Явление образования циркуляционного атмосферного диполя

ЯВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО АТМОСФЕРНОГО ДИПОЛЯ.
Известны три основных концепции образования циркуляционных систем атмосферы – конвективная, динамическая и волновая.
Их недостатком является отсутствие последовательных и четких процедур для описания фронтогенеза.[1] а также тот факт, что они описывают мгновенное состояние среды или уже оформившийся вихрь, но не весь процесс превращения течения в вихревое [2].
Анализ изображений облачных полей, выполненных в видимом и ИК диапазонах, а также в диапазоне водяного показал, что на спутниковых изображениях наблюдались распределения полей облачности и их структур, которые невозможно объяснить ни одной из выше перечисленных теорией циклогенеза. Особенно это относится к структурам распределения яркости изображения в виде двух связанных друг с другом циркуляционных образований – циклонического и антициклонического [3].
В процессе анализа была выдвинута гипотеза о том, что причина возникновения в атмосфере таких структур (названных циркуляционным диполем) лежит в механизме взаимодействия узкого, изолированного потока атмосферного воздуха и среды, в которой он распространяется и было выполнено моделирование указанного процесса. Моделирование движения изолированного потока в атмосфере было основано на описании изменения фронтальной границы раздела потока и атмосферы [4] в случае, когда фронтальная граница раздела "поток - воздушная масса" была представлена как некое препятствие потоку с размерами, равными фронтальным размерам потока.
Расчеты и результаты моделирования показывали, что:
1) переменный профиль скорости потока создает в воздушной массе фронтальное квазипрепятствие, профиль которого определяет дальнейшую трансформацию потока;
2) движущийся в воздушной массе поток под влиянием изменения профиля фронтальной границы раздела "поток – воздушная масса" принимает форму циркуляционного диполя – двух взаимосвязанных циркуляционных образований – циклонического и антициклонического;
3) в указанном циркуляционном диполе возникают вертикальные движения: восходящие в циклоническом и нисходящем в антициклоническом циркуляционном образовании (для северного полушария);
4) в анизотропной атмосфере Земли возможно образование циркуляционных образований (вихрей), размеры которых превышают размеры турбулентных вихрей порождающего их основного потока, иными словами, турбулентные вихри меньшего масштаба могут порождать вихри большего масштаба (явление обратного каскада).
Анализ снимков с ИСЗ GOESW (по акватории Тихого океана), IODC (по акватории Индийского океана), Meteosat (по акватории Атлантического океана) и MTSAT (на границе акваторий Тихого и Индийского океанов) позволил обнаружить циркуляционные диполи.
Таким образом, результаты исследований позволяют сказать, что установлено неизвестное ранее явление формирования атмосферного циркуляционного диполя, заключающееся в том, что при движении воздушного потока в атмосфере происходит его трансформация в пару сопряженных вихрей - циклон и антициклон, обусловленная изменением конфигурации фронтальной границы раздела "атмосфера – воздушный поток" .
1.Mass, CF. Synoptic frontal analysis: Time for a reassessment? // Bulletin American Meteorological Society. 1991. Vol. 72, No. 3. р.348-363.
2. Рейнгольдс А.Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях. М.: Энергия, 1979. 408 с.
3. Степанов В.В. Применение радиолокационной съемки с ИСЗ морской поверхности при изучении развития синоптических процессов // Пятое Всесоюзное совещание-семинар по спутниковой гидрофизике [Севастополь, 23-25 апреля 1988 г.]: МГИ АН УССР, 1988.
4. Степанов В.В.Научные открытия, изобретения и технологии в гидрометеорологии и смежных областях. Методические рекомендации по правовой охране и использованию
результатов интеллектуальной деятельности. СПб.: Наука. 2006. 340с. (в печати).