Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.
Скачать (прямая ссылка):
лучить, суммируя (11.16.2) и (11.17.7), будет записываться следующим образом:
,rgri = с2 (1 —ехр (гру2х/с2)) д (X/рурН)/ду-\~А exp (гру2х/с2). (11.16.10)
На восточной границе оно постоянно, что обеспечивает отсутствие поперечного к границе геострофического течения. Первое слагаемое в правой части (11.16.10) соответствует колебаниям давления, совпадающим по знаку во всей внутренней области. При приближении к восточной границе их величина уменьшается. На рис. 7.8, а (часть i), который демонстрирует реальное распределение давления на поверхности океана, также можно наблюдать эту особенность. Значение А зависит от течений в окрестности экватора. Эта часть решения соответствует течению, которое может переносить воды в экваториальную зону (или из нее) и, таким образом, питать экваториальное струйное течение или поглощать его.
Течения в тропической части Атлантического океана во многом сходны с течениями в Тихом океане. Из-за существования внутритропической зоны конвергенции ветровое воздействие в Атлантике (рис. 11.29) также оказывается асимметричным относительно экватора. Отмечаются восходящие экмановские вертикальные скорости, которые особенно сильны летом (см. рис. 9.6). К северу от экватора, как и в Тихом океане, имеется противотечение. Однако в Атлантике оно характеризуется ярко выраженной сезонностью. В период с июля по сентябрь это течение пересекает океан с запада на восток в целом поясе широт от 4° до 10° с. ш., а через полгода его можно обнаружить только в небольших зонах у берега Африки и на западе океана. Как показали модельные эксперименты [17], существенная доля
а
t60 с,ш,
>у// / °-р
'¦s's'// / /
5/
¦»^>v / / *
«‘Экватор-
’Ч 4 \ \>!j
---------- v / I
•'"iin;
•</>/// \ r - <¦ М.О.'О.Ч
s * S // ,/ j l/ _ ......
//// / j/ M'o.'o'.o’o’oi;0 '6;0->V/// f.o:c-'o' q'p-.b;
"ЛУУУИНМ/////
ч\\\Ч\\Ч\ V. \ \ \ M W
>-> ,,Ч\ч\ччу\ \ \ \ V \44'N'4;V\\V\4 \ у\уч^\у\\чду\ \ > v
WXV ^ * * >'X\\\\ \ V X\\ \ V
xxv\\\
v v V V\W\W\V\
I t I ч v 44\\W\\\
.• v \ v v v v v v v v x
0”
20“в.д.
;Рйс. 11.29. Напряжение ветра над Атлантическим океаном в январе (а) и июле (б) по данным Банкера. (Из [17].)
подобной изменчивости объясняется колебаниями меридиональной составляющей ветра. Стационарная реакция океана на эту составляющую может быть определена непосредственно из Системы (11.14.1) — (11.14.3). Вдали от границ зональное течение является экмановским и регулируется непосредственно ветром. «Планетарно-волновое уточнение» этого решения устанавливает такое распределение давления для каждой заданной моды, которое приводит к уменьшению амплитуды реакции при приближении к восточной границе.
Представленные выше свидетельства позволяют ожидать, что нестационарная реакция океана вне непосредственной окрестности экватора будет состоять из двух частей — локального отклика на экмановскую вертикальную скорость и планетарноволновой поправки, соответствующей первой моде. Эта поправка должна распространяться с востока на запад и переносить информацию о ветрах у восточного берега. Если же эти ветры сходны с ветрами во внутренней области океана, то в центре океана волна будет стремиться уменьшить ту часть реакции, которая соответствует первой бароклинной моде.
Наблюдения в Тихом океане в общем подтверждают это мнение. В частности, в работах Мейерса [539, 540] изменения глубины термоклина со временем были сопоставлены с колебаниями экмановской вертикальной скорости. Обе работы показали, что изменениями экмановской скорости можно Объяснить большую долю зарегистрированных колебаний глубины термоклина на широтах выше 10°. В то же время для моделирования сезонных колебаний в более низких широтах уже необходимо принимать во внимание влияние планетарных волн. В частности, глубина термоклина на 6° с. ш. обнаруживает явно выраженное распространение фазы сезонной волны со скоростью 0,64 м/с. Это согласуется с выражением для скорости планетарной волны (см. (11.8.6)).
(й/k = — $c2/f2
при подходящем для первой бароклинной моды значении с « 2,4 м/с.
В разд. 11.12 уже обсуждался сезонный характер течений Индийского океана. Сезонные изменения особенно значительны в районе побережья Сомали. Древние источники (см. [9]) указывали на это явление примерно в 846 г. нашей эры. Так, Ибн Хордазбе отмечал, что «воды моря в летние месяцы текут на северо-восток», а «в зимние месяцы на юго-запад». Оказывается, что течения в летний период оказываются более интенсивными, чем зимой. Это можно увидеть на примере одного отдельного года на рис. 11.30. Наблюдения Лиитма [440] и исследование данных [179], по-видимому, подтверждают мысль о том, что первоначальное обращение течений у берега генерируется
