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. 149-156

Нелинейное вихревое течение в вертикальном канале, обусловленное асимметрией вертикального переноса влажности

П.Б. Руткевич 1, П.П. Руткевич 2
1 Институт космических исследований РАН, 117997 Москва, Профсоюзная, 84/32
2 Институт высокопроизводительных компьютерных вычислений, Сингапур
Считается, что теоретическое описание таких природных явлений как смерч и тайфун требует учёта нелинейности. Однако многочисленные попытки учесть нелинейные слагаемые из системы гидродинамики не приводят к построению теории этих природных явлений. Обычно учитывают инерционные слагаемые (Vgrad)V в уравнениях Навье-Стокса. Однако эти слагаемые не привносят в систему энергию. В настоящей работе методом разложения по функциям Бесселя описываются стационарные решения нелинейной конвекции в вертикальном канале заданного радиуса с учётом сжимаемости. Нелинейность считается обусловленной зависимостью стратификации от вертикальной скорости течения воздуха. Такая ситуация характерна для смерчей и тропических циклонов, в которых стратификация обусловлена выделением скрытой теплоты фазовых переходов атмосферной влаги в восходящих потоках воздуха. В результате получено, что сжимаемость воздуха и нелинейность, обусловленная зависимостью стратификации от вертикальной скорости, оказываются основными факторами, обусловливающими решения типа смерча
Ключевые слова: нелинейная конвекция, стратификация, смерч, атмосферная влага, фазовые переходы
Полный текст

Список литературы:

  1. Fritsch J.M., Kane R.J., Chelius C.R. et al. (1986) The Contribution of Mesoscale Convective Weather to the Warm-Season Precipitation in the United States // J. Applied Meteorology. 1986. V. 25. P. 1333-1345
  2. Аристов С.Н. (2001) Стационарный цилиндрический вихрь в вязкой жидкости // Докл. РАН. 2001. Т. 377. № 4. С. 477-480
  3. Renno N.O., Imgersoll A.P. (1996) Natural convection as a heat engine: A theory for CAPE // J. Atmospheric Sciences. 1996. V. 53. P. 572-585
  4. Emanuel K. (1994) // Atmospheric convection. N. Y.; Oxford: Oxford Univ. Press., 1994.
  5. Rutkevich P.B. (2002) Convective and rotational instability in moist air // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2002. V. 315/1-2. P. 215-221.
  6. Руткевич П.Б. (2001a) Вращательная неустойчивость в двухфазной двухкомпонентной системе: Препринт. Пр-2034. М.: ИКИ РАН, 2001. 11 c
  7. Руткевич П.Б. (2001б) Вращательная неустойчивость во влажном воздухе. «Применение симметрии и косимметрии в теории бифуркаций и фазовых переходов // SCDS. 2-я Международ. шк.-семинар. 18-23 сент. 2001, г. Сочи, Лазаревское, Россия: Сб. тр. 2001. C. 171-182
  8. Rutkevich P.B. (1998) Hydrodynamic Motions of Saturated Air in Terms of Equilibrium Thermodynamics // Electromagnetic phenomena. 1998. V. 1. N. 4. P. 538-544
  9. Руткевич П.Б., Руткевич П.П. (2009) Нелинейная конвекция в аксиальном вертикальном канале // Современные проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса: Сб. науч ст. Вып. 6. М.: Азбука-2000, 2009. Т. 2. С. 188-192. + 1 электрон. отп. диск (CD-ROM).