Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Геотектоника -> Мурти Т.С. -> "Сейсмические морские волны. Цунами" -> 114

Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.

Мурти Т.С. Сейсмические морские волны. Цунами — Л.: ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, 1981. — 446 c.
Скачать (прямая ссылка): sesmichmorskvolni1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 159 >> Следующая

Второй вывод относится к введенному авторами понятию верхнего граничного условия для атмосферы. До этого ряд исследователей, например Пфеффер и Зарихни [514], Пресс и Харкридер [527], Харкридер [196], Даниэле [132], Харкридер и Уэллс [199], использовали условие свободной поверхности, которое они произвольно задавали для различных уровней при вычислении поверхностных мод атмосферных колебаний,
351
не давая, однако, никаких логических объяснений своего выбора. Толстой [630] показал, что и в самом деле невозможно обосновать выбор граничного условия свободной поверхности и сделать менее произвольным выбор эффективной высоты атмосферы Н. В своей работе он использовал понятие вакуума: на высотах, где средняя длина свободного пробега / молекул нейтрального газа превышает длину волны возмущения L, среда рассматривается как вакуум. Таким образом, для высот, где / <С L, применимы обычные уравнения сплошной среды. Тогда эффективная свободная поверхность атмосферы находится на высоте Z = H, где I = L. Это значит, что эффективная высота атмосферы зависит от длины волны возмущения.
Однако область Z = H9 в которой /~L, не является бесконечно малой, а представляет некоторый переходный слой толщины, скажем, d. Строго говоря, в пределах этого переходного слоя должны применяться уравнения Больцмана. При d<^L слой ведет себя в основном как область с большой вязкостью, где волны с периодами меньше 10 мин быстро затухают. Другое соображение состоит в том, что на высотах, рассматриваемых здесь, из-за большой ионизации могут происходить гидромагнитные взаимодействия. Однако Данги [149], Фейер [162] и Хайнс [229] показали, что эти взаимодействия эффективны только для периодов больших или равных 3 ч. Следовательно, можно считать, что атмосфера является некоторым «окном» для поверхностных гравитационных волн с периодами от 10 до 200 мин.
Математическая модель Толстого и Пана
Рассмотрим простую математическую модель Толстого и Пана [633] для длин волн L>300 км, обратив особое внимание на те стороны распространения волн, о которых стало известно после недавних наблюдений с помощью микробарографа. При этих наблюдениях удалось зафиксировать движения волн со скоростью 600 м/с с максимумом энергии в области 15-минутного периода.
Обосновывая использование простых моделей, Толстой и Пан [633, с. 35] пишут: «Так как в этом исследовании нас в основном интересуют внутренние и поверхностные гравитационные волны с периодами более 10 мин и с длиной более 200 км, то использование даже ограниченного числа слоев в моделях дает возможность получить требуемые аппроксимации для рассмотрения закономерностей распространения волн в атмосфере. Следует помнить, что соотношение между частотой и волновым числом, а также выражение для групповой скорости можно записать как частное от деления двух квадратичных форм для волновых амплитуд. Они устойчивы относительно вариаций амплитуды, и поэтому в большинстве
352
расчетов допустимы сравнительно большие ошибки в распределении амплитуд поля движения без заметного влияния на вычисленные собственные значения и скорости распространения. Таким образом, даже если амплитуда вертикального смещения, полученная с помощью упрощенной модели, вычислена с погрешностями, расчет характеристической кривой может быть достаточно точным.
Мы были ограничены двух- и четырехслойными моделями, иллюстрирующими влияние сжимаемости, верхнего граничного условия, вращения Земли и стратификации на распространение волн больших периодов. В рамках ограничений, связанных с учетом небольшого числа слоев, мы использовали модели, параметры которых отражали реальное вертикальное распределение частоты Вяйсяля, плотности и скорости звука в атмосфере Земли».
Модель Толстого и Пана позволяет интерпретировать данные измерений микробарографом, полученные в последнее время. В работе Толстого и Херрона [632] дано новое объяснение движения возмущений в ионосфере, вызванных ядерными взрывами. Это оказывается возможным, так как в умеренно долгопериодном диапазоне 10—30 мин имеется четкое различие между скоростями поверхностных и внутренних гравитационных волн.
По-видимому, основная трудность связана с интерпретацией регистрируемого значения давления. Харкридер и Уэллс [199] показали, что наблюдаемые перепады давления от пика волны до подошвы в 10—100 мкбар соответствуют нереально большим вертикальным движениям в атмосфере на высотах более 100 км. Другие расчеты с применением простых моделей в целом подтвердили их вывод. Толстой и Пан [633] объяснили это неучетом аномальной зоны на высоте ПО—200 км и влияния ветров на больших высотах. Если принять во внимание эти факторы, все затруднения исчезают, т. е. вертикальные движения атмосферы на высотах выше 100 км, соответствующие колебаниям приземного давления в 10—100 мкбар, не должны быть невероятно большими.
Впоследствии Толстой и Пан рассмотрели вопрос о затухании поверхностных гравитационных волн и показали, что для нулевой и первой моды колебаний в диапазоне периодов более 10 мин затухание незначительно.
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed