СОЛИТОННЫЙ РАСПАД АКУСТИКО-ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В АТМОСФЕРЕ: 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуется процесс распространения и распада длинных слабо-нелинейных акустико-гравитационных волн в верхней атмосфере. Выполнено прямое численное решение гидродинамических уравнений для атмосферного газа с применением модели высокого разрешения. Сравнение результатов этих численных расчетов с результатами анализа системы гидродинамических уравнений на основе выведенного в первой части этой работы уравнения КдВ-Бюргерса для атмосферных слоев показало достаточно хорошее соответствие. Предпочтительные высоты, вблизи которых АГВ могут распадаться, примерно соответствуют высотам изменения знака горизонтальной скорости в волне. Параметры мелкомасштабных уединенных вторичных волн-солитонов, образующихся в расчетах по полным гидродинамическим уравнениям, хорошо согласуются с оценками, основанными на анализе уравнения КдВ-Бюргерса. Последнее уравнение не описывает распространение вторичных волн с течением времени в другие атмосферные слои, а также колебания, наклоны и деформацию слоистой структуры, создаваемые первичной волной, в силу приближений, использованных при выводе уравнения КдВ-Бюргерса.

Об авторах

С. П. Кшевецкий

Балтийский федеральный университет им. И. Канта; Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: spkshev@gmail.com
Калининград, Россия; Москва, Россия; Санкт-Петербург, Россия

Ю. А. Курдяева

Калининградский филиал Института Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Email: yakurdyaeva@gmail.com
Калининград, Россия

Н. М. Гаврилов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: n.gavrilov@spbu.ru
Санкт-Петербург, Россия

С. Н. Куличков

Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН

Email: snik1953@gmail.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Кшевецкий С.П., Курдяева Ю.А., Гаврилов Н.М., Куличков С.Н. Солитонное разрушение акустико-гравитационных волн в атмосфере: 1. Уравнение КдВ-Бюргерса // Акуст. журн. 2025. Т. 71. № 5.
  2. Кшевецкий С.П., Курдяева Ю.А., Гаврилов Н.М. Волны в тяжелом стратифицированном газе: подзадачи для акустических и для внутренних гравитационных волн // Акуст. журн. 2024. Т. 70. C. 891–906.
  3. Burgers J.M. A Mathematical Model Illustrating the Theory of Turbulence. In: Advances in Applied Mechanics, 1948.
  4. Bona J.L., Schonbek M.E. Travelling wave solutions th the Korteweg-de Vries-Burgers equation // Proc. Roy. Soc. Edinburg. 1985. V. 101(A). P. 207–226.
  5. Наумкин П.И., Шишмарев И.А. Задача о распаде ступеньки для уравнения Кортевега-де Фриза-Бюргерса // Функц. анализ и его прил. 1991. Т. 25. № 1. С. 21–32.
  6. Гаврилов Н.М., Кшевецкий С.П. Численное моделирование распространения нелинейных акустико-гравитационных волн в средней и верхней атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. T. 50. № 1. С. 76–83.
  7. Кшевецкий С.П. Численное моделирование нелинейных внутренних гравитационных волн // Журн. выч. матем. и матем. физики. 2001. Т. 41. № 12. С. 1844–1859.
  8. Kshevetskii S.P. Analytical and numerical investigation of nonlinear internal gravity waves // Nonlinear Processes in Geophysics. 2001. No 8. P. 37–53.
  9. Kshevetskii S.P. Internal gravity waves in nonexponentially density-stratified fluids // Comp. Math. Math. Phys. 2002. V. 42(10). P. 1510–1521.
  10. Kshevetskii S.P., Gavrilov N.M. Vertical propagation, breacking, and effects of nonlinear gravity waves in the atmosphere // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2005. V. 67. P. 1014–1030.
  11. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 Empirical model of the atmosphere: statistical comparisons and scientific Issues // J. Geophys. Res. 2002. V. 107(A12). P. 1468.
  12. Кикоин И.К. Таблицы физических величин: Справочник. Издательство: Атомиздат, 1976, 480 c.
  13. Gavrilov N.M., Kshevetskii S.P., Koval A.V. Decay times of atmospheric acoustic–gravity waves after deactivation of wave forcing // Atmos. Chem. Phys. 2022. V.22. P. 13713–13724.
  14. Chunchuzov I.P. On the high-wavenumber form of the Eulerian internal wave spectrum in the atmosphere // J. Atmosph. Sci. 2002. V. 59. P. 1753–1772.
  15. Чунчузов И.П., Куличков С.Н., Попов О.E., Перепелкин В.Г., Фирстов П.П. Восстановление тонкой слоистой структуры стратосферы и нижней термосферы с помощью инфразвукового зондирования // Известия РАН. Серия физическая. 2015. Т. 79. № 10. С. 1381–1385.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).