Исследование волновых движений в атмосфере

• Автор: Крупкин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нальчик, Ставрополь
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА Е АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ АТМОСФЕРЫ

1.1. Анализ уравнений динамики атмосфері.!

1.2. Модели геострофичсского ветра с учетом геоидалыгой формы Земли

1.3. Профиль ветра в пограничном слое (спираль Окмана)

1.4. Теория линейных воли во вращающейся атмосфере

1.5. Вывод уравнения переноса вихря скорости движения с учетом

гсоидальиой формы Земли

1.6. Анализ волн Россби в атмосфере

1.7. Теория линейных планетарных волн в сферических координатах

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ГЕОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ ЗЕМЛИ НА Г ИДРОД И11А М И Ч Е СКУ К) У СТО Й Ч И В О СТЬ
АТМОСФЕРЫ
2.1. Описание геострофичсского состояния атмосферы с учетом гсоидальиой формы Земли
2.2. Описание геострофичсского состояния атмосферы в сферических
координатах
2.3. Учет гсоидальиой формы Земли в экманонской модели атмосферы
ГЛАВА 3. УСТОЙЧИВОСТЬ ВОЛНОВЫХ ДВИЖЕНИЙ В АТМОСФЕРЕ
3.1. Колебания атмосферы при агеострофическом соеіоянии
3.2. Теория линейных планетарных воли в сферических координатах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Движение воздушных масс в атмосфере носит сложный, меняющийся с течением времени характер [1, 5, 52, 54, 58, 58, 1 101. Но, несмотря на сложный характер движения, основные особенности этих движений из года в год повторяются, то есть носят сезонный характер [5, 44, 52, 53, 102). В этом и заключается сложность процедуры прогноза состояния атмосферы. Для анализа движения воздушных масс в атмосфере Земли их классифицируют по масштабу, охватываемому тем или иным движением. В частности, рассматривают общую циркуляцию атмосферы, под которой понимаю: совокупность воздушных течений такой горизонтальной протяженности, которая сравнима с размерами материков и океанов 178, 881. К общей циркуляции атмосферы относят следующие системы воздушных потоков: западный перенос в умеренных широтах обоих полушарий, пассатные ве тры субтропиков, муссоны, струйные течения, системы движения в планетарных волнах, циклопах или антициклонах [10, 37, 44, 71, 72, 76, 77, 78, 84, 104, 1051. По, несмотря па указанную определенную структуру глобальной атмосферной циркуляции, в чистом виде она не реализуется, а проявляется is виде сложной, внешне хаотической системы воиушпых потоков. Поэтому разработка теорий, позволяющих попять общую закономерность развития крупномасштабной циркуляции, остается актуальной задачей физики атмосферы.
Именно этим объясняется тот факт, ч то наряду с традиционными для метеорологии статистическими методами анализа общей циркуляции атмосферы широкое развитие получили методы математического моделирования общей циркуляции атмосферы. :ак же как процессов и явлений меньшего масштаба 196. 98, 107]. Такой подход к анализу
крупномасштабной циркуляции позволяем попять физику лих процессов, механизм их формирования и динамику развития. Основу этих методов составляют уравнения движения воздуха, уравнение неразрывности, а также уравнения переноса лучистой энергии, тепла и влаги в атмосфере 119, 25, 35,

(дуг , 2 у у , ! ду(р Уу

г г о(р г
I &(р +
1 дуд г со.чтр дО

Полагая —- = 0, запишем дI
1 д(уг>'2) 1 Э(^соч^) ]

Г2 дг г сой(р дер гсоаер дО
д( гг г

дг с-оч (р
интегрируем ПО 2 = г - ЛЕ
9(гшо й<р) ди дер дО

д( г сой!р) ^ Г,и

д(ггг

сг сой <р '"О 1 ч
сой <р
9тр дО
(1г — 0,
(1г +
и 1 ч

•> СОЙ (

9(т’СОЙ<р) с// 9^ Ь
6г = 0.

2 '"0+7

/‘о-// СОЙ (р
д(усо$(р) ди ~д<р +
2 Г
'Ь 1 '
/•о //
с учетом граничных условии
[1// - С^и// - | “ Г'] 1'Г,/ г - г - у
с1/ (1/ 9/ г сой ер дО г сер
или линеаризуя, запишем граничное условие
^77 ,,
гг = —, г = //+//.

Кроме того, имеет место граничное условие:
гг = 0, г = г0 -// = 0.
Тогда

(г0 +//)~

СОЙ<р
г('НСОЙтр) Ш/ !('(Г* //) -(г,,-//)'
I--- I
9<р 99
(1.7.9)
(1.7.10)
(1.7.11)
(1.7.12)
(1.7.13)
(1.7.14)

= 0, (1.7.15)