有限振幅的重力波在临界层附近的行为

采用全隐欧拉格式(FICE)对重力波波包在剪切风场中的三维非线性传播进行了数值模拟,给出了波包在三维空间中非线性传播的过程,研究了重力波在临界层附近的一些传播行为.计算结果表明当重力波在背景风随高度增加的大气中顺风传播时会遇到临界层,且非线性传播时临界层的高度比线性理论预言的临界层高度要低一些;重力波在遇到临界层以前,振幅整体上随高度的增加而增加,但非线性传播时振幅增加的幅度小于线性理论的结果,重力波在遇到临界层时振幅减小;波能量随高度的增加而减少,在临界层能量继续减少;非线性传播时重力波的垂直波长随高度的增加而减少.