Автоколебания в системе океан-атмосфера в Северной Атлантике

• Автор: Ийамуремье Энок
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

Введение

1. Колебания и автоколебания в океане и атмосфере .

1.1. Описание колебаний системы .

1.2. Внешние и внутренние параметры. Прямые и обратные связи

1.3. Автоколебания в системе океан атмосфера в Северной Атлантике .

2. Типизация и параметризация барического поля для Северной Атлантики .

2.1. Разные подходы к типизации барического поля .

2.2. Концепция североатлантического колебания САК .

2.2.1. Центры действия атмосферы ЦДА .

2Североатлантическое колебание САК

3. Автоколебание в системе океанатмоаера в Северной Атлантике, основанное на учете ЦДА и САК
3.1. Формулировка модели .
3.2. Двухпараметрическое описание САК
3.3. Исходные данные .
3.4. Связь характеристик ЦДА между собой и с повторяемостью форм циркуляции .
3.5. Методики расчета средних параметров САК .
3.6. Анализ параметров САК .
3.6.1. Средние многолетние параметры САК .
3 Средние месячные, сезонные и годовые параметры САК .
3 Средние пентадные параметры для весны САК .
3.6.4. Связь параметров САК с повторяемостью форм циркуляции
3.7. Проверка модели автоколебаний на основе спектров параметров САК .
3.8. Связь параметров САК с ЭльЬ1иньо Южным колебанием
3.9. Связь параметров САК с наводнениями в Сашсг Петербурге .
Заключение
Список использованных источников


Вторая глава посвящена разным подходам к параметризации барического поля в Северной Атлантике и типизации атмосферной циркуляции. Приводится краткий обзор литературы по этим подходам. Третья глава содержит описание предложенной в этой работе математической модели автоколебаний в системе крупномасштабного взаимодействия атмосферы и океана в Северной Атлантике, список исходных данных, методы расчета индексов САК, анализ результатов расчета, проверку модели и исследование связи индексов САК с процессами в других районах Земли. СйСТсму СИЛ. Данная сила непрерывно выводит систему из состояния равновесия и может бьггь как постоянной, так и любой функцией времени. Г скорость перемещения. ГХЫ 1. X коэффициент восстановления. V частное решение неоднородного уравнения. Однородное уравнение описывает свободные или собственные колебания системы. Я
Очевидно, что решение однородного уравнения зависит от знака , то есть от относительного влияния сил сопротивления и восстановления. При малом сопротивлении Л. С2 произвольные постоянные. V4, 1. Здесь амплитуда и начальная фаза определяются начальными данными. Если считать, что при г0, 0 и то, поставляя эти значения в уравнение 1. ОХ получим С, и СгГ9 тЛт2. Следовательно, уравнение 1. СОзуЛ Л ЯП уА Т2
1. При 7 0 решение 1. В случаях большого влияния сопротивления и трения я0 и Я0. Для я
где Сх и С2 произвольные постоянные. Если ввести новые постоянные Д и В2, так что, Сх Д ч Вг 2 и С2 Д Д 2, и поставить их в 1. Д у. Ые С, Сг . В приведенных выше решениях постоянные также как и раньше определяются из начальных условий. Решение неоднородного уравнения будет зависеть от вида возмущающей силы . При оо первое слагаемое в 1. Для Л со и возможен резонанс с внешней силой и максимум амплитуды вынужденных колебаний. Хяп Л 1
то точное решение уравнения 1. Внешние и внутренние параметры. Ранее были рассмотрены колебания системы, описываемой одним параметром X. В общем случае система может определяться многими параметрами. Их можно разделить на внешние 1 и внутренние X, . Внешние параметры задаются при описании системы. Внутренние параметры определяются в процессе решения задачи, по сути внутренними параметрами являются искомые величины. Конечно, такое разделение параметров являются условными, так как при моделировании разных систем иногда некоторые внутренние параметры принимаются в качестве внешних, некоторые внешние параметры становятся внутренними. С другой стороны, угловая скорость вращения Земли обычно считается внешним параметром, однако, в общем случае она может сама зависеть от перераспределения массы на поверхности Земли массы морской воды и момента силы сопротивления воздушному потоку, создаваемого рельефом и зависящего от скорости и направления воздушного потока. Х1а1а1Хг,
ХЬ1ЬгХ1,
где а, О
В данном случае можно говорить о существовании обратной связи между Х1 и Х2. Если считать, что дх 0, то есть изменение одного параметра связано только с аномалией другого, то дифференцируя 1. Решение этих уравнений было приведено в подглаве 1. При выборе одинаковых знаков и соответственно отрицательного знака в 1. Х1 и Х2 существует отрицательная обратная связь, которая описывается 1. X агЬг
1
при г со, для Си 0 Хи может стремиться к нулю, то есть система стремится к равновесному состоянию, или для Сь О неограниченно возрастать, то есть нарушается равновесие системы это скорее всего может быть связано с антропогенными воздействиями. При выборе разных знаков в 1. Хх и Х2 существует положительная обратная связь, которая описывается 1. При наличии внешних воздействий на возможные автоколебания накладываются вынужденные колебания, и эго затрудняет выделение первых. Применительно к системе облачность подстилающая поверхность этот вопрос подробно рассмотрен в . При отсутствии внешних воздействий показано, что для Хх а РС 1Е0 суммарный поток тепла, Х2 облачность, которые связаны между собой уравнениями
то есть возникают автоколебания с периодом
У,,
1. Н и X эмпирические определяемые множители, 1Е0 затрата тепла на испарение.