Том 55, № 3 (2019)

Рассмотрена задача об устойчивости струйного течения с кусочно-линейным профилем скорости в стратифицированной вращающейся атмосфере. Линеаризованная система уравнений для возмущений сведена к одному уравнению относительно амплитуды продольной компоненты скорости, содержащему точки поворота. В терминах функций Эйри построено асимптотическое решение уравнения, справедливое при малых значениях числа Россби. Показано, что течение, устойчивое в рамках квазигеострофического приближения, становится неустойчивым за счет излучения инерционно-гравитационных волн. Получено аналитическое выражение для инкремента нарастания возмущений.

С помощью химико-климатической модели ИВМ РАН-РГГМУ (ХКМ ИВМ-РГГМУ) проанализировано действие различных факторов на общее содержание озона (ОСО) и эритемную УФ радиацию (Qery) на территории Северной Евразии за период с 1979 по 2059 гг. Оценена чувствительность моделирования содержания озона к заданию разных входных данных температуры поверхности океана (ТПО). В зависимости от используемых ТПО наблюдаются большие различия в трендах ОСО. Результаты модельного эксперимента, учитывающего изменения антропогенных выбросов галогенсодержащих веществ, свидетельствуют о нелинейном уменьшении Qery за счет восстановления озонового слоя в XXI в. В 2016–2020 гг. значения Qery на 2–5% выше относительно уровня 1979–1983 гг. в среднем по всей северной Евразии с максимумом порядка 6% в полярных широтах. В 2035–2039 гг. величина Qery выравнивается, а дальше постепенно снижается относительно значений за 1979–1983 гг. на 4–6% в азиатской части и на 6–8% над северной Европой в 2055–2059 гг. По этой причине наблюдается изменение границ классов УФ ресурсов.

Наибольшие изменения в пространственном распределении УФ ресурсов будут наблюдаться весной и летом: эти изменения проявляются в расширении областей УФ недостаточности на севере и сокращение областей УФ избыточности на юге.

Конвекция, обусловленная двойной (дифференциальной) диффузией во вращающейся среде, вообще говоря, может приводить к переносу завихренности, в частности, к ее концентрации. В геофизических приложениях это обычно не рассматривается, поскольку пространственные и временные масштабы такой конвекции и эффектов вращения сильно различаются – период планетарного вращения на много порядков больше характерного времени существования соответствующих конвективных структур в морской воде. В работе обращается внимание на то, что в атмосфере возможны процессы, в которых заметный перенос завихренности, обусловленный различием эффективных коэффициентов переноса для разных субстанций, представляется более реальным. Эффекты типа двойной диффузии в воздухе, в принципе возможны, в связи с некоторым различием в скоростях переноса тепла, водяного пара и (или) тяжелой примеси. Рассмотрена простейшая линейная модель конвекции, обусловленной двойной диффузией во вращающейся среде. Обсуждается возможность вклада подобных эффектов в концентрацию завихренности при зарождении смерчей.

В работе по данным мониторинга найдено, что основным источником сульфатов в карбонатных частицах (carbonaceous particles) в атмосфере Иркутска служит захватываемый из воздуха SО2. Их накопление в составе частиц вызвано гетерофазными химическими реакциями (ГХР) и сопровождается замещением гидрокарбонатов (НСО3-) на сульфатные анионы. При этом в сухой атмосфере окислителем SО2 выступает озон, а во влажной — наряду с растворенным озоном в процессе принимает участие и пероксид водорода (Н2О2). В статье обсуждаются детали механизмов этих ГХР и приводятся оценки динамики наработки сульфатов в карбонатных частицах.

Эволюция картины распределения вещества капли чернил свободно падающей в спокойную воду и образующей кумулятивную струйку прослежена методом высокоскоростной видеорегистрации. В фазе первичного контакта и погружения вещество капли, сливающейся с принимающей жидкостью, распределяется в форме тонких волокон, которые образуют регулярную линейчатую картину на поверхности растущего венца, и сетчатый узор, состоящий из трех-, четырех- и пятиугольных ячеек, на дне каверны. Волокнистые распределения окрашенной жидкости сохраняются на всех последующих этапах эволюции течения вплоть до образования каскада вихрей, после чего картина размывается процессами молекулярной диффузии в практически покоящейся жидкости. Формирование дискретной (волокнистой) картины распределения вещества капли связывается с компактностью области освобождения доступной потенциальной поверхностной энергии при слиянии жидкостей, которая инициирует быстрое движение тонкого слоя. Последующее сохранение волокон обеспечивает медленность процессов молекулярной диффузии.