熱帶平流層波動
正文
發生於熱帶地區平流層低層的大型波動。它表現為風的周期性振盪。已發現的熱帶平流層波動主要有兩種：開爾文波和羅斯比－重力混合波。這兩種波動都是疊加在赤道平流層緯向風的準兩年周期振盪之上的周期較短的波動。準兩年周期振盪主要指東風和西風以24～30個月為周期交替出現的現象(見平流層和中層大氣環流)。在西風盛行時期，平流層的經向風具有4～5天的準周期振動，這種振動是由一種水平波長約 10000公里（全球波數為4），鉛直厚度約 4～8公里，波動的位相一面向西一面向下傳播而能量向上傳播的波動造成的。這種波稱為羅斯比-重力混合波。在東風盛行時期,平流層存在只有緯向風擾動的另一種波動，其周期約15天，波長約30000公里（全球只有1～2個波），鉛直厚度約6～10公里，波動的位相一面向東一面向下傳播而能量向上傳播，這種波稱為開爾文波。羅斯比－重力混合波和開爾文波的特性不同(見表)。 根據動力氣象學的理論，對於受地球自轉影響的行星尺度的慣性重力波而言，存在一種既具有羅斯比波特性又具有重力內波特性（見大氣波動）的混合波，即為羅斯比-重力混合波,這種波的氣壓場（或高度場）和流場的理論特性，同表中向西移動的波的特性相符，波的氣壓場（或高度場）對赤道不對稱，但經向風擾動在赤道最大，向兩極衰減（見圖）。 開爾文波是一種無經向速度擾動的行星尺度重力內波。早已在海洋中發現，相當於沿海岸傳播的淺水重力波，它垂直於海岸的擾動速度分量為零。在大氣中，赤道南北的科里奧利參數（f＝2ωsin嗞，ω地球自轉角速度,嗞地球緯度）的符號相反，這相當於赤道起了海岸的作用,垂直於赤道的南北向擾動速度為零。圖中b為這種波動的氣壓場（或高度場）和流場的理論特性。一般認為，平流層的這兩種行星尺度的波動，都是由赤道附近對流層中大規模對流加熱的振盪而激發起來的。熱源振蕩產生的能量向上傳輸，從而激發上述波動。此外,平流層緯向風的準兩年周期振盪，也可由羅斯比-重力混合波和開爾文波的動量鉛直傳輸得到解釋。西風區中的羅斯比-重力混合波向上輸送東風動量,使東風區的風速加強而向下擴展；開爾文波則將西風動量輸送到盛行東風的區域之上的西風區，使西風得以下傳，改變了風系，形成下傳的平流層緯向風系準兩年周期振盪。
參考書目
J.M.Wallace，General Circulation of the Tropical Lower stratosphere，Review Geophysics andSpace Physics,Vol.11,No.2，pp.191～222，1973.
