Временная изменчивость момента импульса атмосферы

• Автор: Луценко, Олег Викторович
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор исследований момента импульса атмосферы
1.1 Общие определения
1.2 Сведения о зональной циркуляции атмосферы
1.3. Оценка возможных источников изменений момента импульса
атмосферы
1.4 Данные реанализов
Глава 2. Возбуждающие функции атмосферного углового момента
2.1 Общие дифференциальные уравнения движения планеты Земля около центра масс
2.2. Возбуждающие функции атмосферного углового момента
2.3 Сопоставление с неравномерностью вращения Земли
2.4. Влияние неравномерности вращения Земли на процессы в атмосфере .. 42 Глава 3. Сезонные и суточные колебания экваториальных компонентов ААМ
3.1 Статистический анализ экваториальных компонентов момента импульса
3.2. Анализ средних суточных и средних месячных колебаний
3.3 Анализ изменчивости суточных колебаний
3.4 Спектральный анализ экваториальных компонентов момента импульса
3.5. Анализ полученных результатов
3.6. Механизм сезонных и суточных колебаний экваториальных компонентов ААМ
Глава 4. Сезонные и суточные колебания полярного компонента ААМ
4.1. Сезонный ход
4.2. Суточный ход
4.3. Многолетние изменения
4.4. Анализ временной изменчивости суточной и полусуточной гармоник
4.5. Многолетние изменения амплитуды суточных колебаний
Г лава 5. Модель временных колебаний полярного компонента ААМ
5.1 Механизм перераспределения момента импульса между Землей и атмосферой
5.2 Модель сезонных колебаний зонального момента импульса
5.3. Роль Эль-Ниньо-Южного колебания в изменчивости
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы.
При решении многих вопросов динамики климата в последние годы внимание исследователей привлекает изучение баланса момента импульса или, по зарубежной терминологии, - углового момента системы Земля-атмосфера. В частности, большое значение этому вопросу уделялось в диагностическом международном проекте сравнения глобальных моделей общей циркуляции атмосферы (Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP)), осуществленном под патронажем Всемирной программы исследования климата (World Climate Research Programme (WCRP)). Наиболее активная фаза AMIP-I осуществлялась в 1990-1995 годы и включала независимое тестирование 31 модели общей циркуляции атмосферы ведущих научных центров мира. В соответствии с программой, все модели испытывались на десятилетнем ряде, использовались одни и те же ряды месячных наблюдений.
В качестве независимого критерия оценки эффективности моделирования атмосферных процессов использовался результирующий по всей атмосфере западно-восточный ветер (Hide et ah, 1997; Marcus and Dickey, 1994), выраженный интегрально в атмосферном угловом моменте (Atmospheric Angular Moment (ААМ)). Это связано с тем, что ААМ можно с высокой точностью вычислять как по метеорологическим данным, так и по данным астрономических наблюдений за длительностью суток. При оценке моделей по рассчитанному ими зональному ветру вычислялся полярный компонент ААМ, который и сопоставлялся с данными о параметрах вращения Земли.
Вариации скорости вращения Земли позволяют определять глобальные изменения в атмосфере и океане, временные масштабы при этом длятся от дней до столетий. Используя эту возможность, в проекте AMIP дополнительно была изучена важная проблема физики атмосферы и

х, = R cos q> cos Я
x2 = R cos^sin Я. (2-11)
x3 = R sin q>
„ , , , 14 dR Rdm RcostpdA
Дифференцируя (2.11) и учитывая, что uR = —, v = —— и и =-----------------j-—
w/ dt dt
получим выражения для скоростей и,- . Здесь принято, что uR - вертикальная, V - меридиональная, а и - зональная составляющие скорости ветра.
Рис. 2.1. Координаты точки в декартовой и сферической системах координат.
и, = L = Ил cos^cos2 + vsin^>cos2-!vsin2 dt

и2 = —- = uR cos sin Л + vsinpsinA +ucosA . (2.12)

m3 = —- = mr sin (p — vcos^ dt
Здесь cp - географическая широта; Я - восточная долгота; Д -геоцентрический радиус; v, и, uR - компоненты скорости соответственного южного, западного и вертикального ветра.