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On the oscillations of the atmosphere

  • Wan-cheng Chiu
Article

Summary

The effect of the zonal wind, having a constant angular velocity, upon the periods of an incompressible and homogeneous fluid, and upon an autobarotropic atmosphere is studied. The effect is found to be small for the roots of the first class, and larger for the roots of the second class.

In the autobarotropic case, the equivalent depth of the atmosphere, which is independent of the lapse rates of the autobarotropic layers when the zonal wind is not present, is found to depend also on the lapse rate of the lowest layer when the zonal wind is present. The effect due to this lapse rate on the periods of the first class, when the zonal wind is held at a certain reasonable speed, is found to be similar to that due to the zonal wind itself.

The effect on the positive period of the first class wave, that resembles the solar semidiurnal wave, due to the zonal wind or to the lapse rate is small and within the range of the tuning required by the resonance theory. Thus the resonance theory is further strengthened by this study.

Keywords

Waste Water Water Pollution Angular Velocity Lapse Rate Lower Layer 
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Zusammenfassung

Es wird der Einfluß einer zonalen Strömung von konstanter Winkelgeschwindigkeit auf die Schwingungsperioden einer inkompressiblen homogenen Flüssigkeit und einer autobarotropen Atmosphäre untersucht. Es zeigt sich nur ein geringer Einfluß auf die Lösungen erster Klasse der Frequenzgleichungen, aber ein größerer Einfluß auf die Lösungen zweiter Klasse. Im autobarotropen Fall ist die äquivalente Höhe der Atmosphäre beim Fehlen einer zonalen Strömung vom vertikalen Temperaturgradienten der autobarotropen Schichten unabhängig; sie wird aber vom Temperaturgradienten der untersten Schicht beeinflußt, wenn Zonalwind herrscht. Der Einfluß des vertikalen Temperaturgradienten auf die Perioden der Lösungen erster Klasse ist bei mäßiger Zonalströmung dem Einfluß dieser Strömung selbst ähnlich. Die Beeinflussung der positiven Periode der Welle erster Klasse, die der halbtägigen Welle gleichkommt, durch die Zonalströmung oder durch den vertikalen Temperaturgradienten ist klein und sie bleibt in dem durch die Resonanztheorie geforderten Rahmen. Damit wird durch diese Untersuchung die Resonanztheorie weiter bestätigt.

Résumé

On étudie l'influence d'un courant zonal de vitesse angulaire constante sur les périodes d'oscillation d'un fluide homogène incompressible et d'une atmosphère autobarotrope. Il n'y a qu'un faible effet sur les solutions de première classe des équations de fréquence, mais un effet plus important sur les solutions de deuxième classe. Dans le cas d'autobarotropie, la hauteur équivalente de l'atmosphère en l'absence d'un courant zonal est indépendante du gradient vertical de température des couches autobarotropes; mais s'il y a vent zonal, elle subit l'influence du gradient de température de la couche inférieure. L'effet des gradients verticaux de température sur les périodes des solutions de première classe avec courant zonal modéré est similaire à celui de ce courant lui-même. L'effet du courant zonal ou des gradients verticaux de température sur la période positive de l'onde de première classe, identique à l'onde semi-diurne, est faible et elle reste dans le cadre exigé par la théorie de la résonnance; cette dernière trouve donc dans la présente étude une nouvelle confirmation.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1953

Authors and Affiliations

  • Wan-cheng Chiu
    • 1
  1. 1.Department of MeteorologyNew York UniversityNew YorkUSA

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