• 한국지구과학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.107-116
• /
• 2016

전구영역 수치모델을 이용하여 순압 로스비-하우어비츠 파동의 안정성을 조사하였다. 본 연구에서 조사한 로스비-하우어비츠 파동은 강체 회전하는 동서 기본류와 유한한 진폭을 가지는 구면조화 파동으로 구성된다. 로스비-하우어비츠 파동은 강체 회전하는 동서 평균류의 강도에 따라 정상 또는 비정상의 구조로 나타난다. 수치 실험을 통해 임의의 다른 두 시간에서 섭동장의 진폭을 비교하여 파동의 안정성뿐만 아니라 성장률을 결정하였다. 로스비-하우어비츠 파동의 불안정 모드는 다양한 동서 파수 성분이 결합된 형태로 나타났다. 파동의 속도가 느린 지역에서 와도 섭동장은 불연속적인 형태를 보이는데, 이는 모델의 수평 해상도와 관계가 없는 것으로 밝혀졌다. 푸리에-유한 요소 모델에서 더 이른 적분 시간에 불안정 모드가 나타났는데, 이는 구면조화 스펙트럴 모델 대비 더 낮은 수치 정확도를 가지기 때문인 것으로 보인다. 모델의 전체적인 정확도를 고려하여, 불안정 모드가 구면 조화 파동을 전체적으로 지배하기 시작하는 시간을 추정하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.173-181
• /
• 2017

The stability of the steady Rossby-Haurwitz wave (R-H wave) in the nondivergent barotropic model (NBM) on the sphere was investigated with the normal mode method. The linearized NBM equation with respect to the R-H wave was formulated into the eigenvalue-eigenvector problem consisting of the huge sparse matrix by expanding the variables with the spherical harmonic functions. It was shown that the definite threshold R-H wave amplitude for instability could be obtained by the normal mode method. It was revealed that some unstable modes were stationary, which tend to amplify without the time change of the spatial structure. The maximum growth rate of the most unstable mode turned out to be in almost linear proportion to the R-H wave amplitude. As a whole, the growth rate of the unstable mode was found to increase with the zonal- and total-wavenumber. The most unstable mode turned out to consist of more-than-one zonal wavenumber, and in some cases, the mode exhibited a discontinuity over the local domain of weak or vanishing flow. The normal mode method developed here could be readily extended to the basic state comprised of multiple zonalwavenumber components as far as the same total wavenumber is given.