Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 256-262
Исследование образования вихревых дорожек в атмосфере по спутниковым наблюдениям
А.В. Казанский
1 , М.Г. Алексанина
1, 2 1 Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН , Владивосток, Россия
2 Дальневосточный федеральный университет, Владивосток
Одобрена к печати: 17.05.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-256-262
Работа посвящена исследованию механизма формирования атмосферных вихревых дорожек (АВД) по наблюдениям с метеорологических спутников. Кратко описано современное состояние вопроса и сделан вывод об отсутствии понимания этого механизма в современной литературе. Предлагается точка зрения, в которой ведущая роль в процессе формирования АВД отводится центростремительному ускорению. Показано, что центростремительное ускорение, являющееся необходимым атрибутом любого вихря, возникает в пограничном слое при обтекании криволинейной поверхности выпуклого тела и поддерживается балансом с поперечным градиентом давления. На примере пары спутниковых изображений NOAA-15 и NOAA-18 за о. Чеджу в январе 2015 г., разделённых интервалом в 30 мин, проведён расчёт динамических параметров процесса формирования АВД (скорости набегающего потока, скорости сноса вихрей по течению, орбитальной скорости, времени и периодичности образования АВД). Удалось проследить начальный этап образования АВД и показать, что они формируются в результате отрыва сдвигового пограничного слоя, а ведущим механизмом выступает центростремительное ускорение, присутствующее в момент отрыва. Это подтверждает предложенную в работе точку зрения на механизм образования атмосферных вихревых дорожек.
Ключевые слова: атмосферные вихревые дорожки, механизм формирования, центростремительное ускорение, динамический анализ спутниковых изображений
Полный текстСписок литературы:
- Алексанин А. И., Алексанина М. Г., Карнацкий А. Ю. Автоматический расчет скоростей поверхностных течений океана по последовательности спутниковых изображений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 2. С. 131–142.
- Беляев Е. Н., Черваков В. В. Математическое моделирование ЖРД. М.: МАИ, 2009. 278 с.
- Катаманов С. Н. Точная географическая привязка изображений AVHRR/NOAA без реперных точек // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 78–91.
- Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. М.: Физматлит, 1963. Ч. 1. 253 с.
- Левин В. А., Алексанин А. И., Алексанина М. Г., Дьяков С. Е., Недолужко И. В., Фомин Е. В. Разработка технологий спутникового мониторинга окружающей среды по данным метеорологических спутников // Открытое образование. 2010. № 5. С. 41–49.
- Caldeira R. M., Tomé R. Wake response to an ocean-feedback mechanism: Madeira island case study // Boundary-Layer Meteorology. 2013. V. 5. P. 1–18.
- Chopra K., Hubert L. Mesoscale eddies in wake of islands // J. Atmospheric Sciences. 1965. V. 22. No. 6. P. 652–657.
- Etling D. On atmospheric vortex streets in the wake of large islands // Meteorology and Atmospheric Physics. 1989. V. 41. P. 157–164.
- Hubert L., Krueger A. Satellite pictures of mesoscale eddies // Monthly Weather Review. 1962. V. 90. No. 11. P. 457–463.
- Ito J., Niino H. Atmospheric Kármán vortex shedding from Jeju Island, East China Sea: A numerical study // Monthly Weather Review. 2016. V. 144. P. 139–148.
- Li X., Zheng W., Zou C., Pichel W. A SAR observation and numerical study on ocean surface imprints of atmospheric vortex streets // Sensors. 2008. V. 8. No. 5. P. 3321–3334.
- Nunalee C. G., Basu S. On the periodicity of atmospheric von Kármán vortex streets // Environmental Fluid Mechanics. 2014. V. 14. P. 1335–1355.
- Powers J. M. Lecture notes on intermediate fluid mechanics. Notre Dame, Indiana, USA: University of Notre Dame, 2008. 340 p.
- Roshko A. Perspectives on bluff body aerodynamics // J. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1993. V. 49. P. 70–100.
- Wu J. Z., Ma H. Y., Zhou M. D. Vorticity and vortex dynamics. Berlin; Heidelberg; N. Y.: Springer, 2006. 13 p.
- Young G. S., Zawislak J. An observational study of vortex spacing in island wake vortex streets // Monthly Weather Review. 2006. V. 134. P. 2285–2294.