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
11 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 текстСписок литературы:
- 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
- Emanuel K.A. Genesis and maintenance of «Mediterranean hurricanes». // Advances in Geosciences, 2005. V. 2, P. 217-220
- 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
- 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.
- 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.
- Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 413с.
- 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
- 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.
- Опарин А.М. Численное моделирование проблем, связанных с интенсивным развитием гидродинамических неустойчивостей. // Новое в численном моделировании: алгоритмы, вычислительный эксперимент, результаты. М.: Наука, 2000
- 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
- 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
- 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
- Гранков А.Г., Мильшин А.А. Взаимосвязь радиоизлучения системы океан - атмосфера с тепловыми и динамическими процессами на границе раздела. М.: Физматлит, 2004. 168 с.
- 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
- 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
- Астафьева Н.М., Раев М.Д. Методика изучения радиотеплового поля Земли и распределения влагозапаса тропосферы // Исследования Земли из космоса, 2009. № 6. С. 16-23.
- Астафьева Н.М., Хайруллина Г.Р. Проявление некоторых климатических тенденций в структуре радиотеплового поля над Атлантикой // Исследования Земли из космоса, 2010. № 3. (в печати).