Неустойчивость твердотельного вращения хетонного типа
- Авторы: Калашник М.В.1,2,3
-
Учреждения:
- Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
- Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
- Научно-производственное объединение “Тайфун”
- Выпуск: Том 60, № 3 (2024)
- Страницы: 277-284
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/0002-3515/article/view/658342
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351524030011
- EDN: https://elibrary.ru/JIJVRI
- ID: 658342
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Традиционно считается, что в однородной по плотности жидкости осесимметричное баротропное течение с твердотельным вращением устойчиво. В рамках двухуровенной квазигеострофической модели в настоящей работе показано, что это не так в случае бароклинного течения с твердотельным вращением хетонного типа. Такое течение имеет различные направления вращения на двух уровнях. За счет вертикального сдвига скорости, это течение всегда неустойчиво. В работе развита линейная теория неустойчивости таких течений как в модели без трения, так и модели с экмановским трением. Показано, что для неустойчивости в модели с трением горизонтальное волновое число возмущения должно не превосходить некоторое критическое значение. Установлено, что неустойчивость относительно длинноволновых возмущений в модели без трения носит абсолютный характер, т.е. существует всегда. С развитием неустойчивости может быть связано формирование наблюдаемых возмущений в приосевой зоне интенсивных атмосферных вихрей.
Полный текст
Об авторах
М. В. Калашник
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН; Научно-производственное объединение “Тайфун”
Автор, ответственный за переписку.
Email: kalashnik-obn@mail.ru
Россия, Москва; Москва; Обнинск
Список литературы
- Дикий Л.А. Гидродинамическая устойчивость и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 107 с.
- Булатов В.В., Владимиров Ю.В. Волны в стратифицированных средах. М.: Наука, 2015. 735 с.
- Булатов В.В., Владимиров Ю.В. Внутренние гравитационные волны, возбуждаемые пульсирующим источнико м возмущений // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2015. № 6. С. 26-34.
- Булатов В.В., Владимиров Ю.В., Владимиров И.Ю. Дальние поля поверхностных возмущений от пульсирующего источника в жидкости бесконечной глубины // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2017. № 5. С. 23-29.
- Шакина Н.П. Гидродинамическая неустойчивость в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 309 с.
- Гряник В.М., Соколовский М.А., Веррон Ж. Динамика бароклинных вихрей с нулевой суммарной интенсивностью (хетонов) // Сборник “Фундаментальные и прикладные проблемы теории вихрей”. Москва, Ижевск, 2003. С. 547-622.
- Badin G. Surface semi-geostrophic dynamics in the ocean // Geophys. Astrophys. Fluid Dyn. 2013. V. 107. P. 526–540.
- Blumen W. Uniform potential vorticity flow: part I. Theory of wave interactions and two dimensional turbulence // J. Atmos. Sci. 1978. V. 35. P 774–783.
- Dolzhansky F. V. Fundamentals of Geophysical Hydrodynamics. Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, 2013. 272 pp.
- Held I.M., Pierrehumbert R.T., Garner S.T., Swanson K.L. Surface quasi-geostrophic dynamics // J. Fluid Mech. 1995. V. 282. P. 1–20.
- Hogg N.G., Stommel H.M. The heton, an elementary between discrete baroclinic geostrophic vortices, and its implications concerning eddy heat flow // Proc. R. Soc. Lond. 1985. V. A 397. P. 1-20.
- Kalashnik M.V., Chkhetiani O.G., Kurgansky M. V. Discrete SQG models with two boundaries and baroclinic instability of jet flows // Phys. Fluids. 2021. V. 33. 076608.
- Kalashnik M.V., Kurgansky M.V., Chkhetiani O.G. Baroclinic instability in geophysical fluid dynamics // Phys.-Usp. 2022. V. 65. № 10. P. 1039–1070.
- Kalashnik M.V., Chkhetiani O.G., Kurgansky. M.V. Baroclinic instability of spatially-periodic flows in a discrete surface quasi geostrophic model with two levels // Dynamics of Atmospheres and Oceans. 2022. V. 99. 101313.
- Kalashnik M.V. Long-wave instabilities in the SQG model with two boundaries // Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics. 2020. https://doi.org/10.1080/03091929.2020.1831483
- Pedlosky J. Geophysical Fluid Dynamics. Springer-Verlag, Berlin/New York, 1987. 710 pp.
- Phillips N.A. Energy transformation and meridional circulations associated with simple baroclinic waves in a two-level, quasi-geostrophic model // Tellus. 1954. V. 6. P. 273–283.
- Sokolovskiy M.A., Verron J. Dynamics of Vortex Structures in a Stratified Rotating Fluid. Cham, Heidelberg: Springer International Publishing, 2014. 371 pp.
- Vallis G.K. Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge University Press, 2006. 758 pp.
Дополнительные файлы





