Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гилл А. -> "Динамика атмосферы и океаны " -> 82

Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.

Гилл А. Динамика атмосферы и океаны — М.: Мир, 1986. — 415 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaatmosferiiokeana1986.pdf
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 170 >> Следующая

Свободно распространяющиеся квазигеострофические волны называются планетарными. В разд. 12.3 будут рассмотрены особенности их распространения в горизонтальной плоскости в случае одной моды движения. Подобные волны в океане могут генерироваться ветром. В разд. 12.4 мы будем исследовать явление «спин-апа», которое возникает при моментальном «включении» ветра. Эта задача позволяет приблизиться к пониманию западно-восточной асимметрии в реакции океана на ветер, которая проявляется в том, что мощные пограничные течения обнаруживаются только в западных частях океана. Они замыкают океанские круговороты вод, образованные относительно медленными течениями во внутренних областях. Обсуждение моделей стационарной циркуляции океана проводится в разд. 12.5.
Весьма важным свойством планетарных волн также является их способность распространяться по вертикали. Структура и характер дисперсии подобных волн анализируются в разд. 12.7. Один из способов их генерации состоит во взаимодействии потока с рельефом дна. Так как для того, чтобы планетарные волны существовали, частота встреч с неоднородностями рельефа должна быть достаточно малой, то они возникают только под влиянием наиболее крупных особенностей рельефа дна с масштабами порядка 1000 км. Для таких больших масштабов основной поток уже нельзя считать однородным, и приходится рассматривать задачу (разд. 12.9) о малых возмущениях «основного потока, меняющегося и по широте, и по вертикали.
Эти предположения лежат в основе обсуждения стационарных волн, зарегистрированных в атмосфере. Они создаются не только за счет рельефа, но и вследствие неравномерного нагрева атмосферы по долготе и влияния волн меньшего масштаба. Зимой вследствие благоприятного распределения ветра по высоте стационарные волны могут распространяться высоко в стратосферу. Летом этот эффект не отмечался.
Большое значение имеет поле вертикальных движений атмосферы, поскольку сильные восходящие потоки обычно связаны с установлением суровых погодных условий. Прямым измерениям вертикальные движения не поддаются, но их можно определить по известным особенностям распределения давления. В этой связи особенно ценным оказывается уравнение для функции «омега» (вместо функции «омега» А. Гилл использует в книге обозначение ш*. — Пер.), которое выводится и обсуждается в разд. 12.10.
12.2. «ji-ПЛОСКОСТЬ» СРЕДНИХ ШИРОТ
В предыдущих главах книги мы уже рассматривали высокочастотные (с частотой порядка инерционной и более) движения в средних широтах. Поэтому сейчас мы сфокусируем внимание на движениях с меньшими частотами. В разд. 8.16 уже был выявлен их особый «квазигеострофический характер», который проявляется в тех случаях, когда частоты волн еще не столь малы, чтобы эффект кривизны Земли («^-эффект») имел для них большое значение. Этот эффект приводит к появлению нового класса свободных бегущих волн (планетарных), и в разд. 11.8 к этим волнам в окрестности экватора было применено квазигеострофическое приближение.
Вместе с тем приближение, использованное в разд. 11.8, может быть с тем же успехом применено и вдали от экватора. В том случае, когда рассматриваются течения в области умеренных широт, оно называется «приблио/сением р~плоскости средних широт». Для того чтобы его можно было применить, необходимо, чтобы выполнялось установленное в разд. 11.8 условие: число е, определяемое формулой (12.1.1), должно быть малым. Это означает, что указанная область должна быть удалена от экватора на расстояние, превосходящее экваториальный радиус Россби. При этом, естественно, меридиональный масштаб рассматриваемых явлений должен быть настолько малым, чтобы относительные изменения f были невелики. Однако поскольку масштаб длины волны совпадает по порядку величины с локальным радиусом Россби, это условие выполняется автоматически.
Специфика произведенных в разд. 11.8 математических преобразований состояла в использовании приближения экваториальной {3-плоскости. С помощью некоторых обобщений соответ-
ствующие уравнения можно применить и для средних широт. Для этого будем исходить из уравнений (11.2.1) и (11.2.2) движения по горизонтали. Задача состоит в том, чтобы получить квазигеострофическое приближение этих уравнений с помощью
(11.8.15), (11.8.16), записанных в декартовых координатах. Во-первых, необходимо выбрать подходящую систему координат. Естественным выбором станет система типа локальной проекции Меркатора (см., например, [287] и [624, 625]). Координатными линиями, как и раньше, будут параллели и меридианы. Однако теперь они определенным образом переразмечены и дают в окрестности широты фо, относительно которой проводятся построения, примерно изометрическую систему. Итак, если радиус Земли обозначить через R, долготу через X, то локальные мер-каторовы координаты определяются следующим образом:
x = RX coscpo, у = R ( d*C0SP- = R cosФо In { t-8!?|.
ти» ^ J СОЗф ™ (. (1 + Sin фо) COS ф )
Фо
(12.2.1)
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 170 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed