Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.
Скачать (прямая ссылка):
(з) Перенос информации к полюсу волнами в действительности ограничен вследствие диссипативных эффектов. Это явление моделируется эмпирически путем введения диссипативного слагаемого вида (10.12.25). Радиус затухания представляет собой путь волны, проходимый ею за время затухания. Например, при временном масштабе затухания, равном 3 сут, и скорости волны 3 м/с получается расстояние около 1000 км.
(и) Важный диссипативный эффект, который оказывается более существенным в мелких районах, чем в глубоких, связан с придонным трением. Примером влияния придонного трения служит стационарное решение (10.12.26), показанное на рис. 10.20. Другой пример представляет собой источник, расположенный на шельфе [51]. Течение от источника' создает вдоль-береговой пограничный поток в направлении распространения шельфовых волн.
(к) Эффективным механизмом перемешивания в мелких водах может быть турбулентность в придонном потоке. Например, перемешивание в приливных потоках может сделать однородной по вертикали всю толщу вод (см., например, [730, 729]). Это является одной из причин отчетливых изменений структуры температуры и солености, которые очень часто обнаруживаются у кромки шельфа, т. е. именно в том месте, где происходит переход от шельфа с малыми изменениями глубин к достаточно крутому материковому склону. Другая причина связана с различной скоростью нагревания и охлаждения вод различной глубины. В простой модели [149] реакция шельфа и удаленных от берега областей рассматривалась так, как если бы на кромке шельфа имелась перегородка. Из-за разницы глубин в этих областях возникала различная структура. Далее эта воображаемая перегородка устранялась и происходило геострофическое приспособление. При этом устанавливалось распределение, близкое к наблюдаемому.
(л) Стационарные течения могут создаваться колеблющимися ветрами, даже если осредненное во времени значение ветра равно нулю. Этот механизм был исследован в работе [606] применительно к течениям озера Киннарет, которые образовывались бризовыми ветрами с суточным циклом.
(м) Размеры озер могут порождать характерные для каждого озера свойства. Так апвеллинг, возникший на одной стороне озера, может распространяться вокруг него в виде волны Кельвина. Численные модели озер обсуждаются, например, в работах [54, 728].
(н) Несмотря на то что многие свойства восточных пограничных течений полностью определяются реакцией океана на воздействия в пограничной области, некоторые из них зависят также от потоков в остальной части океана. В частности, свойства вод в пограничном течении зависят от характеристик океана в месте его зарождения.
(о) При обсуждении в целом не делалось никаких различий между восточными и западными пограничными течениями. Это было связано с тем, что вращение системы считалось однородным, а движение рассматривалось в виде малого отклонения от состояния покоя. На самом деле существуют два обстоятельства, указывающие на различия между этими течениями: кривизна Земли, которая приводит к изменению параметра Кориолиса с широтой (бета-эффект), и различия температур в тропиках и у полюсов, т. е. существование меридиональных осреднен-ных градиентов. Влияние бета-эффекта, который будет рассматриваться в гл. 11—12, на восточные пограничные течения изучалось в работах [18, 362]. Основная причина существования различий между востоком и западом состоит в том, что кривизна Земли приводит к образованию такой формы волны (планетарной волны), которая переносит информацию на запад. Это означает, что состояние восточных пограничных водных масс слабо зависит от того, что происходит в центральных частях океанов, в то время как состояние западных пограничных водных масс в значительной степени определяется процессами в центральных частях океанов. В частности, основной движущей силой средней циркуляции на шельфе у западной границы является вдольбере-говой градиент давления, который формируется как реакция на ветры в открытом океане (см. гл. 12). Обсуждение циркуляции на западном шельфе дано в работе [50].
(п) Существование планетарных воли -играет весьма важную роль в формировании стационарной циркуляции у восточных границ. Это было продемонстрировано в линейной модели Маккриэри [502], в качестве вынуждающей силы в которой выступала меридиональная составляющая напряжения ветра У3> зависящая только от широты (расстояния у по меридиану). Маккриэри выбрал такие специальные формы записи членов,
характеризующих трение и диффузию, которые позволили ему использовать для изучения стационарных потоков в стратифицированном океане постоянной глубины аппарат нормальных мод. Для нескольких первых мод трение не было существенным, однако реакция не возрастала неограниченно, как это происходило в модели из разд. 10.11. Это объясняется излучением энергии в виде планетарных волн, подобных тем, которые исследовались в работе [18]. «Невязкое» решение уравнения (9.10.4) для л-ой моды имеет простой вид:
ё дх\/ду — Yn. (10.14.1)
