Отправить статью по E-mail 
СТАБИЛИЗАЦИЯ ВОЛНОВЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ГЕОСТРОФИЧЕСКОМ ПОТОКЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ СДВИГОМ ПРИ УЧЕТЕ РЕЛЬЕФА И БАРОКЛИННОСТИ
- Авторы: Гледзер Е.Б.1, Гледзер А.Е.1, Чхетиани О.Г.1
-
Учреждения:
- Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
- Выпуск: Том 61, № 4 (2025)
- Страницы: 430-441
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/0002-3515/article/view/359892
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034648725040025
- ID: 359892
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Рассмотрены механизмы стабилизации неограниченно возрастающих волновых чисел транзиентных мод одноволновых решений уравнений динамики атмосферы при учете рельефа и различных форм бароклинности с сохранением свойств решений как точных. Проведены оценки величин волновых чисел при действии сдвигов скорости и наклонов рельефа, учете бароклинности, а также в экмановском погранслое в сравнении с наблюдениями периодических структур облачности. Отмечены величины параметров, при которых возможно блокирование волны, указаны также бимодальные решения уравнений. Оценки параметров стационирования транзиентной волны с учетом бароклинности в протопланетных дисках (как пример, отличной от бароклинности в геофизической гидродинамике) показывают многополосную структуру полей скорости.
Ключевые слова
Об авторах
Е. Б. Гледзер
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: lgg@ifaran.ru
Москва, Россия
А. Е. Гледзер
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: aegledzer@gmail.com
Москва, Россия
О. Г. Чхетиани
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАНМосква, Россия
Список литературы
- Гледзер А.Е., Гледзер Е.Б., Хапаев А.А., Чхетиани О.Г. Многорежимность в тонких слоях жидкости во вращающихся кольцевых каналах // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2021. № 4. С. 138–150.
- Гледзер Е.Б. Параметры подобия и центробежная конвективная неустойчивость горизонтально неоднородных циркуляций типа Хэдли // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44. № 1. С. 36–47.
- Должанский Ф.В. Основы геофизической гидродинамики. М.: Физматлит, 2011, 264 с.
- Кадер Б.А. Трехслойная структура неустойчиво стратифицированного приземного слоя атмосферы // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1988. Т. 24. № 12. С. 1235–1250.
- Калашник М.В., Чхетиани О.Г., Чагелишвили Г.Д. Новый класс краевых бароклинных волн и механизм их генерации // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 4. С. 361–370.
- Михайлова Л.А., Орданович А.Е. Когерентные структуры в пограничном слое атмосферы // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. № 6. С. 593–613.
- Обухов А.М., Глуховский А.Б., Черноусько Ю.Л. О явлениях переброса в простейших гидродинамических системах // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1976. Т. 13. № 11. С. 1123–1130.
- Чагелишвили Г.Д., Чхетиани О.Г. Трансформация волн Россби в сдвиговых течениях // Письма в ЖЭТФ. 1995. Т. 62. Вып. 4. С. 41–48.
- Чхетиани О.Г., Вазаева Н.В. Об алгебраических возмущениях в атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 5. С. 62–75.
- Чхетиани О.Г., Калашник М.В. Связь блокингов с транзиентными неустойчивостями в «Интенсивные атмосферные вихри и их динамика» / Под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: Геос, 2018. С. 189–199.
- Чхетиани О.Г., Калашник М.В., Чагелишвили Г.Д. Динамика и блокирование волн Россби в квазидвумерных сдвиговых течениях // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 101. Вып. 2. С. 84–89.
- Шухман И.Г. Транзиентный рост и оптимальные возмущения на примере простейшей динамической модели // Доклады РАН. 2005. Т. 402. С. 759–761.
- Alpers W., Brummer B. Atmospheric boundary layer rolls observed by the synthetic aperture radar aboard the ERS-1 satellite // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 12613–12621.
- Bayly B.J. Three-dimensional instability of elliptical flow // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 57. 2160–2171.
- Brown R.A. A secondary flow model for the planetary boundary layer // J. Atmos. Sci. 1970. V. 27. P. 742–757.
- Brown R.A. Longitudinal instabilities and secondary flows in the planetary boundary layer // Rev. Geophys. Space Phys. 1980. V. 18. P. 683–697.
- Buizza R. Palmer T.N. The singular-vector structure of the atmospheric global circulation // J. Atmos. Sci. 1995. V. 52. № 9. P. 1434–1456.
- Charney J.G., DeVore J.G. Multiple flow equilibria in the atmosphere and blocking // J. Atmos. Sci. 1979. V. 36. P. 1205–1216.
- Craik A.D.D. The stability of unbounded two—and three-dimensional flows subject to body forces: some exact solutions // J. Fluid Mech. 1989. V. 198. P. 275–295.
- Cushman-Roisin B., Beckers J.-M. Introduction to Geophysical Fluid Dynamics // Academic Press. 2009. 768 p.
- Drobinski P., Foster R.C. On the origin of near-surface streaks in the neutrally-stratified planetary boundary layer // Boundary-Layer Meteorology. 2003. V. 108. P. 247–256.
- Farrell B.F. The initial growth of disturbances in a baroclinic flow // J. Atmos. Sci. 1982. V. 39. P. 1663–1686.
- Foster R.C. Structure and energetics of optimal Ekman layer perturbations // J. Fluid Mech. 1997. V. 333. P. 97–123.
- Gledzer E.B., Ponomarev V.M. Instability of bounded flows with elliptical streamlines // J. Fluid Mech. 1992. V. 240. P. 1–30.
- Häckel H. Wolken und andere Phänomene am Himmel // EugenUlmer KG. 2018.
- Hibino K., Ishikawa H., Ishioka K. Effect of a capping inversion on the stability of an Ekman boundary layer // J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser. II. 2012. V. 90. № 2. P. 311–319.
- Karp M., Shukhman I.G., Cohen J. Evolution of finite-amplitude localized vortices in planar homogeneous shear flows // Phys. Rev. Fluids. 2017. V. 2. P. 024701.
- Klahr H. The global baroclinic instability in accretion disks. II. Local linear analysis // The Astrophysical Journal. 2004. V. 606. P. 1070–1082.
- Knobloch E. The stability of non-separable barotropic and baroclinic shear flows // Astrophys. Space. Sci. 1985. V. 116. P. 149–163.
- Kuettner J.P. The band structure of the atmosphere // Tellus. 1959. V. 11. P. 267–294.
- LeMone M.A. The structure and dynamics of horizontal roll vortices in the planetary boundary layer // J. Atmos. Sci. 1973. V. 30. P. 1077–1091.
- Lilly D.K. On the instability of Ekman boundary flow // J. Atmos. Sci. 1966. V.23. P. 481–494.
- Mourad P.D., Walter B.A. SAR streaks vs cloud streets: viewing a cold air outbreak using satellite-based SAR and AVHRR imagery // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 16391–16400.
- Petersen M.R., Julien K., Stewart G.R. Baroclinic vorticity production in protoplanetary disks. I. Vortex Formation // The Astrophysical Journal. 2007. V. 658. P. 1236–1251.
- Petersen M.R., Stewart G.R., Julien K. Baroclinic vorticity production in protoplanetary disks. II. Vortex growth and longevity // The Astrophysical Journal. 2007. V. 658. P. 1252–1263.
- Shukhman I.G., Levinski V.B. Temporal evolution of a localized weak vortex in viscous circular shear flows // Phys. Fluids. 2005. V. 17. P. 017104. doi: 10.1063/1.1828125.
- Shukhman I.G. Evolution of a localized vortex in plane nonparallel viscous flows with constant velocity shear. II: Elliptic flow // Phys. Fluids. 2007. V. 19. P. 017106. doi: 10.1063/1.2424678.
Дополнительные файлы
