蘭姆波

考慮地球旋轉作用，在靜力平衡大氣中還可以產生一種只沿水平方向傳播的特殊聲波，稱為蘭姆波。其特點是：空氣微團只做水平運動，靜力平衡成立，水平尺度較大。蘭姆波的相速大於絕熱聲速，是快波型波動。它與純水平聲波不同的是，它是頻散波。

基本介紹

• 中文名：蘭姆波
• 外文名：Lamb wave
• 學科：動力氣象學
• 實質：特殊聲波
• 特點：只做水平運動，水平尺度較大
• 波動類型：快波型、外波型波動

定義

考慮地球旋轉作用，在靜力平衡大氣中還可以產生一種只沿水平方向傳播的特殊聲波，稱為蘭姆波。其特點是：空氣微團只做水平運動，靜力平衡成立，水平尺度較大。

相關方程

擾動方程組

取靜止大氣作為基本大氣狀態，設 ，則由線性擾動方程組可得描寫蘭姆波的擾動方程組為：

上式中，k為波數，為初位相，c為波速，t為周期，v為頻率。若初始無位溫擾動，則由

可知，無位溫擾動這也是蘭姆波的一個重要性質。

靜力平衡方程

上式是決定擾動鉛直結構的方程。

頻率方程

其解為 ，

對應的是定常解。

對應的是波動解，所以蘭姆波的頻率為

相速、群速

取，則相速、群速為

可見相速、群速方向相同，但。蘭姆波的相速大於絕熱聲速，是快波型波動。它與純水平聲波不同的是，它是頻散波。由於，故擾動能量將穿過等位相面向後傳播。

此外，蘭姆波各擾動量在鉛直方向是有變化的，擾動氣壓振幅隨高度按指數減小。若在地面無氣壓擾，蘭姆波只有在外部條件允許下才能存在。因外部條件作用才能存在的波動稱為“外波”，故蘭姆波屬於外波型波動。

蘭姆波的擾動氣壓隨高度按指數減小，但擾動速度隨高度幾乎不改變，這是蘭姆波鉛直結構的主要特徵。