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. 2010. Т.7. №1. С. 112-125

Механизм возникновения циклонических возмущений в области ВЗК и их раннее обнаружение

И.В. Мингалев 1, Н.М. Астафьева 2, К.Г. Орлов 1, В.С. Мингалев 1, О.В. Мингалев 1
1 Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН, (ПГИ КНЦ РАН), 184209, г. Апатиты Мурманской обл., ул. Академгородок, 26а
2 Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН), 117997, Москва, Профсоюзная 84/32
На основе созданной авторами 3-мерной модели циркуляции атмосферы исследуются механизмы формирования циклонических вихрей в тропической атмосфере Земли в области внутритропической зоны конвергенции (ВЗК). Используется полная система уравнений газовой динамики c учетом переноса инфракрасного излучения, фазовых переходов водяного пара в микрокапли воды и частицы льда и с учетом оседания этих капель и частиц льда в поле силы тяжести. Область численного моделирования представляет собой часть шарового слоя над ограниченным участком земной поверхности с размерами: до высоты 15 км, 32 градуса по долготе и 25 градусов по широте; с разрешением 200 м по высоте и 0.04 градуса по горизонту. В начальных и граничных условиях модели используются наблюдательные данные о структуре доминирующих воздушных потоков, формирующихся во внутритропической зоне конвергенции над северной Атлантикой
в периоды ее наибольшей термодинамической интенсивности и неустойчивости. Проведено сравнение численно полученных результатов с данными микроволнового спутникового мониторинга - глобальными радиотепловыми полями Земли из электронной коллекции GLOBAL-Field (). Показано, что циклонические возмущения возникают при достаточно сильных изгибах внутритропической зоны конвергенции и только при учете вертикального и меридионального переноса воздушных масс в начальных
и граничных условиях. Работа выполнена при поддержке Программы №16 Президиума РАН.
Ключевые слова: циркуляция атмосферы, циклонические возмущения, численное моделирование, микроволновый спутниковый мониторинг, радиотепловые поля
Полный текст

Список литературы:

  1. Rotunno R., and Emanuel K.A. An air-sea interaction theory for tropical cyclones. Part II. // J. Atmos. Sci., 1987. V. 44, P. 542-561
  2. Emanuel K.A. Genesis and maintenance of «Mediterranean hurricanes». // Advances in Geosciences, 2005. V. 2, P. 217-220
  3. Астафьева Н.М, Раев М.Д., Шарков Е.А. Глобальное радиотепловое поле системы океан - атмосфера по данным микроволновых космических комплексов // Исследования Земли из космоса, 2006, № 3. С. 64-69
  4. Белоцерковский О.М., Мингалев И.В., Мингалев В.С., Мингалев О.В., Опарин А.М. О механизме возникновения крупномасштабного вихря в тропосфере над неравномерно нагретой поверхностью. // ДАН, 2006, Т. 410, 6, с. 816-820.
  5. Белоцерковский О.М., Мингалев И.В., Мингалев В.С., Мингалев О.В., Опарин А.М., Чечеткин В.М. Образование крупномасштабных вихрей в сдвиговых течениях в нижней атмосфере земли в области тропических широт // Космические исследования, 2009, Т. 47, 6, с. 501-514.
  6. Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 413с.
  7. Мингалев И.В., Мингалев В.С. Модель общей циркуляции нижней и средней атмосферы Земли при заданном распределении температуры. // Мат. моделирование, 2005, Т. 17, 5, с. 24-40
  8. Троценко А.Н., Фомин Б.А. Расчет характеристик переноса теплового излучения в атмосфере на основе метода прямого интегрирования. Изв. АН СССР, ФАО, 1989, Т. 25, 1, с. 106-109.
  9. Опарин А.М. Численное моделирование проблем, связанных с интенсивным развитием гидродинамических неустойчивостей. // Новое в численном моделировании: алгоритмы, вычислительный эксперимент, результаты. М.: Наука, 2000
  10. Белоцерковский О.М., Крагинский Л.М., Опарин A.M. Численное моделирование пространственных течений в стратифицированной атмосфере, вызванных сильными крупномасштабными возмущениями. // ЖВМ и МФ, 2003, Т. 43, 11, стр. 1744-1758
  11. Белоцерковский О.М., Гущин В.А., Коньшин В.Н. Метод расщепления для исследования течений стратифицированной жидкости со свободной поверхностью. // ЖВМ и МФ, 1987, Т. 27, С. 594
  12. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., and Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues. // J. Geophys. Res., 2002. V. 107, No. A12, P. 1468-1483
  13. Гранков А.Г., Мильшин А.А. Взаимосвязь радиоизлучения системы океан - атмосфера с тепловыми и динамическими процессами на границе раздела. М.: Физматлит, 2004. 168 с.
  14. Астафьева Н.М., Раев М.Д., Шарков Е.А. Междугодовые и сезонные изменения радиотеплового поля Земли по данным микроволнового спутникового мониторинга // Исследования Земли из космоса, 2008. № 5. С. 9-15
  15. Астафьева Н.М., Шарков Е.А. Траектория и эволюция урагана ALBERTO от тропических до средних и средневысоких широт: спутниковая микроволновая радиометрия // Исследования Земли из космоса, 2008. № 6. С. 60-66
  16. Астафьева Н.М., Раев М.Д. Методика изучения радиотеплового поля Земли и распределения влагозапаса тропосферы // Исследования Земли из космоса, 2009. № 6. С. 16-23.
  17. Астафьева Н.М., Хайруллина Г.Р. Проявление некоторых климатических тенденций в структуре радиотеплового поля над Атлантикой // Исследования Земли из космоса, 2010. № 3. (в печати).