。主要结果可归纳如下:1.涡旋Rossby波传播对热带气旋强度变化的影响,与初始扰动相对涡旋中心的位置、初始扰动尺度大小及强度等关系密切。初始圆形扰动涡度场转化为螺旋臂涡量带的现象是初始扰动位于涡旋最大风速半径(RMW)外围最显著,其次是RMW附近,当扰动位于涡旋内核区时几乎没有螺旋臂结  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

《海洋科学进展》2017年04期
海洋科学进展

海洋涡旋自动探测几何方法、涡旋数据库及其应用

2.国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江杭州310012;3.厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361101;4.浙江大学海洋学院,浙江舟山316021)(李燕编辑)海洋环流通常被认为由缓慢的大洋内部流动和较快的西边界流组成。然而,这只是时间平均下的场景,任何一张海洋表面高分辨率快照图像,比如海面高度和海面温度遥感图像,或者高分辨率的数值模拟结果,无不显示海洋充满了几公里到上百公里的涡旋。其中半径在10~100km量级的涡旋称为中尺度涡旋,即海洋局地第一斜压罗斯贝半径的量级,而半径小于第一斜压罗斯贝半径大于边界层湍流尺度的涡旋被称为次中尺度涡旋,即0.1~10km量级。中尺度涡旋的寿命,即从产生到衰亡,通常长达几个星期到几个月、甚至几年的时间,在其生命期中,涡旋会移动几十公里到几百公里的距离。海洋涡旋携带极大的动能,其海水运动速度是海洋平均流速度的几倍甚至高一个量级,并且具有很强的非线性。根据其旋转特征,...  (本文共15页) 阅读全文>>

《地理教育》2011年06期
地理教育

涡旋——大海的探戈

涡旋是指大气或水流中旋转的圆柱状流体,大海的涡旋正如原始野性的探戈,是一股圆柱状水团恐怖、疯狂地旋转,能量巨大,有排山倒海之势。自古以来,卷入涡旋就被人们视为灭顶之灾。不过,这探戈又如大海的健身舞,它和潮汐、海流、波浪一起,使大海免成死水,永保活力和健康。日本濑户内海与纪伊水道汇合处、德岛县的鸣门与淡路岛之间有个鸣门海峡。海峡里一个大涡旋接着一个大涡旋,飞速旋转惊天动地,最大者直径可达20米。大涡旋的上方即鸣门桥,“涡之道”是位于桥面下部的步行游览道,长约450米。透过玻璃,游人可以在震天的轰鸣声中近距离观察翻天覆地的大涡旋。虽然位于桥上十分安全,观者仍不!!!!!!!!!!!!!!!!免心惊胆战,惟恐落入其中。诸如此类的涡旋还有加拿大维多利亚和美国安吉利斯之...  (本文共1页) 阅读全文>>

《光电工程》2017年03期
光电工程

基于二维超表面的多通道涡旋光束技术

螺旋状的波前相位、环状的光强分布以及近乎无限取值的拓扑荷值使得涡旋光束在光通信、微粒操控、旋转目标探测等领域具有潜在的重要应用。与单通道涡旋光束相比,多通道的涡旋光束不仅能够增强信息的容量与安全性,而且能提升粒子捕获以及旋转目标探测数量。目前存在的多通道涡旋光束产生器件,例如达曼光栅、涡旋光栅、相位衍射元件以及空间光调制器等相位型的光学元件产生的涡旋光束阵列存在高阶衍射干扰,点阵能量不均匀,尺寸过大不利于集成度提高等问题,从而限制了其在光学以及光量子学领域的应用。《Advanced Materials Technologies》报道了一种基于二维超表面的多通道涡旋光束产生器。通过超构表面结构设计,该器件将入射的准直激光束调制为6×6个携带不同轨道角动量的涡旋光束。该器件的厚度仅约为入射波长的十分之一,并且单元尺寸大小为300 nm。此外,与相位型产生器件不同的是,这种极薄的超表面多通道涡旋光束产生器对光场除了具有相位调控功能之外...  (本文共2页) 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2017年07期
激光与光电子学进展

高功率涡旋光束产生方法研究进展

1引言随着激光技术的发展,一种相位及光强呈特殊分布的光束被发现。1974年Nye等[1]深入报道了对光束相位奇异性的研究,实验发现了一种具有连续螺旋状相位分布的光束,光束的中心为相位奇异点,中心光强始终为零。1989年Coullet等[2]根据螺旋相位波与超流漩涡之间的数学相似性,提出了光学涡旋的概念,用以描述这种携带相位奇异性且围绕奇点旋流的波。1992年Allen等[3]指出因涡旋光束的波前呈螺旋形,其波矢量具有环向分量,使得涡旋光束绕着涡旋中心旋转,从而使光束携带轨道角动量。涡旋光束凭借其独特的相位分布和携带轨道角动量的特性,成为近年来的研究热点[4-7]。国内外已有很多课题组对涡旋光束的产生方式[8-10]与传输特性[11-14]开展了相关研究。涡旋光束在许多领域都具有重要的应用价值,主要表现在以下几方面:1)涡旋光束具有轨道角动量,用于自由空间光通信时具有更多的通信维度[15-16],从而可大幅提高通信速度与通信容量;...  (本文共11页) 阅读全文>>

《物理学报》2016年21期
物理学报

磁涡旋极性翻转的局域能量

1引言在微米或纳米级尺寸的铁磁薄膜单元器件中,有效场之间的竞争会导致磁涡旋态(magnetic vortex)的形成.磁涡旋态是一种磁矩非均匀分布的稳定磁结构.该结构中心处直径约为10 nm的区域称为涡核区域.交换能与退磁能之间的竞争使得涡核区域中心处的磁矩垂直膜面向上(p=1)或向下(p=-1),用涡核极性p(polarity)来表征;涡核区域之外的磁矩则倒向面内并围绕涡核顺时针(C=-1)或逆时针(C=1)方向旋转,可通过旋性C(chirality)来表征.磁涡旋极性p或旋性C翻转的特性可用来进行二进制数据存储[1-6].通常可通过施加一垂直样品膜面的磁场来实现涡核极性的翻转,但是应用磁场高达2.5 k Oe(1 Oe=79.5775 A/m)[1].研究发现涡核极性翻转可通过应用谐振短脉冲[2]或者脉冲磁场[4,5]来实现.而基于自旋转移力矩效应,磁涡旋极性翻转可通过施加面内[3,7,8]或垂直膜面[9,10]的自旋极化电...  (本文共6页) 阅读全文>>