Изменения параметра Кориолиса

Рис. 1L5. Характеристики дисперсионного соотношения для планетарных волн, представимого в виде ю/Ра = — kaj( + (kaf), где — с1(2п + 1) Р = = с — скорость волны при отсутствии вращения (корень из произведения g и эквивалентной глубины), п — номер моды, /с — инерционная частота на критической широте, со — частота, k — зональное волновое число и р — скорость изменения параметра Кориолиса с широтой.

Первое слагаемое представляет собой геострофическое течение, записанное с учетом изменения параметра Кориолиса с широтой, вторая — изаллобарическое течение (см. разд. 8.16). [c.166]

Планетарные волны распространяются в широком диапазоне частот, и поведение их можно исследовать с помощью использованного в предыдущем разделе метода траекторий лучей. Из-за изменения параметра Кориолиса с широтой траектории лучей получаются искривленными и имеют синусоидальную форму [c.167]

Рис. 11.6. Распространение планетарных волн на сфере. Численные эксперименты из [281]. Показаны изолинии возмущений завихренности и отклонений от однородно вращающегося зонального течения (т. е. восточного потока с неизменной угловой скоростью вращения относительно земной оси), которые генерируются круглой горой с центром на 30° с. ш., 180° з. д. и радиусом,, равным 22,5° широты. Волны пересекаются экватор с севера на юг и наоборот, двигаясь вдоль траекторий лучей, которые искривлены из-за изменения параметра Кориолиса f с широтой. Хорошо виден эффект экваториального захвата. Из-за включенных в модель диссипативных факторов амплитуда волны на расстоянии уменьшается. (Из [281, рис. За].)

ТОМ, ЧТО траектории лучей, соответствующих волновому переносу на запад возмущений, происхождение которых связано с сезонными колебаниями на восточной границе океана, не могут проходить через некоторые районы. Поэтому возникают участки тени . Кроме того, за счет фокусировки лучей амплитуда колебаний может достигать больших значений в некоторых местах [710]. Движения, подчиняющиеся квазигеострофическому уравнению (11.8.20), будут рассмотрены далее в гл. 12. Соответствующее приближение применимо при ненулевых значениях /о, поэтому его иногда называют приближением -плоскости средних широт. Его можно вывести без предварительного использования приближения экваториальной р-плоскости, и оно оказывается справедливым в том случае, когда относительное изменение параметра Кориолиса / на расстоянии Н мало. [c.168]

Цель этой книги состоит в том, чтобы понять природу процессов, протекающих в атмосфере и океане, и, в частности, определить закономерности, присущие процессу приспособления к силе тяжести при возникновении отклонений от равновесного состояния. В гл. И мы изучали особенности приспособления в экваториальной зоне. При этом было установлено, что очень существенную роль в ней играет изменение параметра Кориолиса по широте. Рассмотрим теперь этот эффект применительно к внетропическим районам. [c.225]

При исследовании свободных волн на экваториальной Р-плоскости было обнаружено их чрезвычайно важное свойство волны распались на два класса, различия между которыми становились все более разительными с возрастанием номера горизонтальной моды (или, иначе говоря, с расширением сферы влияния вдаль от экватора). Волны первого класса имели высокие частоты, и их локальные характеристики довольно слабо зависели от изменений параметра Кориолиса. Это гравитационные волны они уже изучались в предыдущих главах, и нет необходимости рассматривать их далее. [c.225]

Второй класс волн характеризовался низкими частотами. Само его существование связано с изменением параметра Кориолиса по широте. Максимальная частота волн из этого класса, определяемая соотношением (11.8.3), равна рс/(2/). Для океана в средних широтах это дает период порядка одного года, для атмосферы — порядка недели. Таким образом, в средних широтах в спектрах волн имеется большой провал между внутренними гравитационными волнами с минимальной частотой и планетарными волнами с максимальной частотой Рс/(2/). Отношение этих частот равно некоторому большому числу 2/е, где е определяется по формуле (11.8.14), т. е. [c.225]

Если же горизонтальный масштаб неоднородностей рельефа увеличить еще больше, уменьшая таким образом частоту встреч с препятствиями до значений, при которых в динамике становятся существенными изменения параметра Кориолиса с широтой, то ситуация снова переменится. Теперь оказывается возможным образование планетарных волн. Изменения по вертикали будут характеризоваться волновым числом /п, выражение для которого получается при подстановке формулы (12.7.8) в (12.7.1) [c.269]

Квазигеострофическое приближение более детально рассмотрено в гл. 12, где учитываются также эффекты изменения параметра Кориолиса с широтой (бета-эффект), нелинейные эффекты й эффекты трения. Оказывается, что условием, прп котором можно пренебречь бета-эффектом для однородного потока со скоростью и над рельефом с горизонтальным масштабом I, является неравенство <( У/ 3) /2 из которого получается, что квазигеострофический режим, рассмотренный в разд. 8.8, охватывает диапазон и/ [ Ь С На широте в 45° этот диапазон характеризуется отношением наибольшего горизонтального масштаба к наименьшему, равным (700/0) , где и измеряется в метрах в секунду это довольно узкий интервал (отношение равно 8) для атмосферы, но весьма широкий (отношение равно 80) для океана, для которого получаем типичные значения между 1 и 80 км. [c.392]

Влияние изменений параметра Кориолиса [c.118]

Влияние широтных изменений параметра Кориолиса [c.119]

Источником движений морских вод являются атмосферные возмущения, которые движутся по его поверхности. Для баротропных движений эффекты изменения параметра Кориолиса с широтой оказываются существенными, если море достаточно глубоко (этот вопрос будет рассмотрен далее), в то же время для мелких морей (процессы в них обсуждаются в гл. 10) более важны эффекты боковых границ. Таким образом, вынужденные уравнения мелкой воды без учета границ применимы в основном ко внутренним (бароклинным) движениям. Так, Веронис [811 и Поллард [634] рассматривали реакцию океана на атмосферные возмущения конечной продолжительности, а А. И. Леонов и Ю. 3. Миропольский [447] — резонансно-возбужденные волны. Обзоры исследований механизмов генерации внутренних волн дали Торп [782] и Филлипс [627, разд. 6.9]. [c.42]

Несмотря на то что в решении (9.16.9) не учтено изменение параметра Кориолиса с широтой, оно все же неплохо воспроиз- [c.71]

Перед исследованием динамики тропической зоны выводятся уравнения мелкой воды на сфере (как это делал Лаплас двести лет тому назад). При этом уравнения будут содержать эффекты изменений параметра Кориолиса. Принцип сохранения потенциальной завихренности по-прежнему справедлив, хотя величина //Я = 2I2 sin ф/Я для покоящейся жидкости не является постоянной (как в изучавшемся выше случае однородновращаю-щейся системы), а меняется по широте. Это имеет важные последствия для медленных процессов приспособления и для характера возможных состояний равновесия, проявляющиеся не только в тропиках, но и на других широтах. [c.144]

Особенная природа медленного (т. е. с масштабом времени, превосходящим инерционный период) приспособления во вращающейся жидкости уже отмечалась в предыдущих главах. Оказывается, что для этого медленного процесса существенными являются изменения параметра Кориолиса с широтой. В разд. 11.8 рассматриваются приближения, которые можно использовать при его изучении. Поскольку при этом жидкость находится в состоянии, близком к геострофическому равновесию, движение называется квазигеострофическим. Вместе с тем характер приспособления может быть связан и с отклонениями от геострофичности. Очевидно, что этот тип движений важен, поскольку происходящие ото дня ко дню изменения распределений давления и скорости в атмосфере и океане преимущественно относятся к этой категории. [c.145]

Важное свойство решений уравнения (11.6.1) состоит в эква-ториальном захвате. Другими словами, путь волн всегда лежит вдоль экваториального волновода. Эффект волновода целиком обусловлен изменением параметра Кориолиса с широтой, что можно видеть из (11.6.1). Для волны с фиксированными частотой (О и зональным вмновым числом к коэффициент при функции V в уравнении (1С6.1) на линии экватора может быть положительным, что приводит к волновым решениям. Однако с ростом у растет и абсолютная величина == у. Коэффициент при [c.158]

Влияние изменения параметра Кориолиса с широтой на ход лучей не ограничено только областью низких широт. В частности, применительно к гравитационным волнам оно было исследовано в работе Андерсона и Гилла [19]. При этом член /2 o в уравнениях (11.7.6) и (11.7.7) мог считаться пренебрежимо малым. Если, например, в некотором небольшом диапазоне широт на достаточном удалении от экватора на океан внезапно начнет действовать однородное ветровое напряжение, то возникнут инерционные периодические колебания, которые были рассмотрены в разд. 9.3 на /-плоскости. Поскольку в соответствии с (11.7.6) энергия возмущения должна переноситься по меридиану на север или на юг, она не может остаться локализованной на широте своего зарождения. На рис. 11.3 этот эффект показан в предельном случае, когда изменения по х отсутствуют (т. е. e = О и применимым оказывается не соотношение (11.7.7), а первый вариант (11.7.6)). Решение для /-плоскости реализуется только на протяжении двух или трех периодов, после этого начинает сказываться распространение энергии к экватору. Позднее образуется картина движения энергии через экватор и обратно в виде группы волн, которая достаточно хорошо описывается лучерым уравнением dy/dt = gy. [c.160]

Поскольку отклонения от геострофики имеют большое значение, характер движения зависит в решающей степени от того, какие из отвечающих за эти отклонения членов в уравнениях оказываются наиболее существенными. В разд. 8.16 наибольшие отклонения давали члены, характеризующие ускорения (частные производные по времени), однако, как следует из выполненных выше масштабных оценок, столь же важными для планетарных волн являются и изменения параметра Кориолиса. [c.166]

Важное свойство решений уравнения (11.6.1) состоит в эква-ториальном захвате. Другими словами, путь волн всегд1,а лежит вдоль экваториального волновода. Эффект волновода целиком обусловлен изменением параметра Кориолиса с широтой, что можно видеть из (11.6.1). Для волны с фиксированными частотой со и зональным волновым числом к коэффициент при функции V в уравнении (11.6.1) на линии экватора может быть положительным, что приводит к волновым решениям. Однако с ростом у растет и абсолютная величина = у. Коэффициент при V начинает уменьшаться, и в некоторой точке ( точке поворота или критической широте /с), определяемой соотношением [c.158]

Рис. 11.5. Характеристики дисперсионного соотношения для планетарных воли, представимого в виде со/Ра = — йа/(1 + ка) ), где с/ 2п + 1) Р = = с 1 , с — скорость волиы при отсутствии враш,ения (корень из произведения ц и эквивалентной глубины), п — номер моды, /с — инерционная частота иа критической широте, оз — частота, к — зональное волновое число и р — скорость изменения параметра Кориолиса с широтой.

В области дальнейшего развития теории морских течений за последние десятилетия сделан значительный шаг вперед. Большое значение имели работы советского ученого В. Б. Штокмана, который впервые в 1946 г. предложил модель осредненного по глубине стационарного переноса вод в неоднородном по плотности океане обусловленного действием ветра и турбулентного бокового обмена. Эта и другие теории позволили подойти к объяснению крупномасштабной горизонтальной циркуляции и некоторых особенностей в режиме течений Мирового океана. Теоретические модели океани ческой циркуляции, предложенные современными исследователями, учитывают распределение касательного напряжения ветра изменения параметра Кориолиса с широтой, глубины моря и пространственное распределение плотности. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология