THE STABILIZATION OF WAVE DISTURBANCES IN A GEOSTROPHIC HORIZONTAL SHEAR FLOW WITH ACCOUNT OF RELIEF AND BAROCLINICITY

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The stabilization mechanisms of unboundedly increasing wave numbers of transient modes for single-wave solutions of the atmospheric dynamics equations are considered, taking into account the relief and various forms of baroclinicity with preservation of the properties of the solutions as exact ones. Estimates of the wave numbers under the action of velocity shears and relief inclinations, baroclinicity, and also in the Ekman boundary layer in comparison with observations of periodic cloud structures have been made. Parameter values at which wave blocking is possible are noted. Bimodal solutions of the equations are also indicated. Estimates of the parameters of transient wave stationarity taking into account baroclinicity in protoplanetary disks (as an example, different from baroclinicity in geophysical hydrodynamics) show a multiband structure of velocity fields.

Sobre autores

E. Gledzer

Obukhov Institute of Atmospheric Physics RAS

Email: lgg@ifaran.ru
Moscow, Russia

A. Gledzer

Obukhov Institute of Atmospheric Physics RAS

Email: aegledzer@gmail.com
Moscow, Russia

O. Chkhetiani

Obukhov Institute of Atmospheric Physics RAS

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Гледзер А.Е., Гледзер Е.Б., Хапаев А.А., Чхетиани О.Г. Многорежимность в тонких слоях жидкости во вращающихся кольцевых каналах // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2021. № 4. С. 138–150.
  2. Гледзер Е.Б. Параметры подобия и центробежная конвективная неустойчивость горизонтально неоднородных циркуляций типа Хэдли // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44. № 1. С. 36–47.
  3. Должанский Ф.В. Основы геофизической гидродинамики. М.: Физматлит, 2011, 264 с.
  4. Кадер Б.А. Трехслойная структура неустойчиво стратифицированного приземного слоя атмосферы // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1988. Т. 24. № 12. С. 1235–1250.
  5. Калашник М.В., Чхетиани О.Г., Чагелишвили Г.Д. Новый класс краевых бароклинных волн и механизм их генерации // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 4. С. 361–370.
  6. Михайлова Л.А., Орданович А.Е. Когерентные структуры в пограничном слое атмосферы // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. № 6. С. 593–613.
  7. Обухов А.М., Глуховский А.Б., Черноусько Ю.Л. О явлениях переброса в простейших гидродинамических системах // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1976. Т. 13. № 11. С. 1123–1130.
  8. Чагелишвили Г.Д., Чхетиани О.Г. Трансформация волн Россби в сдвиговых течениях // Письма в ЖЭТФ. 1995. Т. 62. Вып. 4. С. 41–48.
  9. Чхетиани О.Г., Вазаева Н.В. Об алгебраических возмущениях в атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 5. С. 62–75.
  10. Чхетиани О.Г., Калашник М.В. Связь блокингов с транзиентными неустойчивостями в «Интенсивные атмосферные вихри и их динамика» / Под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: Геос, 2018. С. 189–199.
  11. Чхетиани О.Г., Калашник М.В., Чагелишвили Г.Д. Динамика и блокирование волн Россби в квазидвумерных сдвиговых течениях // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 101. Вып. 2. С. 84–89.
  12. Шухман И.Г. Транзиентный рост и оптимальные возмущения на примере простейшей динамической модели // Доклады РАН. 2005. Т. 402. С. 759–761.
  13. Alpers W., Brummer B. Atmospheric boundary layer rolls observed by the synthetic aperture radar aboard the ERS-1 satellite // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 12613–12621.
  14. Bayly B.J. Three-dimensional instability of elliptical flow // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 57. 2160–2171.
  15. Brown R.A. A secondary flow model for the planetary boundary layer // J. Atmos. Sci. 1970. V. 27. P. 742–757.
  16. Brown R.A. Longitudinal instabilities and secondary flows in the planetary boundary layer // Rev. Geophys. Space Phys. 1980. V. 18. P. 683–697.
  17. Buizza R. Palmer T.N. The singular-vector structure of the atmospheric global circulation // J. Atmos. Sci. 1995. V. 52. № 9. P. 1434–1456.
  18. Charney J.G., DeVore J.G. Multiple flow equilibria in the atmosphere and blocking // J. Atmos. Sci. 1979. V. 36. P. 1205–1216.
  19. Craik A.D.D. The stability of unbounded two—and three-dimensional flows subject to body forces: some exact solutions // J. Fluid Mech. 1989. V. 198. P. 275–295.
  20. Cushman-Roisin B., Beckers J.-M. Introduction to Geophysical Fluid Dynamics // Academic Press. 2009. 768 p.
  21. Drobinski P., Foster R.C. On the origin of near-surface streaks in the neutrally-stratified planetary boundary layer // Boundary-Layer Meteorology. 2003. V. 108. P. 247–256.
  22. Farrell B.F. The initial growth of disturbances in a baroclinic flow // J. Atmos. Sci. 1982. V. 39. P. 1663–1686.
  23. Foster R.C. Structure and energetics of optimal Ekman layer perturbations // J. Fluid Mech. 1997. V. 333. P. 97–123.
  24. Gledzer E.B., Ponomarev V.M. Instability of bounded flows with elliptical streamlines // J. Fluid Mech. 1992. V. 240. P. 1–30.
  25. Häckel H. Wolken und andere Phänomene am Himmel // EugenUlmer KG. 2018.
  26. Hibino K., Ishikawa H., Ishioka K. Effect of a capping inversion on the stability of an Ekman boundary layer // J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser. II. 2012. V. 90. № 2. P. 311–319.
  27. Karp M., Shukhman I.G., Cohen J. Evolution of finite-amplitude localized vortices in planar homogeneous shear flows // Phys. Rev. Fluids. 2017. V. 2. P. 024701.
  28. Klahr H. The global baroclinic instability in accretion disks. II. Local linear analysis // The Astrophysical Journal. 2004. V. 606. P. 1070–1082.
  29. Knobloch E. The stability of non-separable barotropic and baroclinic shear flows // Astrophys. Space. Sci. 1985. V. 116. P. 149–163.
  30. Kuettner J.P. The band structure of the atmosphere // Tellus. 1959. V. 11. P. 267–294.
  31. LeMone M.A. The structure and dynamics of horizontal roll vortices in the planetary boundary layer // J. Atmos. Sci. 1973. V. 30. P. 1077–1091.
  32. Lilly D.K. On the instability of Ekman boundary flow // J. Atmos. Sci. 1966. V.23. P. 481–494.
  33. Mourad P.D., Walter B.A. SAR streaks vs cloud streets: viewing a cold air outbreak using satellite-based SAR and AVHRR imagery // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 16391–16400.
  34. Petersen M.R., Julien K., Stewart G.R. Baroclinic vorticity production in protoplanetary disks. I. Vortex Formation // The Astrophysical Journal. 2007. V. 658. P. 1236–1251.
  35. Petersen M.R., Stewart G.R., Julien K. Baroclinic vorticity production in protoplanetary disks. II. Vortex growth and longevity // The Astrophysical Journal. 2007. V. 658. P. 1252–1263.
  36. Shukhman I.G., Levinski V.B. Temporal evolution of a localized weak vortex in viscous circular shear flows // Phys. Fluids. 2005. V. 17. P. 017104. doi: 10.1063/1.1828125.
  37. Shukhman I.G. Evolution of a localized vortex in plane nonparallel viscous flows with constant velocity shear. II: Elliptic flow // Phys. Fluids. 2007. V. 19. P. 017106. doi: 10.1063/1.2424678.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial–SemDerivações 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».