Сейши термобарические

Идеи о мош ных термогидродинамических процессах в неразрывной системе океан — атмосфера — материки, с легкой руки отечественных исследователей, широко распространились среди геофизиков во всех странах. До настоящего времени эти идеи продолжают, в основном, привлекать внимание советских геофизиков. Естественно, что соответствующая глава книги— О физических корнях климата и погоды — получила значительные дополнения. В частности, в нее включен новый материал по термобарическим сейшам в атмосфере над Европой и Атлантическим океаном. Он связан с важнейшим вопросом о своевременном прогнозе наиболее опасных морозов зимой и засушливых условий в летнее время. [c.4]

Термобарические сейши в атмосфере 605 [c.605]

Термобарические сейши в атмосфере 607 [c.607]

Термобарические сейши в атмосфере 609 [c.609]

Рис. 369. Теоретическая схема поля термобарических сейш

Ведь если бы термобарические сейши происходили в отсутствие кориолисовой силы, узловой диаметр постоянно простирался бы вдоль Атлантического побережья. В действительности под влиянием кориолисовой силы пучности температурных колебаний и узловой диаметр между ними непрерывно меняют свое положение узловой диаметр как бы поворачивается вокруг одной точки, лежащей близ г. Осло. Следовательно, колебания температуры, наблюдаемые в самой точке, надо рассматривать как посторонние для рассматриваемой колебательной системы Атлантика — Европа. Значит, вычитая из отклонений температуры (или давления), наблюдаемых в какой-нибудь другой точке, отклонения, найденные в Осло, можно составить представление о той составляющей общего отклонения, которая вызвана чистыми колебаниями исследуемой системы. [c.613]

Значение периода Т собственных колебаний системы, найденное Осмоловской, позволяет оценить порядок величины т], фигурировавшей в теоретической формуле (236). Подставим в нее достаточно правдоподобное значение 0 = 3—4°, а также значения р = 2,5 10 см (как было указано выше), П = 1,6 10 и Г = 8 суток (разумеется, раздробив их в секунды). Тогда окажется, что приблизительно г 0,1, т. е. примерно лишь /ю количества тепла, дополнительно принесенного воздушными потоками, идет на изменение температурного градиента в муссонном слое и связанное с ним изменение давлений и скоростей в колебательной системе. Разумеется, пока следует считать эту величину г только ориентировочной, свидетельствующей лишь о порядке коэффициента использования энергии, приносимой потоками в поле термобарических сейш сколько-нибудь точное решение будет возможно лишь после нахождения интеграла полного уравнения (223), учитывающего эффект кориолисовой силы на основании (227). [c.614]

Иные формы термобарических сейш [c.621]

Иные формы термобарических сейш в атмосфере [c.623]

Одним из ярких примеров подобных сложных термобарических сейш могут служить те из них, которые наблюдались во время очень сильных морозов 1940 г. На рис. 382—384 воспроизведены карты температурных отклонений от нормы, построенные Шулейкиным для трех дней. [c.623]

ЛИ к холодным. По-видимо-му, в исследуемый промежуток времени обе колебательные системы попали в резонанс, что и привело к необычайному обострению термобарических сейш. [c.626]

ЧТО пучности термобарических сейш над территорией СССР двигались недалеко от г. Курска. На рис. 388 слева сопоставлены колебания температуры в Курске и в Рейкьявике. Как видим, они происходят в точности в противоположных фазах. На том же рисунке справа сопоставлены колебания давления в Курске с колебаниями его в Рейкьявике. Здесь — также колебания в противоположных фазах. В свою очередь колебания температуры и колебания давления в каждой из двух точек соответственно тоже происходят в противоположных фазах. Даже при отсутствии аналогичных надежных данных о колебаниях температуры и давления в других точках Атлантического океана можно утверждать, что замечательный цуг термобарических сейш, в продолжение трех месяцев, наблюдавшийся в Европе и особо четко проявившийся над территорией СССР,— этот цуг сейш над сушей был неразрывно связан с сейшами над северной частью Атлантического океана. Но это значит, что основная энергия, питавшая колебательную систему, по-видимому, черпалась от нагревателя тепловых машин второго рода. Именно поэтому период [c.628]

В отличие от материков Старого Света, материки Нового Света представляют значительно меньший интерес с точки зрения сложной картины термобарических сейш там перераспределение тепловой энергии происходит по простой схеме (рис. 390). На этом рисунке воспроизведена карта температурных изоплет, построенная Н. И. Захаровой для Северной Америки. Сплошными линиями проведены изоплеты, отвечающие понижению температуры против климатологической нормы, а пунктиром — изоплеты, соответ- [c.630]

Переходим теперь к исследованию случая, который непосредственно нас интересует в связи с теорией термобарических сейш. [c.634]

Скорости ветра в системе термобарических сейш [c.637]

Как мы и ожидали, составляющие приращений скорости ветра в поле термобарических сейш колеблются по закону (252), найденному выше для [c.637]

Исходя из уравнений (263) и (264), легко найти траекторию воздушных частиц в поле термобарических сейш, приняв во внимание, что и представляет собой производную по времени от смеш ений воздушной частицы вдоль стационарного муссонного потока 7, а г является аналогичной производной от смеш ений т) перпендикулярно тому же стационарному потоку. [c.639]

Со времени появления первой схемы Шулейкина для термобарических сейш в атмосфере, к сожалению, не было предложено никаких законченных схем, несмотря на то, что в последующем очень отчетливо рисовались особенности явления на основе целого ряда случаев типичных сейш такого рода. Во всех случаях отмечались одновременные противофазные колебания температуры и давления в точном соответствии с уравнением (66), связываюшим градиенты давления с градиентами температуры. Это уравнение, отлично проверенное применительно к градиентам в пространстве (как об этом говорилось в 4 и др.), многократно проверялось применительно к градиентам во времени и, как правило, хорошо оправдывалось. В качестве примера на рис. 368 приведены одновременные изменения температуры воздуха и атмосферного давления, наблюдавшиеся Шулейкиным на палубе экспедиционного судна Седов в Эгейском море зимой 1957 г. Как видим, одна кривая представляет зеркальное изображение другой. Для константы П тут получилось значение 1,5, которое мало отличается от обычного 1,6. Совершенно очевидно, что такие большие изменения температуры никак нельзя объяснять адиаба-тическими или политропическими процессами, связанными с колебаниями давления они могут возникать только благодаря изменениям режима тепловых потоков с океана или с моря) на материк, в воздуитой среде. Следовательно, здесь перед нами совсем не гравитационные, не чисто барические волны, которые исследовались Маргулесом и другими иностранными авторами. Здесь — волны термобарические, с одинаково ярко выраженными амплитудами колебаний как давления, так и температуры воздуха. [c.606]

Сандстрем ничего не подозревал о существовании термобарических сейш в атмосфере над Европой и над океаном. Его кадры представляют просто [c.612]

Получив дифференциальное уравнение термобарических волн в форме (223), мы вынуждены были лишь предварительно проанализировать физический смысл искажаюш их членов ф ( ) и х, г/, 1). Первый из них от брасывается совершенно безболезненно, а второй по существу влияет на ха рактер колебаний он показывает, что пучности и узловые линии в поле термобарических сейш обязаны вращаться благодаря наличию кориолисовой силы и что амплитуда колебаний должна изменяться во времени (мы описали это изменение экспоненциальной функцией времени для суждения о его порядке). [c.615]

Как видим, полуэмпирическая, полутеоретическая формула (238) позво ляет очень хорошо описать весьма суш ественные и тонкие детали термобарических сейш, проявившиеся на сандстремовских кадрах . Поэтому есть все основания полагать, что формула (238) может рассматриваться как искомое второе приближение к истине. [c.621]

До сих пор мы говорили только о термобарических сейшах в муссонном поле. Тепловое излучение в межпланетное пространство, расходовавш,ее энергию колебаний, компенсировалось здесь поступлением тепла от потока, переносящего это тепло с океана на материк (в зимнее время). Именно таким путем поддерживались самовозбуждающиеся колебания температуры и давления в атмосфере. За годы, истекшие с появления первых работ Шулейкина в этой области, метеорологи еще очень мало сделали по выявлению более или менее чистых термобарических сейш муссонного происхождения. Приведем сперва схематическую карту (рис. 381, а), построенную В. Г. Семеновым и полученную им на основе тщательного исследования синоптических процес- [c.621]

В большинстве случаев смена температурных условий происходит значительно сложней, чем это было в сроки, описанные Семеновым в цитированной работе в большинстве случаев термобарические сейши питаются энергией не только от муссонных потоков, но также и от тепловых потоков иного происхождения от зональных потоков, идущих в более высоких слоях атмосферы, и от потоков тепла вдоль меридиана из теплых поясов Земли к поясам холодным [45]. Ниже будет сказано о вращении узловых линий при термобарических сейшах в 1965 г. (рис. 381, б) [46]. См. далее о работе С. К. Олевинской на стр. 626—629. [c.623]

Итак, диаграммы рис. 385 описывают полноправные термобарические стоячие волны (сейши) на территории, окаймленной естественными границами нашими внутренними морями и Уральским хребтом. Простой подсчет, основанный на формуле типа (29) 2, показывает, что похолодание 16 января на 30° против климатологической нормы могло наступить лишь при недополучении 165 калорий за сутки в единичном столбе воздуха. А это —примерно половина всего теплового бюджета, осредненный ход которого изображен сум- [c.625]

Наиболее интересной, по своей необычной длительности, является последовательность термобарических сейш над Европейской территорией СССР с ноября 1965 г. по февраль 1966 г. За время около 90 суток С. К. Олевинской удалось здесь выделить 11 волн с периодом колебаний около 8 суток [46]. Для анализа колебаний температуры строилась основная кривая изменений температуры в некоторой точке поля по материалам синоптического архива ГУ ГМС. Затемно климатологическому атласу СССР строилась кривая нормального сезонного изменения температуры воздуха в этой точке с ноября по февраль. При этом выявилось суш ествование двух родов колебаний температуры, налагающихся на нормальный ход наряду с резко [c.626]

Рис. 380. Термобарические сейши 1965/66 г. (по С. К. Олевинской)

И простая формула (236), выведенная Шулейкиным, для чисто мусонных термобарических сейш, и непосредственные наблюдения в природе показывают, что период колебаний Т возрастает вместе с линейными размерами области, охваченной сейшами. По этой причине период может оказаться весьма большим в тех случаях, когда особо велика охваченная область. Иногда рекордных размеров достигает такая область зимой мощные термобарические сейши охватывают и Европу, ж Азию, распространяясь даже за их пределы — на Атлантический и Тихий океаны. На рис. 389а воспроизведены карты температурных изоплет, построенные 3. И. Гавриловой. На верхней из них отчетливо видно сильное потепление сверх климатологической нормы, которое превышает в пучности+10° и распространяется от Атлантического океана до Тихого. К северу и к югу от перегретой полосы видны области похолодания, причем в пучностях похолодание превышает 8°. На нижней карте [c.629]

Из всех видов термобарических сейш, характерных для Европы, наибольший практический интерес представляют чрезвычайно мощные сейши, всегда возникающие во время смены зимнего муссонного сезона на летний. Это именно они порождают хорошо известные, часто весьма жестокие весенние похолодания. Их зеркальным изображением являются аналогичные сейши, возникающие во время смены летнего муссонного сезона на зимний на общем фоне постепенного понижения температуры вдруг возникает чрезвычайно теплая погода, носящая в народе название бабъего лета. [c.631]

Еще ничего не подозревая о существовании термобарических сейш в атмосфере, прямую связь весенних холодов и бабьего лета со сменой муссок- ных сезонов впервые отметил чехословацкий геофизик Н. Кончек [47]. Исследуя годовой ход температуры воздуха в Праге по пентадам, по осредненным обширным материалам, Кончек получил весьма любопытную кривую, воспроизведенную на рис. 391. Она охватывает интересующую нас часть года — с мая по октябрь включительно. [c.631]

Эти четыре карты Кончека, с точки зрения теории термобарических сейш Шулейкина, становятся совершенно понятными здесь изоплеты очерчивают резко выраженные пучности температурных колебаний в средней Европе, которые несомненно должны быть связаны с одновременными колебаниями атмосферного давления. [c.632]

Действительно, в обоих случаях, по принципу д Аламбера, сумма всех сил должна равняться нулю. Что касается случая Фуко, то там угловая скорость поворота системы сравнительно велика, а потому соответственно большая центробежная сила должна быть уравновешена и силой, стремящейся вернуть частицу в исходное положение, и силой Кориолиса, которая обязана поэтому действовать в ту же сторону. Следовательно, в случае Фуко вращение частицы должно происходить по часовой стрелке (в северном полушарии). Напротив, в случае чрезвычайно медленных колебаний (характерных для термобарических сейш) центробежная сила, возникающая при [c.635]

Скорости еетра в системе термобарических сейш 639 - ---- - --— —---—--——-—----—-- —....... [c.639]

Вывод дифференциального уравнения термобарических сейш в 15 был связан с сильной схематизацией явления. Впервые было доказано, что в природной адвекционпой системе могут существовать термобарические сейши, но не были установлены параметры, доказывающие, что подобная система является автоколебательной. Ее автоколебательный характер вытекал только из непосредственных наблюдений в природе в этом можно было убедиться на ряде примеров различных термобарических сейш. Сейши такого рода всегда возникают при смене муссонных сезонов — весной и осенью. Очень часто возникают они в другие времена года, и, как увидим дальше, их можно рассматривать как типичную форму и как сущность смены погоды. [c.640]

Наряду с такими косвенными доказательствами существования самовоз-буждающихся термобарических сейш в атмосфере представлялось весьма заманчивым получить родственные явления в лабораторных условиях, где можно совершенно надежно убедиться в наличии или в отсутствии автоколе-бательпых систем. [c.640]

В работе Н, Л. Бызовой, описанной в 20, было обнаружено явление резонанса при колебаниях температур и скоростей в потоках тепловой конвекции, когда период колебаний режима нагревателя совпадал с собственным периодом колебаний системы. На этом основании В. В. Шулейкин в 1952 г. высказал предположение о возможности зарождения термобарических сейш в нижней тропосфере — в области, ограниченной естественными узловыми линиями,— в тех случаях, когда на высоте 500-миллибарной поверхности распространяются с запада на восток длинные температурные и барические волны. [c.646]

Выше говорилось о цуге термобарических сейш, наблюдавшихся в Европейской части Советского Союза и одновременно над Атлантическим океаном зимой 1965/66 г. После исследования общей картины этих сейш в работе [46] С. К. Олевинская попыталась выяснить, не могли ли эти ярко выраженные сейши возникнуть под действием резонанса между нижним слоем тропосферы, находящимся в областях между естественными узловыми линиями, и слоем воздуха на высоте 500-миллибарной поверхности, где с запада на восток распространяются длинные температурные и барические волны [c.646]

Применив надежный периодоскопический прием, С. К. Олевинская показала, что в исследованном промежутке времени, охватившем около трех месяцев, на высоте 500-миллибарной поверхности действительно распространялись с запада на восток длинные температурные и барические волны, период которых лежал в пределах от 6 до 10 суток, т. е. был очень близок к собственному периоду, типичному для термобарических сейш в нижнем слое тропосферы [53]. [c.646]

Условия, в особенности близкие к резонансу, проявлялись именно тогда, когда картина термобарических сейш была наиболее отчетливой и амплитуды колебаний температуры и давления в нижнем слое тропосферы были максимальные, т. е. в конце января и начале февраля 1966 г. На рис. 387 были представлены, по С. К. Олевинской, различные фазы термобарических сейш для этого 9-суточного промежутка времени, а на рис. 388 — противофазные колебания температуры и давления в Рейкьявике и в Курске. [c.646]

Но и в декабре 1965 г.— в самом начале цуга термобарических сейш — условия были близки к резонансу, а о вращении системы температурных изаномал и изаллобар в нижнем слое тропосферы в декабре 1965 г. можно судить по интересной схематической карте Олевинской, представленной на рис. 381, б. Весьма замечательно, что центр вращения узловой линии, лежащей около точки с координатамиф=62° с. ш. и в. д., лишь немного смещен к западо-северо-западу от точки, в которой он лежал на карте В. Г. Семенова — на рис. 381, а, построенной применительно к термобарическим сейшам 1946 г. [c.646]

Итак, работа [53] вполне подтвердила гипотезу В. В. Шулейкина и вполне согласна с гидродинамическими исследованиями А. А. Дмитриева и Т. В. Бончковской [52]. С другой стороны, уже с 1947 г. Е. Н. Блиновой и ее учениками ведутся систематическ хе исследования длинных температурных и барических волн, распространяющихся с запада на восток на высоте 500-миллибарной поверхности [54]. Надо надеяться, что совместные исследования в двух наметившихся направлениях позволят в недалеком будущем найти метод заблаговременного прогноза условий резонанса — условий возникновения индуцированных термобарических сейш в нижнем слое тропосферы. Трудно переоценить важность такого заблаговременного прогноза, поскольку именно термобарические сейши приводят зимой к наиболее опасным морозам, а летом — к засухе в обширных сельскохозяйственных районах. [c.647]

Даже и в настоящее время можно уже установить полное тождество между элементами погоды, выявленными в теории термобарических сейш Шулейкина, и теми элементами, которые были обнаружены непосредственно в природе Грибоедовым, Даниловым и Мультановским с его современными продолжателями в области долгосрочных прогнозов погоды. Действительно, область, охваченная замкнутой узловой линией, по терминологии Шулейкина, это — естественный синоптический район Мультановского. Собственный период колебаний системы, по терминологии Шулейкина, это — естественный синоптический период (точнее, двойной период) Мультановского. [c.648]

Когда промежутки времени между отшнуровавшимися циклонами бывают близки к собственному периоду колебаний системы, опоясанной узловой линией, термобарические сейши в этой системе достигают наиболее резкого развития. Напротив, когда промежутки времени между моментами отшну-ровывания циклонов значительно отличаются от собственного периода колебаний, термобарические сейши быстро затухают, не успев сколько-нибудь заметно развиться. [c.649]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология