Циклонический вихрь

Cтраница 1

Циклонический вихрь засасывает жидкость из верхнего и нижнего споев Экмана, создавая сжатие вихревых трубок и соответствующее уменьшение геострофической относительной завихренности. [1]

Такое направление вращения циклонических вихрей характерно для статифицированной атмосферы. Однако в природе возможны условия, когда вклад в среднюю спираль-ность вносят одно или оба горизонтальных направления. Как бы там ни было, в формальных математических теориях, построенных в последнем десятилетии, часто рассматривается изотропный случай. Его преимущество состоит если не в физической ценности, то по крайней мере в математической простоте. [2]

В такой наиболее примитивной форме циклонический вихрь, или циклоническая ячейка, представляет собой поднимающуюся ( или опускающуюся) массу жидкости, вращающуюся вокруг локальной вертикальной оси и окруженную обратным нисходящим ( восходящим) потоком. Нет причин требовать, чтобы вращение происходило одновременно с вертикальным перемещением жидкости, так же как вращение не должно непременно пространственно совпадать с вертикальными движениями. Поэтому, чтобы упростить вычисления, для начала разделим во времени вертикальные и врашатель-ные движения в малых циклонических вихрях. [3]

Следует ожидать, что существует выделенное направление ориентации осей вращения циклонических вихрей или конвективных ячеек. Это направление определяется характером локальной крупномасштабной деформации V К и ориентацией оси вращения астрономического тела. Пока мы работаем в бесконечном пространстве, неважно, считается это направление вертикальным, параллельным оси вращения или каким-либо другим. Так же как и в § 18.3, сь z направим по оси вращения локальных вихрей. [4]

Итак, знак Э / Эу) остается неопределенным в случае, если циклонические вихри вращаются долго. ЭА: с двумя равными индексами становятся величинами одного порядка с коэффициентами, все индексы которых различны. [5]

Другим примером такой резкой бароклинно-сти может служить наблюденный в декабре 1977 г. - феврале 1978 г. очень сильный небольшой, циклонический вихрь, почти со-литон, захвативший по меньшей мере весь главный термоклин и двигавшийся на север и затем на северо-запад с ускорением от 4 - 5 до 15 км / сут, уменьшаясь в диаметре от 150 - 130 до 100 - 80 км с увеличением скоростей вращения в нем от 50 - 60 до 80 - 90 см / с и с минимумом скорости на глубинах 200 - 500 м ( из-за противоположных прогибов главного и сезонного термоклина, так что слой 18-градусной воды Саргассова моря здесь практически отсутствовал), причем в верхних 600 м этот вихрь нес с собой воды, по Т - S и Т - О2 соотношениям отличавшиеся от окружающих вод Саргассова моря. [6]

Имея в виду нашу цель выявить и проиллюстрировать основные эффекты, удобно ограничить обсуждение идеализированными видами циклонических вихрей, чтобы облегчить вычисление различных средних значений. [7]

В любом случае полезно ненадолго остановиться на виде источника, входящего в уравнения динамо в случае, когда циклонические вихри ориентированы по всем трем направлениям. Точно так же меняются все индексы и координаты. [8]

В § 18.1 была описана генерация меридионального поля посредством спиральной деформации азимутальных силовых линий и получены уравнения динамо (18.6) и (18.7), соответствующие этому процессу. Спиральная деформация создается закручиванием выступов азимутального поля, увлекаемого циклоническими вихрями ( конвективными ячейками) при движении жидкости. [9]

Случайные внезапные ( эа 103 лет) обращения геомагнитного поля вполне могут объясняться просто увеличением динамо-числа, из-за чего поле на время становится периодичным. Имеются также и другие объяснения обращений - такие, как перераспределение циклонических вихрей, - но эту тему лучше обсудить несколько позже. [10]

С точки зрения общих принципов сводимость уравнений динамо к виду (18.7) не является неожиданной. Но, с другой стороны, математические преобразования так сильно отличаются от случая динамо циклонических вихрей, а промежуточные результаты настолько сложны, что их неожиданное упрощение выглядит как алгебраический фокус. Сведение уравнений к простому виду (18.7) даже привело Брагинского к заключению, что, вероятно, существует более прямой способ получения окончательных уравнений. Соу-орд провел такое упрощение, основываясь на представлении о замкнутых линиях тока, и позже мы еще остановимся на этом. Брагинский [21, 22, 23] и Таф и Роберте [151] продолжили развитие метода, показав, что этот формализм особенно удобен для одновременного анализа уравнений динамики. [11]

Таким образом, уравнения имеют простейший осесимметрич-ный вид (18.7), (18.8), а динамо связано с генерацией суммарного среднего азимутального векторного потенциала усредненным воздействием циклонических движений жидкости на азимутальное поле. Основной физический вывод ЬА1Ы х ТВф, т.е. что динамо-эффект возникает благодаря генерации в циклонических вихрях азимутального векторного потенциала из преобладающего азимутального магнитного поля, оказался верным как в низшем, так и в следующем по порядку приближении. [12]

Распределение повторяемости высоты верхней границы слоистообоазных облаков зимой ( а и летом ( б по наблюдениям с Цугшпитце в 1939 - 1948гг. ( По. [13]

Рассмотренная модель более сильного конвективного движения над возвышенностями подтверждается наблюдениями Сил-вермана [16] в горах Санта-Каталина ( штат Аризона), которые возвышаются на 2000 м над окружающей местностью. Фудзита [3] также показал, что горный массив, такой, как Сан-Франциско - Пике в штате Аризона, может стать причиной расщепления системы конвективных ливней, обусловленных влиянием подветренного турбулентного следа с циклоническим вихрем скорости на правой стороне и антнциклоническим вихрем скорости на левой стороне, если смотреть вниз по течению. [14]

Следуя [95, 103], рассмотрим более подробно тропические циклоны. В циклоническом вихре в Северном полушарии вращение происходит против часовой стрелки. Диаметр последней замкнутой изобары и границы облачности тропического циклона изменяются от 300 до 1000 км. Характерной особенностью ТЦ является кольцеобразная система мощных конвективных облаков, формирующих ядро урагана с глазом бури в центре. [15]

Страницы: 1 2