Conditions for the Transformation of a Mesoscale Vortex into a Submesoscale Vortex Thread When the Vortex Elongates by an Inhomogeneous Barotropic Flow

V. V. Zhmur; Жмур В. В.; T. V. Belonenko; Белоненко Т. В.; E. V. Novoselova; Новоселова Е. В.; B. P. Suetin; Суетин Б. П.

doi:10.31857/S0030157423020144

Условия трансформации мезомасштабного вихря в субмезомасштабную вихревую нить при вытягивании его неоднородным баротропным течением

Авторы: Жмур В.В.¹^,2^,3, Белоненко Т.В.³, Новоселова Е.В.³, Суетин Б.П.²
Учреждения:
1. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
2. Московский физико-технический институт (государственный университет)
3. Санкт-Петербургский государственный университет
Выпуск: Том 63, № 2 (2023)
Страницы: 200-210
Раздел: Физика моря
URL: https://ogarev-online.ru/0030-1574/article/view/136235
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423020144
EDN: https://elibrary.ru/NWOVQL
ID: 136235

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе изучаются эффекты сильного вытягивания в горизонтальной плоскости объемных мезомасштабных вихрей океана с позиций теории эллипсоидальных вихрей и применение этой теории к реальным условиям океана. Цель данной работы – теоретически определить физические условия неограниченного вытягивания вихрей, проверить выполнимость этих условий в реальном океане и на этой основе оценить долю мезомасштабных вихрей океана, которые вытягиваются в филаменты и тем самым перераспределяют энергию с мезомасштаба на субмезомасштаб.

Ключевые слова

мезомасштабный вихрь, вытягивание, вихревая нить, филамент, эллипсоидальный вихрь, течение

Список литературы

Баренблатт Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 207 с.
Жмур В.В. Мезомасштабные вихри океана. М.: ГЕОС, 2011. 384 с.
Жмур В.В., Новоселова Е.В., Белоненко Т.В. Потенциальная завихренность в океане: подходы Эртеля и Россби с оценками для Лофотенского вихря // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57. № 6. С. 721–732. https://doi.org/10.31857/S0002351521050151
Жмур В.В., Новоселова Е.В., Белоненко Т.В. Особенности формирования поля плотности в мезомасштабных вихрях Лофотенской котловины. Часть 2 // Океанология. 2022. Т. 62. № 3. С. 341–356. https://doi.org/10.31857/S0030157422030170
Жмур В.В., Панкратов К.К. Динамика эллипсоидального приповерхностного вихря в неоднородном потоке // Океанология. 1989. Т. 29. № 2. С. 205–211.
Жмур В.В., Панкратов К.К. Дальнее взаимодействие ансамбля квазигеострофических эллипсоидальных вихрей. Гамильтонова формулировка // Известия АН СССР. 1990. Т. 26. № 9. С. 972–981.
Жмур В.В., Щепеткин А.Ф. Эволюция эллипсоидального вихря в стратифицированном океане в приближении f-плоскости // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. № 5. С. 492–503.
Зинченко В.А., Гордеева С.М., Собко Ю.В., Белоненко Т.В. Мезомасштабные вихри Лофотенской котловины по спутниковым данным // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019. Т. 12. № 3. С. 46–54. https://doi.org/10.7868/S2073667319030067
Чаплыгин С.А. Собрание сочинений. Т 2. М.: Гостехиздат, 1948. 642 с.
Belonenko T.V., Zinchenko V.A., Fedorov A.M. et al. Interaction of the Lofoten Vortex with a satellite cyclone // Pure and Applied Geophysics. 2021. V. 178. P. 287–300. https://doi.org/10.1007/s00024-020-02647-1
Eady E.T. Long waves and cyclone waves // Tellus. 1949. V. 1 (3). P. 33–52.
Fedorov A.M., Belonenko T.V. Interaction of mesoscale vortices in the Lofoten Basin based on the GLORYS database // Russian Journal of Earth Sciences. 2020. V. 20. P. ES2002. https://doi.org/10.2205/2020ES000694
Gordeeva S.M., Zinchenko V.A., Koldunov A.V. et al. Statistical analysis of long-lived mesoscale eddies in the Lofoten basin from satellite altimetry // Advances in Space Research. 2020. V. 68 (2). P. 364–377. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.05.043
Kida S. Motion of an elliptic vortex in uniform shear flow // Journal of the Physical Society of Japan. 1981. V. 50 (10). P. 3517–3520.
Koshel K.V., Ryzhov E.A., Zhmur V.V. Ellipsoidal vortex in a nonuniform flow: dynamics and chaotic advections // Journal of Marine Research. 2011. № 69 (2–3). P. 435–461. https://doi.org/10.1357/002224011798765204
Koshel K.V., Ryzhov E.A., Zhmur V.V. Diffusion-affected passive scalar transport in an ellipsoidal vortex in a shear flow // Nonlinear Processes in Geophysics. 2013. V. 20 (4). P. 437–444. https://doi.org/10.5194/npg-20-437-2013
Koshel K.V., Ryzhov E.A., Zhmur V.V. Effect of the vertical component of diffusion on passive scalar transport in an isolated vortex model // Physical Review E. 2015. V. 92 (5). P. 053021. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.92.053021
Meacham S.P. Quasigeostrophical ellipsoidal vortices in stratified fluid // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 1992. V. 16 (3–4). P. 189–223.
Meacham S.P., Pankratov K.K., Shchepetkin A.F., Zhmur V.V. The interaction of ellipsoidal vortices with background shear flows in a stratified fluid // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 1994. V. 21 (2–3). P. 167–212. https://doi.org/10.1016/0377-0265(94)90008-6
Pankratov K.K., Zhmur V.V. A dynamics of desinglarized quasigeostrophic vortices // Physics of Fluids A: Fluid Dynamics. 1991. V. 3 (5). P. 1464. https://doi.org/10.1063/1.857998
Zhmur V.V., Novoselova E.V., Belonenko T.V. Peculiarities of formation of the density field in mesoscale eddies of the Lofoten Basin: Part 1 // Oceanology. 2021. V. 61. № 6. P. 830–838. https://doi.org/10.1134/S0001437021060333