重力波与时变潮汐作用的频率变化

应用二维的非线性模式，模拟了重力波在时变潮汐中的传播。数值结果表明，当GW波包在一个时变的潮汐风环境中传播时，潮汐的水平风加速不仅有意义地改变重力波的本征频率，也能改变重力波的地面观测频率。正（负）加速导致频率随时间上升(下降)。更有趣的是，临界层附近的潮汐风加速经常导致GW频率上升，这可能可以部分解释GW的高频成分在中高层大气比在低层大气更占主导的现象。把在时变潮汐风场中传播的GW上升的地基频率和由时变潮汐纬向风产生的临界层的瞬时性质结合起来，就产生了有利于GW穿透原先预期的临界层的条件。得出的结论是，GWs对有着比预期纬度更高纬度的背景大气有影响，重力波与潮汐间相互作用的动力学效应远比GCM中重力波参数化效应要复杂。

图 1  纬向风、日潮汐温度和潮汐产生的风切变的时空演化

图 2  重力波频率的高度-时间演化（实线）和潮汐的水平风加速（点线）