Расширенный поиск
О ВЛИЯНИИ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА ТЕПЛООБМЕН АТМОСФЕРЫ С ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
1 НПО “Тайфун”, г. Обнинск, Россия
2 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, г. Москва, Россия
2 Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, г. Москва, Россия
Журнал: Геофизические исследования
Том: 23
Номер: 3
Год: 2022
Страницы: 5-13
УДК: 551.51: 551.524.3: 551.581
Показать библиографическую ссылку
Ингель Л.Х., Макоско А.А. О ВЛИЯНИИ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА ТЕПЛООБМЕН АТМОСФЕРЫ С ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 3. С. 5-13. DOI: https://doi.org/10.21455/gr2022.3-1
@article{Ингель О2022,
author = "Ингель , Л. Х. and Макоско , А. А.",
title = "О ВЛИЯНИИ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА ТЕПЛООБМЕН АТМОСФЕРЫ С ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2022,
volume = "23",
number = "3",
pages = "5-13",
doi = "https://doi.org/10.21455/gr2022.3-1",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: неоднородности поля силы тяжести, пограничный слой атмосферы, турбулентный обмен, линейные возмущения, аналитическая модель, теплообмен, климат.
Аннотация: В недавних теоретических работах авторов получены некоторые оценки атмосферных возмущений, связанных с неоднородностями поля силы тяжести (НПСТ). При этом основное внимание уделялось динамическим эффектам – возмущениям поля ветра под влиянием НПСТ. В настоящей статье обращается внимание на то, что в приземном слое атмосферы могут существовать и заметные термические эффекты НПСТ. Эти неоднородности, деформируя поля давления, плотности и температуры воздуха, влияют на температурный режим пограничного слоя атмосферы, на теплообмен воздуха с подстилающей поверхностью. Рассмотрена аналитическая модель, призванная оценить амплитуды этих эффектов. На основе предложенной модели найдено аналитическое решение линейной стационарной двумерной задачи для возмущений, вызываемых одной горизонтальной гармоникой НПСТ в полубесконечной устойчиво стратифицированной среде, вращающейся вокруг вертикальной оси. Предполагалось, что температура нижней границы – подстилающей поверхности – фиксирована и на этой границе выполняются условия прилипания и непротекания. Также предполагалось затухание всех возмущений с высотой. Существенные определяющие параметры в данной задаче – аналоги чисел Рэлея и Тейлора, в которых в качестве пространственного масштаба фигурировал заданный горизонтальный масштаб НПСТ. Получены аналитические выражения для профилей температурных возмущений и амплитуд отклонений вертикальных потоков тепла на поверхности. Последние, помимо амплитуд неоднородностей поля силы тяжести, наиболее сильно зависят от фоновой стратификации среды. В высокоаномальных регионах амплитуды отклонений потоков тепла, согласно полученным оценкам, могут достигать и превышать 1 Вт/м2, что даёт основания к учёту неоднородностей поля силы тяжести в климатических расчётах и численных моделях атмосферы.
Список литературы: Дубравин В.Ф., Капустина М.В., Стонт Ж.И. Оценки потоков тепла на границе вода–воздух в юго-западной части Балтики (2003–2016 гг.) // Изв. РГО. 2019. Т. 151, вып. 4. С.15–26. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-6071151415-26
Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Логинов С.В., Соколов К.И., Харюткина Е.В. Изменчивость составляющих теплового баланса поверхности азиатской территории России в период современного глобального потепления // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24, № 1. С.22–29.
Кочин Н.Е. Изменение температуры и давления с высотой в свободной атмосфере. Собр. соч. Т. 1. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С.530–591.
Лаппо С.С., Гулев С.К., Рождественский А.Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан–атмосфера и энергоактивные области Мирового океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 339 с.
Мосс Р., Бабикер М., Бринкман С., Кальво Э., Картер Т., Эдмондс Дж., Эльгизули И., Емори С., Ерда Л., Хиббард К., Джоунс Р., Кайнума М., Келлехер Дж., Ламарк Ж.Ф., Мэннинг М., Мэтьюз Б., Мил Дж., Мейер Л., Митчел Дж., Накиченович Н., о'Нейл Б., Пичс Р., Риахи К., Роуз С., Рунчи П., Штуффер Р., ван Вуурен Д., Вейант Дж., Уилбэнкс Т., ван Иперселе Ж.П., Зюрек М. О новых сценариях анализа выбросов, изменения климата, воздействий и стратегий реагирования. Техническое резюме. Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Женева: IPCC Secretariat, 2008. 28 с. https://archive.ipcc.ch/ pdf/sup-porting-material/expert-meeting-ts-scenarios-ru.pdf
Ingel L.Kh., Makosko A.A. On one mechanism of gravity field inhomogeneities influence on atmosphere dynamics // Technical Physics. 2017. V. 62, N 9. P.1322–1326. DOI: 10.1134/ S1063784217090092
Ingel L.Kh., Makosko A.A. Generation of the vortex movement in the atmosphere due to gravity inhomogeneities // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2018. V. 54, N 6. P.536–541. DOI: 10.1134%2FS0001433818060087
Ingel L.Kh., Makosko A.A. Geostrophic flow disturbances influenced by inhomogeneities of gravity field. 3D analytical model // Geophys. & Astrophys. Fluid Dyn. 2021. V. 115, N 1. P.35–43. DOI: 10.1080/03091929.2020.1762080
Lin Y.L. Mesoscale Dynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 2007. 646 p.
Oosthuizen P.H., Kalendar A.Y. Natural Convective Heat Transfer from Horizontal and Near Horizontal Surfaces. Cham: Springer Cham, 2018. 121 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-78750-3
Pielke R.A. Mesoscale Meteorological Modeling. Amsterdam: Elsevier Science, 2013. 760 p.
Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Логинов С.В., Соколов К.И., Харюткина Е.В. Изменчивость составляющих теплового баланса поверхности азиатской территории России в период современного глобального потепления // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24, № 1. С.22–29.
Кочин Н.Е. Изменение температуры и давления с высотой в свободной атмосфере. Собр. соч. Т. 1. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С.530–591.
Лаппо С.С., Гулев С.К., Рождественский А.Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан–атмосфера и энергоактивные области Мирового океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 339 с.
Мосс Р., Бабикер М., Бринкман С., Кальво Э., Картер Т., Эдмондс Дж., Эльгизули И., Емори С., Ерда Л., Хиббард К., Джоунс Р., Кайнума М., Келлехер Дж., Ламарк Ж.Ф., Мэннинг М., Мэтьюз Б., Мил Дж., Мейер Л., Митчел Дж., Накиченович Н., о'Нейл Б., Пичс Р., Риахи К., Роуз С., Рунчи П., Штуффер Р., ван Вуурен Д., Вейант Дж., Уилбэнкс Т., ван Иперселе Ж.П., Зюрек М. О новых сценариях анализа выбросов, изменения климата, воздействий и стратегий реагирования. Техническое резюме. Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Женева: IPCC Secretariat, 2008. 28 с. https://archive.ipcc.ch/ pdf/sup-porting-material/expert-meeting-ts-scenarios-ru.pdf
Ingel L.Kh., Makosko A.A. On one mechanism of gravity field inhomogeneities influence on atmosphere dynamics // Technical Physics. 2017. V. 62, N 9. P.1322–1326. DOI: 10.1134/ S1063784217090092
Ingel L.Kh., Makosko A.A. Generation of the vortex movement in the atmosphere due to gravity inhomogeneities // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2018. V. 54, N 6. P.536–541. DOI: 10.1134%2FS0001433818060087
Ingel L.Kh., Makosko A.A. Geostrophic flow disturbances influenced by inhomogeneities of gravity field. 3D analytical model // Geophys. & Astrophys. Fluid Dyn. 2021. V. 115, N 1. P.35–43. DOI: 10.1080/03091929.2020.1762080
Lin Y.L. Mesoscale Dynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 2007. 646 p.
Oosthuizen P.H., Kalendar A.Y. Natural Convective Heat Transfer from Horizontal and Near Horizontal Surfaces. Cham: Springer Cham, 2018. 121 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-78750-3
Pielke R.A. Mesoscale Meteorological Modeling. Amsterdam: Elsevier Science, 2013. 760 p.
