Астафьева Н.М., Онищенко О.Г. (цикл из пяти публ.)

Зональные ветры и вихри в атмосфере.

 

Проблемы генерации зональных ветров и вихрей разного масштаба и физической природы (планетарные вихри, тропические циклоны, вихри внутренних гравитационных волн) изучаются аналитически и численно. Теоретически исследованы вихревые структуры внутренних гравитационных волн (ВГВ) в атмосфере с конечным вертикальным градиентом температуры. Выведена замкнутая система нелинейных уравнений, описывающая динамику ВГВ. Получено условие существования квазистационарных вихревых структур и исследована зависимость характерных параметров вихрей (характерные пространственные масштабы и скорости перемещения) от параметров невозмущенной атмосферы. Показано, что вихревые структуры ВГВ в виде роллов (вытянутых в горизонтальной плоскости вихревых структур) могут существовать только в неустойчиво стратифицированных слоях атмосферы, где вертикальный градиент температуры превышает сухой адиабатический градиент. Этот вывод позволил коренным образом пересмотреть ранее опубликованные результаты в работах (Kaladze T. and Tsamalashvili L.: Solitary dipole vortices in the Earth's ionosphere, Phys. Lett. A., 232, 269, 1997; Stenflo L. and Shukla P.: Nonlinear acoustic-gravity waves, J. Plasma Phys., 75, 841, 2009), где теоретически исследовались вихри ВГВ в пренебрежении вертикальным градиентом температуры.

Исследуется влияние сдвиговых ветров на распространение нелинейных внутренних гравитационных волн в земной атмосфере. Показано, что в атмосфере со сдвиговыми ветрами условие существования роллов ВГВ существенно модифицируются.

На основе 3-D региональной модели циркуляции атмосферы изучается процесс формирования первичного циклонического вихря в тропических широтах нижней атмосферы, из которого в дальнейшем может развиться мощный тропический ураган. Предлагается методика раннего прогноза формирования тропических циклонов, основанная на результатах численного моделирования и анализе данных микроволнового спутникового мониторинга (глобальных радиотепловых полей Земли из электронной коллекции ИКИ РАН - GLOBAL-Field, http://www.iki.rssi.ru/asp/).

 

1.        Онищенко О. Г., Похотелов О. А., Астафьева Н. М. Конвективные ячейки внутренних гравитационных волн в земной атмосфере с зональным ветром // Геофизические исследования. 2013. Т. 14. Вып. 3. С. Х-Х.

2.        Онищенко О.Г., Похотелов О.А. Генерация зональных структур внутренними гравитационными волнами в земной атмосфере // ДАН. 2012. Т. 445. ? 1. С. 86-89.

3.        Onishchenko O.G., Pokhotelov O.A. and Fedun V.N. Convective cells of internal gravity waves in the Earth's atmosphere with finite temperature gradient // Ann. Geophys. 2013. V. 31. P. 459-462.

4.        Мингалев И.В., Астафьева Н.М., Орлов К.Г., Чечеткин В.М., Мингалев В.С., Мингалев О.В. Влияние геометрии течения воздушных масс в области внутритропической зоны конвергенции на процесс формирования циклонических вихрей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Том 9. ? 4. С. 154-161.

5.        Igor V. Mingalev, Natalia M. Astafieva, Konstantin G. Orlov, Victor S. Mingalev, Oleg V. Mingalev, and Valery M. Chechetkin. A Simulation Study of the Formation of Large-Scale Cyclonic and Anticyclonic Vortices in the Vicinity of the Intertropical Convergence Zone // ISRN Geophysics. Vol. 2013, Article ID 215362, 12 pages, 2013. (doi:10.1155/2013/215362) http://dx.doi.org/10.1155/2013/215362.