The effect of grain drift on the structure of (Post-) AGB winds
太阳风对地球行星际空间中的尘埃和行星的影响
太阳风对地球行星际空间中的尘埃和行星的影响太阳风，指的是太阳球面以上超音速流动的恒温和磁场强的带电粒子流。
太阳风是太阳大气层的一个组成部分，对地球行星际空间中的尘埃和行星产生了重要的影响。
本文将探讨太阳风对行星际空间中的尘埃粒子和行星的影响。
一、太阳风对陨石和小行星的影响太阳风中带有带电粒子的高速流动，对陨石和小行星的表面造成了冲击，这一过程被称为太阳风冲击。
太阳风冲击会加速陨石和小行星的移动速度，并可能使其脱离原有的轨道。
此外，太阳风的高温和强磁场也能对陨石和小行星表面物质的组成和性质产生影响，例如烧蚀、融化等等。
因此，太阳风对陨石和小行星的冲击会带来一系列的物理化学变化，进而影响它们的运动轨迹和性质。
二、太阳风对尘埃粒子的影响太阳风中的带电粒子与陨石、小行星碰撞后，会激发粒子的电荷，并在太阳风的作用下，将其加速驱动，从而形成尘埃云或尘埃带。
这些尘埃云或尘埃带由于重力的作用可能逐渐向行星轨道靠拢，导致行星陨石环的形成，如地球的陨石环、火星的陨石环等。
太阳风对尘埃粒子的驱动还能使其表面电荷非常高，使得尘埃粒子之间产生静电相互作用，形成了一种新的行星陨石环。
三、太阳风对行星磁场的影响太阳风带有强磁场，与行星磁场相互作用时，会导致很多有趣的现象。
一方面，太阳风和行星磁场的相互作用会形成磁层，并在行星的磁尾区域形成一个尘埃带。
这个尘埃带中的尘埃粒子受到太阳风的加速作用，从而形成了一种磁尾尘埃环。
另一方面，由于太阳风和行星磁场的相互作用，行星磁场会产生强烈的磁场扰动现象，例如极光、磁层颤动等等。
四、太阳风对行星大气的影响太阳风中带有带电粒子和高温等物质，在与行星大气层碰撞时，会产生复杂的物理、化学反应。
太阳风与行星大气的相互作用会导致大气层中离子的增加，其中包括离子化的氢、氧、氮等，使得行星大气层的成分发生改变。
这些离子化的粒子在行星磁场的作用下，可能会被束缚在行星际空间的特定区域内，形成带电粒子层，如地球的电离层。
Stokes漂流对全球海表面温度模拟的影响
Stokes漂流对全球海表面温度模拟的影响肖林;史剑;蒋国荣;刘子龙;张成成【摘要】Stokes漂流对海洋上混合层中的流场和温度场结构具有不可忽视的作用.本文基于WAVEWATCHⅢ海浪模式模拟的海浪要素计算得到Stokes漂流,将其引入SBPOM模式的动量方程中,从体积输运的角度研究Stokes漂流对全球海表面温度的影响.分析发现Stokes漂流与Stokes输运在全球呈现高纬度强于中低纬度的带状分布特征,且这种流动与输运对全球海表面温度具有降温作用,该降温作用的分布与全球Stokes输运强度相对应,高纬降温作用大于中低纬度,特别是南极绕极流海域平均降温明显大于其余海域,最大降温可达1.5℃,且全球月平均降温超过0.1℃.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】9页(P55-62,87)【关键词】海表面温度;Stokes漂流;Stokes输运;有效波高【作者】肖林;史剑;蒋国荣;刘子龙;张成成【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,江苏南京211101【正文语种】中文【中图分类】P731研究表明，大范围的海浪现象对于上层海洋的大尺度效应必然存在一定的影响，传统的海洋上混合层理论往往对海浪作用有所忽视，研究表明其破碎，飞沫，Stokes漂流，Langmuir环流等现象对上层海洋的温度变化均具有重要的影响。
对于上层海洋温度变化的相关机制，目前已有大量研究工作对其进行了分析和总结，而上层海洋海流的平流输运作用是非常重要的机制之一。
Lane（2006）在波流相互作用的研究中也表明Stokes漂流能够与平均流共同对平流输运产生影响。
Wang等（2015）和Hitoshi等（2012）通过海浪要素与海浪普计算了Stokes漂流，结果表明Stokes漂流的全球分布均呈现出带状分布特征，且高纬区域数值较大。
ERA5资料在蓟州复杂地形下的检验与应用
海 洋 气 象 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＡＲＩＮＥ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ
２０２４ 年 ２ 月
Ｖｏｌ.４４ Ｎｏ.１
Ｆｅｂ.ꎬ ２０２４
邹双泽ꎬ白爱娟ꎬ何科ꎬ等.ＥＲＡ５ 资料在蓟州复杂地形下的检验与应用[ Ｊ] .海洋气象学报ꎬ２０２４ꎬ４４(１) :１１８￣１２８.
ｃａｎ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｗｅａｔｈｅｒ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｊｉｚｈｏｕꎻ Ｄａｘｉｎｇ ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎꎻ ＥＣＭＷＦ Ｒｅａｎａｌｙｓｉｓ ｖ５ ( ＥＲＡ５ ) ꎻ ａｅｒｉａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎꎻ
发展专项( ＣＸＦＺ２０２２Ｊ０１２)
第一作者简介:邹双泽ꎬ女ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ主要从事灾害性天气监测预警研究ꎬ３１７９７３１３３＠ ｑｑ.ｃｏｍꎮ
通信作者简介:白爱娟ꎬ女ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事天气动力学研究ꎬｂａｉａｊ＠ ｃｕｉｔ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ
第１期
邹双泽等:ＥＲＡ５ 资料在蓟州复杂地形下的检验与应用
难ꎮ 又如河南郑州“７２０” 特大暴雨[４－５] ꎬ造成全市
需要验证ꎮ
暴雨[１－３] ꎬ引发的城市内涝和山区泥石流造成 ７８ 人遇
３８０ 人因灾死亡或失踪ꎮ 在特定天气形势和环境条
得到广泛应用[１６] ꎬ但在复杂地形区资料的可靠性仍
一方面ꎬ处于复杂地形的天津蓟州短时强降水
件下产生的强对流天气是短时临近预报的重难点ꎬ高
ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ
辨率高的优点ꎬ能够提供对流层各高度层的温度、湿
地球自转产生的科里奥利效应aaaaaaa.
地球自转产生的科里奥利效应姓名：王德光单位：弥勒县第一中学完成时间：2011年11月11日地球自转产生的科里奥利效应摘要：地球自转产生科里奥利效应，科里奥利力在北半球，使运动物体向原来运动方向之右偏转；在南半球则相反，使运动物体向原来运动方向之左偏转。
科里奥利效应对在地球上运动的物体、气流和洋流的运动方向产生很大的影响，例如：贸易风、飓风和龙卷风的形成；天气预报节目中的为卫星云图；水流的漩涡；轨道的磨损和河岸的冲刷；傅科摆摆动平面的旋转等现象。
STS教育重视科学知识在社会生产和生活中的应用，强调基本理论的实践性和社会性，地球自转产生的科里奥利效应跟我们实际生活联系进紧密，可以作为高中STS教育的校本教材在物理和地理教学中使用，以开拓学生的视野。
关键字：科里奥利效应；贸易风；漩涡；磨损；冲刷新课程改革的核心理念是改变学生的学习方式，培养学生终身探究的乐趣，提升学生的科学素养；现代科学方法教育的重要内容是提高学生的科学素养，引导学生会用整体的、综合的观点分析问题，培养创新能力；STS教育体现出了现代理科教育的综合化趋势和科学精神与人文精神的统一，STS教育的跨学科、综合性、实践性以及科学与人文的融合，有利于培养学生综合应用知识分析问题习惯和能力。
STS教育重视科学知识在社会生产和生活中的应用，强调基本理论的实践性和社会性，让学生在研究现实问题的过程中学会运用物理知识、物理思想和物理方法解决日常生活经常遇到的问题，让学生在生活中触摸到物理知识，感受到物理知识的魅力，让学生在获得系统的物理知识的同时，加强了与学生生活、现代科学技术和社会发展的联系。
所以，教师要适时地从技术应用的角度展示物理学，体现物理学的应用性和实践性，发展学生的好奇心与求知欲，发展学生探索的兴趣，提升学生的创新意识和创新能力，发展学生探索自然、理解自然的兴趣与热情。
因此，因为地球自转产生的科里奥利效应跟我们实际生活相联系，可以作为高中STS教育的校本教材在物理和地理教学中使用，以开拓学生的视野，拓展学生的知识面。
高等天气学
2005春季1．瞬变波的动量、热量输送特征以及瞬变波的主要作用是什么？P24－P312．说明高空急流形成的原因，画出高空急流同高空锋以及对流层顶三者之间关系的综合图，并图示高空急流入口区垂直环流（或称次级环流）状况。
P138－139，P147－148在对流层中，中纬地区上空经常出现温度梯度较大的狭长区域，水平温度梯度的方向由南指向北，根据热成风原理，西风风速随高度迅速增加，因而中纬度上空地区就会经常出现西风急流。
3．试述大气环流突变现象，什么叫六月突变？在全球范围内，大气环流一年中只存在两种主要的环流形势，即冬季型和夏季型。
这两种环流形势在每年的6月和10月发生明显的季节转换，这种转换在非常短促的时间内完成，所以称为大气环流突变。
从典型的冬季型环流到典型的夏季型环流的转换发生在六月，称为“六月突变”，从典型夏季型到典型冬季型的演变发生在十月，称为“十月突变”。
这种突变是半球范围乃至全球范围的现象，但以亚洲最明显。
中东地区和我国青藏高原附近变化最早，向东逐渐波及太平洋中部，美洲最迟也最不明显。
环流突变以高空东西风带为标志。
冬季东亚存在着两支强西风带，到了6月，南支强西风带突然不见了，而北美的强风带也明显北移。
到10月东亚又出现两支强西风带，北美的强西风带也南移回到冬季的位置。
对流层中部环流：冬季的主要特点是以极地低压（又称为极涡，分裂为两个中心）为中心、环绕纬圈的西风环流，西风带中有尺度很大的平均槽脊，其中三个明显大槽分别位于亚洲东岸、北美东部和欧洲东部。
与之并列的三个平均脊分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和青藏高原北部。
副高强度小，中心都位于海上。
夏季和冬季相比极涡中心合并为一个，中心位于极点，环绕极涡的西风带明显北移，而且等高线变稀，中高纬度出现四个槽。
冬季从青藏高原北部伸向贝加尔湖地区的脊，在夏季变为槽，北美东部的大槽由冬到夏略为东移，东亚大槽移到堪察加半岛附近。
冬季在欧洲西海岸的平均脊，夏季变为槽。
基于FY-4A_的庐山云海特征及其成因研究
doi:10.11676/qxxb2023.20220188气象学报基于FY-4A的庐山云海特征及其成因研究*陈 勇1 段 婧2 王 新3 郭 强3 张小鹏4CHEN Yong1 DUAN Jing2 WANG Xin3 GUO Qiang3 ZHANG Xiaopeng41. 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室，北京，1000292. 中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室，北京，1000813. 国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）/中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/许健民气象卫星创新中心，北京，1000814. 庐山气象局，九江，3329001. State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry （LAPC），Institute of Atmospheric Physics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China2. CMA Cloud-Precipitation Physics and Weather Modification Key Laboratory，Beijing 100081，China3. National Satellite Meteorological Centre（National Space Weather Monitoring and Early Warning Centre），Key Laboratory of Radiometric Calibration and Validation for Environmental Satellites，Innovation Centre for FengYun Meteorological Satellite （FYSIC），Beijing 100081，China4. Lushan Meteorological Bureau，Jiujiang 332900，China2022-11-01收稿，2023-06-13改回.陈勇，段婧，王新，郭强，张小鹏. 2023. 基于FY-4A的庐山云海特征及其成因研究. 气象学报，81（6）：973-984Chen Yong， Duan Jing， Wang Xin， Guo Qiang， Zhang Xiaopeng. 2023. Identifying the seas of clouds around Mt. Lu based on FY-4A satellite observations: Formation and sustenance. Acta Meteorologica Sinica， 81（6）:973-984Abstract The characteristics, recognition and formation of seas of clouds (SOC) around Mt. Lu are studied based on FY-4A observations and other data. From 2019 to 2021, 19 events of SOCs are recorded in the dataset, including 12 traditional SOCs (TSOC) and 7 small-scale SOCs with cloud waterfalls over Mt. Lu (SSOC). The FY-4A visible-channel cloud image can identify the area and development of TSOC but cannot capture the detailed structure of SSOC. The L2 cloud-top-height product of FY-4A can be used for the recognition of TSOC around Mt. Lu but cannot be used for the recognition except of SSOC. Normally the wake phenomena of SOC (WSOC) occur on islands over the sea, but three WSOC events are found in Mt. Lu, although it is located in the land. The WSOC in Mt. Lu exhibits a comma-type cloud pattern with regular fluctuations but without continuous vortexes. The formation of the WSOC in Mt. Lu is mainly caused by the isolated ellipse shape of Mt. Lu, the northernly low-level jet, and the temperature inversion layer below the mountain top. Besides, for most SOC events, Mt. Lu is under the control of high-pressure systems and located in high-humidity region, where the synoptic-scale subsidence inversion layer and sufficient moisture could play an important role in the forming and maintenance of SOCs over Mt. Lu.Key words Mt. Lu， Sea of cloud， FY-4A， Visible channel， Wake phenomena摘 要 利用FY-4A卫星等资料分析了2019—2021年的19次庐山白天云海过程（12个传统云海和7个瀑布云过程），研究了庐山云海特征及其形成机制，评估了卫星资料在云海识别中的应用。
天气学原理和方法--第9章--侯淑梅--整理
天气学原理和方法--第9章--侯淑梅--整理第九章低纬度和高原环流系统第一节1、天气学是如何规定低纬地区的？答：低纬地区一般是指30N-30S以内的地区，其中包括热带和副热带。
天气学依据低纬地区和中纬地区的天气系统和天气过程的显著差别，将南北半球副热带高压之间所包括的地区，即赤道两侧盛行东风带的地区范围定义为热带地区，将盛行东风带与中纬度盛行西风带之间的过渡区，即副热带高压活动的地区定义为副热带地区。
P4612、为什么说热带地区的大气过程，对全球的大气过程具有重要的作用？答：热带地区约占全球面积的一半左右，其中海洋约占3／4，该地区所接受的太阳辐射能超过反射回太空的许多倍，其净收入的热量是驱动全球大气环流的重要能量来源，同时对高温洋面的水汽蒸发也是全球大气的重要水汽来源。
因此发生在热带地区的大气过程，不仅仅具有地区性的天气意义，而且对全球的大气过程具有重要的作用。
3、中、低纬度大气运动与中高纬的差别是什么？答：（1）低纬度f很小，天气尺度系统具有非地转运动特征，但行星尺度运动具有准地转运动特征。
在分析赤道（5°N～５°S）以外的低纬度行星度运动时可采用准地转近似。
（2）热带大气中水汽充沛，凝结潜热效应对垂直运动和散度场具有显著的影响。
4、在热带天气分析中，一般采用流线分析和卫星云图分析。
5、热带地区实际风与地转风的区别？答：在20°N附近以北的低纬度地区实际风与地转风的差别已不大，风与气压场己比较接近准地转平衡关系。
但是，在20°N以南的广阔热带区域中，无论是按尺度分析的结果还是按实际资料得出的分析结果都不能采用推地转近似描述风、压场的关系和系统的结构特征。
6、什么是压能风？答：在地转平衡关系中，将f用绝对涡度（f+ζ）代替，位势φ由动力位势Ф代替（Ф=φ+V2/2，Ф称为动力位势或压能，φ为位势高度）。
这种关系式可以描述热带地区的稳定运动（即定常运动），即使f很小，只要具有相对涡度，风与动力位势场的关系就可以成立。
气象学——精选推荐
⽓象学1、⼤⽓的组成可概括分为哪三类？⼲洁⼤⽓⽔汽⽓溶胶粒⼦2、什么是⼲洁⼤⽓（或⼲空⽓）？主要有哪些城组成的？⼤⽓中除去⽔汽、液体和固体微粒以外的整个混合⽓体N2、O2、O3、CO23、叙述⼤⽓中的⽔汽的来源及其垂直分布特点，其在⼤⽓中的含量是多少？来源：陆地上的⽔体、植物、湿⼟、海洋蒸发⽽来分布：随⾼度的升⾼⽽很快减少，主要集中在2km以下的⼤⽓层中。
含量：按容积计算变化范围0-4%之间4、⼤⽓中的⽔汽有哪些作⽤？⽔汽的含量虽然不多，是天⽓变化的主要⾓⾊。
1）形成各种⽔汽凝结物如云、雾、⾬、雪、露等。
2）⽔汽也具有很强的吸收长波辐射的能⼒，参与⼤⽓的温室效应3）⼤⽓中⽔汽含量的多少，直接影响植物蒸腾、⼟壤蒸发、间接影响植物对⼆氧化碳的吸收，对农作物⽣长发育、产量形成有重要影响。
另外，⽔汽是⼤⽓中唯⼀能发⽣相变的成分，液态⽔滴固态冰晶⽓态⽔汽相互转化在转化过程中伴随着能量的吸收和释放。
5、什么是⽓溶胶粒⼦？其作⽤是什么？分有机⽆机有机粒⼦: 较少植物花粉、孢⼦，微⽣物等⽆机:较多岩⽯或⼟壤风化后的尘粒,地⾯燃烧的烟灰，海洋中随浪花飞溅的盐粒?作⽤: 1）吸收⼀部分太阳辐射，并且阻挡地⾯放热2）它的存在使⼤⽓透明度降低3）充当⽔汽凝结核，对云、⾬、雪等⽔汽凝结物的形成起重要作⽤6、对流层的平均厚度是多少？对流层的厚度随纬度和季节有什么变化特点？厚度：平均厚度11km对流层的厚度随纬度⽽发⽣变化低纬17-18km中纬10-12km⾼纬8-9km随季节发⽣变化夏季厚，冬季薄7、什么是⼤⽓的上界和⼤⽓的底界。
⼤⽓的底界：下垫⾯即地球表⾯⼤⽓上界：是模糊的，为了说明⼤⽓圈的垂直范围⽽确定的地球⼤⽓的最⼤上限⾼度。
通常有两种确定法：1）物理⾼度根据⼤⽓中的物理现象极光出现的最⼤⾼度作为⼤⽓上界⾼度为1000-2000km2 ) 密度⾼度以⼤⽓密度接近星际⽓体密度的⾼度作为⼤⽓上界，根据天体物理研究，星际⽓体密度约为每⽴⽅厘⽶中⼀个微观粒⼦，按⼈造卫星探测资料推算，地球⼤⽓密度在2000～3000公⾥⾼空达到这⼀标准，故⽬前⼀般以此作为⼤⽓上界。
地幔对流模型
地幔对流模型
地幔对流模型是一个用于描述地球内部地幔物质流动的模型。
在这个模型中，地幔被视为一个由岩石和矿物质组成的半液态层，其流动受到温度、压力和地球自转等多种因素的影响。
地幔对流模型的主要特点包括：
1. 热驱动：地幔对流的主要驱动力是地球内部的热量，这些热量来自于地球形成时的残余热量和放射性衰变等热源。
2. 流动模式：地幔对流表现为大规模的物质流动，包括上升流和下降流。
上升流将地幔底部的物质带到地表，而下降流则将物质从地表带回地幔底部。
3. 自转影响：由于地球自转，地幔对流受到科里奥利力的影响，产生水平流动和垂直流动的分离。
4. 板块运动：地幔对流驱动板块运动，通过地壳岩石的俯冲和板块之间的相互碰撞等现象表现出来。
5. 地震活动：地幔对流还与地震活动相关，部分地震发生区域与地幔物质的运动和应力状态有关。
总之，地幔对流模型是一个描述地球内部物质流动和板块运动的模型，它对于理解地球的构造、地震活动和地球历史等方面具有重要意义。
动力气象复习资料(名词解释和简答)
一、各章节重点内容第一章：地球大气的基本特征？第二章：描述大气运动的基本方程组包括哪些？根据P23（2.52）推导位温公式。
根据球坐标运动方程组P28（2.78），证明绝对角动量守恒P29（2.82）式。
绝对坐标系、旋转坐标系、球坐标系和局地直角坐标系的区别，作图说明。
第三章：掌握尺度分析的方法，能对简单的方程进行尺度分析。
第四章：z坐标转化到p坐标所需要的数学物理条件，P坐标的优缺点？第五章：自由大气中根据力的平衡存在哪几种平衡？平衡的关系式是什么？正压大气与斜压大气的概念。
推导热成风方程（p94-p95），并利用热成风判断冷暖平流。
第六章：自然坐标系中，推导涡度的表达式，并分析各项的意义P111。
根据z坐标系中的水平动量方程推导涡度方程，并简要解释各项的意义。
根据位涡守恒原理解释形成过山槽的原因。
第七章：有效位能的概念。
内能、重力位能、动能、潜热能的表达式。
第八章：大气中行星边界层的主要特征，公式推导及解释埃克曼抽吸？公式推导及解释旋转衰减作用？第九章：利用微扰动法和标准波型法分析大气波动特征，如重力外波、重力惯性外波？或者，根据布西内斯克近似方程组分析，重力内波或惯性内波？第十章：描述地转演变过程？地转适应过程和演变过程在哪些方面体现了区分？第十一章：通过无量纲化方程组，利用摄动法推导第一类正压大气零级和一级方程组（P255-P257）。
利用P260（11.45）推导位势倾向方程并说明位势倾向方程中各项物理意义，或推导ω方程及解释各项物理意义。
第十二章：几个概念：惯性不稳定、正压不稳定、斜压不稳定、对称不稳定第十四章：CISK，热带大气动力学的基本特征名词解释（20分左右）简述题（20分左右）简单计算（10分左右）简单推导（10分左右）复杂推导、证明、解释等题（40分左右）二、名词解释要求（1）冷暖平流，（2）罗斯贝数，（3）梯度风，（4）地转风，（5） 平面近似，（6）Ekman抽吸，（7）旋转减弱，（8）惯性不稳定，（9）斜压不稳定，（10）CISK，（11）正压不稳定，（13）尺度，（14）基别尔数，（15）里查森数，（16）热成风，（17）地转偏差，（18）速度环流，（19）涡度，（20）有效位能，（21）摄动法，（22）惯性稳定，（23）中尺度对称不稳定，（24）条件不稳定，（25）气压梯度力，（26）重力，（27）平衡流场，（28）Q矢量，（29）位势倾向，（30）质量守恒数学表达三、理解物理过程要求1．地转偏差及其作用？2．有效位能及其性质？3．尺度，尺度分析法，尺度分析法的不确定性？4．为什么说等压面图上等高线愈密集的地区水平气压梯度力愈大？5．p坐标建立的条件是什么？p坐标的优缺点是什么？6．简述大气长波的形成机制？7．什么是微扰动法？8. 斜压不稳定波的结构有哪些特点？9．简述科里奥利力随纬度的变化？10．大气中考虑哪几种能量？简述净力平衡大气中全球能量平衡过程？11．薄层近似？12．局地直角坐标系？与一般直角坐标系的区别？13．热力学变量尺度及其特征？14．什么是σ坐标系？15．位势涡度守衡及其过山槽的形成？16．标准波形法？17．重力惯性外波生成的物理机制是什么？为什么说当地转平衡遭到破坏后，就会激发出重力惯性外波？而在地转平衡条件下，不存在或者说滤去了重力惯性外波？18．什么是Boussinesq近似？什么是滞（非）弹性近似？采用Boussinesq近似或滞弹性近似为什么可以滤去声波？从物理上说明静力平衡近似可以滤去沿垂直方向传播的声波，但不能滤去沿水平方向传播的Lamb波。
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arXiv:astro-ph/9909490v1 29 Sep 1999AsymmetricalPlanetaryNebulaeII:FromOriginstoMicrostructuresASPConferenceSeries,Vol.XXX,2000J.H.Kastner,N.Soker,&S.Rappaport,eds.
Theeffectofgraindriftonthestructureof(Post–)AGBwinds
YvonneSimis,CarstenDominikandVincentIckeSterrewachtLeiden,Postbus9513,2300RALeiden,TheNetherlands
Abstract.Wehavedevelopedanimplementationforthemomentumtransferforceinnumericaltwofluidhydrodynamics.Thisformofthefrictionalcouplingbetweengasandgrainsisconsistentwiththemicro-scopicinteractionsbetweenthetwocomponents.Thecouplingforcegivesrisetoadriftvelocityofthegrainswithrespecttothegas.Weapplythismechanismtotheoutflowof(Post-)AGBobjects.Ournumericalhydrodynamicscodecalculatesselfconsistentlythedynamicsoftheseoutflows,aswellasthenucleationandgrowthofgrainsandequilibriumchemistryofthegas.Grainnucleationandgrowthareprocessesthatdependstronglyontherateofgas–graincollisions.Hence,thedriftve-locitybecomesanimportantvariable.Thetightconnectionbetweengrainchemistryanddriftcausesthesystemtobecomeextremelysensitivetosmallchangesinalmostanyparameter.Thismaybeacausefordeviationfrom(spherical)symmetryandstructure.
1.DustdrivenwindsDustdrivenwindsarepoweredbyafascinatinginterplayofradiation,chemicalreactions,stellarpulsationsandatmosphericdynamics.AssoonasanAGBstar’satmospheredevelopssitessuitablefortheformationofsolid“dust”(i.e.siteswitharelativelyhighdensityandalowtemperature)itsdynamicswillbedominatedbythepoweroftheradiativeforce.Dustgrainsabsorbstellarradiationefficientlyandexperiencealargeradiationpressure.Themomentumthusacquiredispartiallytransferredtotheambientgasbyfrequentcollisions.Thegasisthenblownoutwardinadense,slowwindthatcanreachhighmasslossrates.
2.NumericalhydrocodeWehavewrittenanumericalhydrodynamicscodethatselfconsistentlycalcu-latesadustdrivenwind.Inourcodebothgasanddustaredescribedbytheirownsetofhydroequations(continuity,momentum).Exchangeofmatter(nucle-ationandgrowthofgrains)andmomentum(collisions)aretakenintoaccountinthesourceterms.Thetimedependentcontinuityandmomentumequationsarenumericallysolvedusingatwo–stepFCT/LCDalgorithm(Boris1976;Icke1991).TheabundancesofH,H2,C,C2,C2H,C2H2andCOinthegasarecal-culatedusingasimpleequilibriumchemistry(Dominiketal.1990).Nucleation
12Simis,Dominik&IckeFigure1.Masslossratesforthermal(dashedline)anddriftdrivengrainchemistry.
andgrowthofdustgrainsisdescribedbythemomentmethod(Gail,Keller,&Sedlmayr1984;Gail&Sedlmayr1988;Dorfi&H¨ofner1991).
3.TwofluidhydrodynamicsTwofluidhydrodynamicsrequiresacarefulimplementationofthemomentumtransfertermintermsofthedriftvelocityofthegrainswithrespecttothegas.Itturnsoutthattheexpressionforthisdragforcethathasbeenusedbefore(e.g.Dominik1992;Berruyer1991;Kr¨uger,Gauger,&Sedlmayr1994)doesn’talwaysapply,inparticularwhenorwheregrainshavejuststartedtoform.Moreoverthisexpressionjusttakesintoaccountwhatwewillcallthe“macroscopic”componentofthedriftvelocityanddoesn’tincorporatethecon-tributiontothemomentumtransferduetotheradiativeaccelerationbetweentwosubsequentcollisionsofagrain(“microscopicdrift”).Wehavederivedanewimplementationforthemomentumtransferfromdusttogas,seeSimis,Icke,&Dominik(2000):
fdrag=ndgrad
mg
Ω2Theeffectofgraindriftonthestructureof(Post–)AGBwinds3Figure2.Densityandvelocitystructureofsimulatedpolar(uppertwoplots)andequatorial(lowertwoplots)outflow.Timeafterstartofthewindis0.0s(1),0.57×108s(2),2.07×108s(3),3.57×108s(4),5.07×108s(5),6.57×108s(6),8.07×108s(7)
Thisformalismwillinthefutureallowtotreatthecouplingforcealsoatnon–equilibriumdriftspeeds.Forthecurrentcalculationswehavestillassumedthatthegrainsreachequilibriumspeedquicklyenoughfortherateofmomentumtransfertobegivenbyv=veq,i.e.
fdrag=ndgrad
ρg4Simis,Dominik&Ickepressure,dependsonthenumberdensityandsizespectrumofthegrainswearenowdealingwithaverystrongcouplingbetweenthedynamicsandthechemistryratesintheoutflow.Whendriftistakenintoaccount,andinabsenceofsputtering,grainsbecomebiggerandmoreabundantthaninthecasewhenonlythermalcollisionsareconsidered.Inthecaseofdriftdrivengrainchemistry,awindwithaterminalvelocityandamasslossratethatfluctuatearoundaconstantvalueestablishesitself.Inthecaseofpurelythermallydrivengrainchemistry,thegasoutflowvelocityandmasslossratekeepdecreasing.Atthesametimedustcontinuestoflowoutatahighrate.ThisisillustratedinFigure1,inwhichthemasslosshistoryofanobjectwithM∗=1M⊙,T∗=2200K,L∗=1.0×104L⊙andǫC/ǫO=2isshown.Duetothestrongcouplingofchemistryanddynamics,asmallchangeintheparametersorflowvariablesmayresultinlargechangesintheflow.Toillustratethis,wecomparetheoutflowsofanon–rotatingobjectandanobjectwitharotationperiodof50years.Thenon–rotatingobjectmaybeinterpretedtorepresenttheoutflowinthepolardirectionandtherotatingobjecttorepresenttheoutflowintheequatorialplaneofanAGBstarwitha50yearrotationperiod.Therotationissimulatedbysuitableadjustmentoftheeffectivegravity.Figure2showsthedynamicalevolutionofthedensityandvelocitystructureoftheoutflows.Itturnsoutthatthemasslossrateintheequatorialplaneistwicethemasslossrateinthepolardirection.Thevelocityinthepolardirectionishigherandthedensityislowerthanintheequatorialplane.OnemayconcludethatthiszerothordermodelofarotatingAGBobjectindicatesthattheinitialpolartoequatorialdensitygradientgivesrisetoasignificantdifferenceinmasslossrate,whichmayleadtoadisklikestructure.Moregenerallythisillustratesthetightcouplingbetweendynamicsandchemistry.