在一月和二月的几天里，MODIS图像中可以看到一组带状云在缅因湾上空。它们往往发生在风暴后来自西北的非常寒冷的风中。
有几个类似的例子: 1月17日及2月6、20及24日
是什么导致了这些特征?为什么它们有那么大?
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2\ begingroup美元 像这样的云结构通常是由在大气中传播的压力波引起的。造成压力波的原因取决于当地地形。 \ endgroup美元- - - - - -克里斯•穆勒2015年2月25日21:39
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\ begingroup美元 神奇的……如果我们在观察一个外星球，我们会认为直线=人造的吗?我不是说我不相信你。看起来确实是一种不可思议的现象，我们非科学家很难理解。还在努力研究科学的东西，让它有意义…… \ endgroup美元- - - - - -狂风暴雨的2015年2月26日21:56
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3答案
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这些是最肯定的边界层辊而且不重力波。虽然这两种现象在视觉上存在相似性，并且都可能存在于相似的大气条件下，但它们可以通过两个关键特征加以区分:
与重力波沿下波方向(垂直于波峰)发展不同，边界层滚动沿下风方向(平行于表观“波峰”)发展;
与引力波波峰以本征相速度(与界面密度差和重力加速度有关)传播、能量以本征群速度传播不同，边界层辊的大尺度结构是准平稳的。
尽管引力波和边界层滚动之间在视觉上有相似之处，而且文献中报道了可能的相互作用，但我认为，说边界层滚动是引力波的一种形式是不正确和误导的。
从卫星图片可以清楚地看出，由于距离陆地较远，对流发生在海洋上，海洋均匀地在SW-NE方向上距离海岸约50公里。当寒冷和干燥的空气移动到(相对)温暖的水中时，空气上升并与水蒸气饱和，从海岸的顺风处形成云。对于这些重力波，风必须垂直于波峰，即在西南-东北方向，但事实并非如此。
现在我们同意风是西北风，我们看到对流线，即所谓的“云街”，与风对齐。它们是反向旋转的空气的长卷，在高度(~1公里)上延伸大气边界层的深度，宽度在1到10公里之间。水汽凝结和云的形成发生在辊的上方，蒸发发生在辊的下方。请注意，在这个特殊的例子中，它们开始很薄，并在顺风处变宽。虽然这些翻滚还没有被很好地理解，但形成的主要机制可能是旋转和摩擦的结合(埃克曼螺旋)，存在热不稳定的底部边界层和稳定的边界层帽，从而将环流约束成有组织的单元。
可参阅Etling和Brown(1993)关于边界层辊的综述论文在这里．
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\ begingroup美元 我很确定我们谈论的是同样的现象，参见埃特林和布朗(1993)引用的J.G.桑(1990)。这就是为什么我提到界面必须是尖锐的，我说的是界面波引力波。如果界面是弥漫的，那么内波可以在三维中传播，正如你所说，色散关系是$\omega = N \cos \theta$和$\mathbf{K}\cdot\mathbf{u} = 0$，因此粒子运动垂直于波数向量。这不是这里的情况，对于一个尖锐的界面，垂直运动被抑制。我同意这是西北风。 \ endgroup美元- - - - - -等密度线振荡2015年2月26日8:03
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\ begingroup美元 看看J.G. Sang的结论，特别是第(3)点。“…这些旋涡或卷，有时可见为云街，构成对流带。因此，事实上，对流滚是对流波的一部分……” \ endgroup美元- - - - - -等密度线振荡2015年2月26日8:32
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1\ begingroup美元 更多关于HCR的文献:journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/..。journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/..。journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/..。 \ endgroup美元- - - - - -凯西2015年2月26日14:07
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1\ begingroup美元 @IsopycnalOscillation我明白你的意思;然而，我认为这就是命名法变得奇怪/模糊的地方。据我所知，“云街”一词最初是由滑翔机飞行员创造的;但后来又与BL滚动和大气界的重力波联系在一起。云街指的是一种特定的云的形成，纯粹由外观来定义。你链接的那篇关于对流引力波的论文讨论了横跨整个对流层高度的波。另一方面，BL滚动被限制在边界层(1 ~ 2 km)内。 \ endgroup美元- - - - - -milancurcic2015年2月26日22:42
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1\ begingroup美元 最后，回答你的问题，我不认为云街的存在一定意味着重力波或BL卷的存在。 \ endgroup美元- - - - - -milancurcic2015年2月26日22:44
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这些特征是内部重力波(IGW)，其特征是气团上下交替运动的区域。它们在上面相对干燥的大气层和下面富含海水的空气层之间的一个尖锐的密度界面上传播。当潮湿空气上升时，云在凝结层上方形成，并最终在波的后缘蒸发。换句话说，照片中的云区域代表波峰，中间的“空白区域”是波谷。
igw的一个重要要求是稳定的分层大气，特别是对于照片中显示的这些波，一个相对尖锐的界面。如果界面厚度较大，密度随高度的连续变化增加了垂直传播的可能性。
igw可以由各种各样的现象产生，从地形机制到非地形机制。前者在评论中提到，相对直观，容易理解。对于后一种情况，还不太清楚，有几种被提出的机制可能有助于igw的产生，例如，Bühler等人(1999)认为内波是由射流顶部的局部不稳定剪切层产生的。
一般来说，通常考虑三种对流产生机制(Song et al, 2003):
- 热迫使:
对流云被认为是在稳定的分层环境中产生重力波(相对于热强迫的非平稳波或平稳波)的热强迫。
- 障碍:
对流云被认为是气流的障碍，当气流随后被阻塞时，就会产生重力波。
- 机械振子:
对流风暴中的强对流上升气流刺激稳定的平流层并在云上方产生重力波。相对于对流单元，即使在背景风为零的情况下，也能产生重力波
宋仁善，田惠英，Todd P. Lane, 2003:对流强迫内引力波的产生机制及其向平流层的传播。j .大气压。科学。，60, 1960–1980.
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简单谐波(SH)长冠云波，常见于大风天，发生在不同方向流动的相邻空气层之间。其中一层温度较高，湿度较高，沿层间边界形成云。简谐波的形成与基础流体动力学中雷诺u型管实验的物理原理相同，在实验中，管倾斜到临界水平，导致SH波沿水/双硫碳边界形成。在云波和u型管波中，我们可以看到舒鲍尔和斯克拉姆斯塔德在1941年在风洞气流沿平板流动中证明的边界层过渡振荡的顺从边界表现。
类似的(看不见的)横波在天空晴朗时产生——没有凝结和云的形成。当飞行员在这种晴空乱流(CAT)中飞行时，他们会有一种“仿佛飞过搓衣板”的颤抖感。喷射飞机滞留尾迹中的SH波偶尔会显示出这些SH层间波(Simple Harmonics, Aylmer Express, 2015，图16,17，第14页)。
