Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гилл А. -> "Динамика атмосферы и океаны " -> 127

Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.

Гилл А. Динамика атмосферы и океаны — М.: Мир, 1986. — 415 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaatmosferiiokeana1986.pdf
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 170 >> Следующая

.(в) Осредиенные за период жизненного цикла значения. (Из [184, рис. 3].)
(Продолж. рис. 13.13.)
тарные волны начинают распространяться из зоны неустойчивости вверх и к экватору. Наиболее сильные потоки теперь сосредотачиваются в том участке струйного течения, где скорости превосходят 10 м/с. Особая роль изолинии скорости 10 м/с связана с тем, что на ней волновая скорость возмущения равна скорости потока. В этих местах происходит поглощение и, возможно, частичное отражение планетарных волн (см. разд. 8.9). Энергия возмущений при этом может быть захвачена струйным' течением в пределах «критической линии». Преимущественное направление волнового распространения этих возмущений на юг и вверх (которое, можно, по-видимому, определить с помощью построения лучевой картины) показано стрелками. Они позволяют определить область поглощения волн, находящуюся в экваториальной части струйного течения чуть-чуть ниже тропопаузы. Энергия, которую возмущение теряет при распространении в районы с малыми относительно волны скоростями, большей частью переходит в кинетическую энергию среднего потока. И в самом деле, расчеты скорости перехода энергии возмущения в зональную кинетическую энергию показывают, что в конце шестых суток наступает его быстрое возрастание, на двое суток позже (в момент времени, соответствующий рис. 13,13, в) достигается максимум, и далее в течение двух следующих суток переход энергии спадает до иуля. Результирующее зональное течение в конце жизненного цикла показано на рис. 13.12, о. Западные ветры у поверхности земли оказываются чересчур сильными, однако этот недостаток можно исправить, учитывая поверхностное трение [724].
Осредненный за цикл разрез Эллиассена — Пальма показан на рис. 13.12, с. Восходящие стрелки демонстрируют поток тепла, направленный к полюсу. Этот поток очень силен в зоне больших начальных горизонтальных градиентов. Направленная к экватору составляющая потока соответствует переносу к полюсу восточной составляющей импульса, соответствующей распространению планетарных волн к экватору (см. (12.9.14)). Поток наиболее силен между поверхностями 150 и 400 мбар, где находится струйное течение. Особенно большое влияние этот перенос оказывает на формирование баланса углового момента количества движения Земли. Он непосредственно связан с такой важной особенностью циркуляции атмосферы как приповерхностные западные ветры умеренных широт. Дальнейшее обсуждение этого вопроса можно найти в разд. 13.10.
13.10. ОБЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ
13.10.1. ВВЕДЕНИЕ
Во введении к книге мы немного обсудили вопрос о том, как .атмосфера реагирует на воздействие солнечной радиации. Здесь, в конце книги, представляется уместным еще раз коснуться этой темы, учитывая положения, которые были развиты в основных главах. В гл. 1 было показано, что чисто радиационное равновесие неустойчиво, так как у поверхности земли воздух ¦оказывается более легким, чем над ней, и в толще тропосферы возникает конвекция. Поэтому модели радиационно-конвективного баланса можно применять только для моделирования локального равновесия между эффектами радиации и конвекции. В принципе можно теоретически представить себе .атмосферу, в которой этот баланс реализуется в среднем и независимо на каждой широте. В этом случае температура на экваторе будет сильно завышена, а на полюсах — сильно занижена. Разность температур «экватор — полюс» окажется при этом примерно в четыре раза больше значения 30°К, которое характерно для осредиенного распределения на рнс. 7.9. В соответствии с соотношением термического ветра указанное распределение может находиться в равновесии с зональным потоком. Однако это приводит к значительно более сильному струйному течению, чем наблюдается в природе.
Вместе с тем, из-за влияния охарактеризованных в разд. 13.9 бароклинных возмущений подобное состояние в действительности не встречается. Возмущення черпают свою энергию из потенциальной энергии, связанной с меридиональным температурным градиентом, и уменьшают его величину так, как это показано на рис. 13.12. Поскольку радиация по-прежнему стремится восстановить градиент температуры, наблюдаемое осредиениое
распределение температуры преимущественно определяется равновесием между действующими противоположным образом эффектами неустойчивости и радиации.
Для того чтобы более глубоко изучить природу зонально-осредненной циркуляции, рассмотрим уравнения для [й], [у] и [ш]-составляющих скорости по координатам А,, ср, г*, осреднеи-ных по долготе и по времени (здесь % — долгота, (р — широта, г* — логарифм давления, т. е. координата, введенная в разд. 6.17), а также уравнение для температуры [Г], осреднен-ной таким же образом. Квадратные скобки обозначают зональное осреднение (отклонения от этого среднего будут отмечаться звездочкой сверху), а черта сверху — осреднение по времени (отклонение от осредненных по времени функций отмечается штрихом). Две составляющие скорости [у] и [ш] могут быть выражены (см. (9.15.10)) посредством функции тока меридиональной циркуляции г|з. Из уравнения неразрывности (6.17.11) и определения р.* (6.17.29) следует, что функцию тока можно определить следующим образом
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 170 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed