Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 159-171

О связи формы трубообразного облака торнадо и его интенсивности

П.Б. Руткевич 1 , П.П. Руткевич 2 , Н.Ю. Комарова 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Institute of High Performance Computing, A*STAR, Сингапур, Сингапур
Одобрена к печати: 05.10.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-159-171
Рассмотрена задача о развитии вихревого возмущения типа трубообразного облака торнадо в аксиально-симметричной геометрии с учётом силы Кориолиса. В модели учитывается зависимость вертикального профиля температуры от вертикальной скорости, которая параметризует выделение скрытой теплоты конденсации влаги, всегда присутствующей в атмосфере. Таким образом, рассматривается нелинейная задача, имеющая предельный переход к задаче об обычной конвекции или о внутренних волнах в зависимости от знака вертикального градиента температуры. Модель трубообразного облака торнадо обеспечивается вертикальной неоднородностью радиуса колонны вихря, что в первом приближении сводится к вихрю конической формы. Динамика решения строится на основе задачи Коши с выбранными начальными условиями. Получено, что в такой постановке задача имеет линейные устойчивые решения (внутренние волны), когда вертикальный линейный профиль температуры устойчивый, и линейные неустойчивые решения (конвекция), когда вертикальный линейный профиль температуры неустойчивый. Однако наличие нелинейности может обеспечивать неустойчивые решения, даже если вертикальный линейный профиль температуры устойчивый.
Ключевые слова: трубообразное облако, скрытая теплота конденсации, задача Коши, неустойчивые решения
Полный текст

Список литературы:

  1. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука, 1972. 320 с.
  2. Дубинов А.Е., Дубинова И.Д., Сайков С.К. Применение функции Ламберта и её применение в математических задачах физики. Саров: ФГУП «РФЯЦ ВНИИЭФ», 2006. 160 с.
  3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 5. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука, 1986. 586 с.
  4. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы. СПб: Гидрометеоиздат, 2000. 779 с.
  5. Atkins N.T., Glidden E.M., Nicholson T.M. Observations of Wall Cloud Formation in Supercell Thunderstorms during VORTEX2 // Monthly Weather Review. 2014. V. 142. No. 12. P. 4823–4838.
  6. Bluestein H.B. High-Based Funnel Clouds in the Southern Plains // Monthly Weather Review. 1994. V. 122. No. 11. P. 2631–2638.
  7. Bluestein H.B. More Observations of Small Funnel Clouds and Other Tubular Clouds // Monthly Weather Review. 2005. V. 133. No. 12. P. 3714–3720.
  8. Bluestein H.B. A Funnel Cloud in a Convective Cloud Line to the Rear of a Surface Cold Front // Monthly Weather Review. 2008. V. 136. No. 7. P. 2786–2795.
  9. Clark T.L., Hall W.D., Kerr R.M., Middleton D., Radke L., Ralph F.M., Neiman P.J., Levinson D. Origins of Aircraft-Damaging Clear-Air Turbulence during the 9 December 1992 Colorado Downslope Windstorm: Numerical Simulations and Comparison with Observations // J. Atmospheric Sciences. 2000. V. 57. No. 8. P. 1105–1131.
  10. Cooley J.R. Cold Air Funnel Clouds // Monthly Weather Review. 1978. V. 106. No. 9. P. 1368–1372.
  11. Corless R.M., Gonnet G.H., Hare D.E., Jeffrey D.J., Knuth D.E. On the Lambert W function // Advances Computational Mathematics. 1996. V. 5. P. 329–359.
  12. Emanuel K.A. Atmospheric convection. Oxford: Oxford University Press, 1994.
  13. Houze Jr. R.A. Clouds in Tropical Cyclones // Monthly Weather Review. 2010. V. 138. No. 2. P. 293–344.
  14. Ooyama K.V. A Thermodynamic Foundation for Modeling the Moist Atmosphere // J. Atmospheric Sciences. 1990. V. 47. No. 21. P. 2580–2593.
  15. Ooyama K.V. A Dynamic and Thermodynamic Foundation for Modeling the Moist Atmosphere with Parameterized Microphysics // J. Atmospheric Sciences. 2001. V. 58. No. 15. P. 2073–2102.
  16. Rutkevich P.B. Hydrodynamic motions of saturated air in terms of equilibrium thermodynamics // Electromagnetic phenomena. 1998. V. 1. No. 4. P. 538–544.
  17. Rutkevich P.B. Convective and rotational instability in moist air // Physica A. 2002. V. 315. No. 1–2. P. 215–221.
  18. Tanamachi R.L., Bluestein H.B., Moore S.S., Madding R.P. Infrared Thermal Imagery of Cloud Base in Tornadic Supercells // J. Atmospheric and Oceanic Technology. 2006. V. 23. No. 11. P. 1445–1461.
  19. Valluri S.R., Jeffrey D.J., Corless R.M. Some applications of the Lambert W function to physics // Canadian J. Physics. 2000. V. 78. P. 823–831.