Введение: Свободная конвекция - очень сложный и далеко еще не изученный до конца процесс. Очень сложен он в атмосфере, гидросфере, мантии и ядре Земли. Это связано с огромными их размерами, что приводит к неоднородному распределению полей температуры, плотности и давления. Кроме того, на это накладывается вращение Земли, что делает еще более сложным задачу определения полей температуры, давления и скорости. Она является, по существу, первопричиной почти всех движений в атмосфере. Энергия большинства движений в океане на 80-90% обусловлена и индуцирована конвективными движениями атмосферы и на 10-20% свободной конвекцией, возникающей в самом океане. Материалы и методы: Для определения условий возникновения конвекции сухого воздуха в рамках двумерной модели конвекции рассмотрим уравнение движения идеальной жидкости в плоскости x - z в форме Эйлера в инерциальной системе отсчета, без учета вращения Земли [2, 4]: ди ди ди if др) - + и - + W- = - - dt дх dz рудх)' dw dw dw if dp) - + u - + w- = - - \\-g dt dx dz p\\dz J . Результаты исследования: Ячейки носят характер валов. Такой тип конвекции наиболее часто встречается в атмосфере. Обсуждение и заключение: Таким образом, нами найдено аналитическое решение двумерной модели тепловой рэлеевской конвекции сухого воздуха в атмосфере. Аналитическое решение получено для стационарного случая. Это значит, что для данного типа движения имеет место устойчивое состояние типа аттрактора.
Introduction: Free convection is a very complex and far from studied process. It is very complex in the atmosphere, hydrosphere, mantle and core of the Earth. This is due to their huge size, which leads to an inhomogeneous distribution of temperature, density and pressure fields. In addition, the rotation of the Earth is superimposed on it, which makes it even more difficult to determine the temperature, pressure and velocity fields. It is essentially the root cause of almost all movements in the atmosphere. The energy of most movements in the ocean is 80-90% caused by the convective movements of the atmosphere and 10-20% by free convection that occurs in the ocean itself. Materials and methods: To determine the conditions for the occurrence of dry air convection within the two-dimensional model of convection, consider the equation of motion of an ideal fluid in the Euler-shaped plane in an inertial frame of reference, without taking into account the Earth's rotation [2, 4]: ди ди ди if dp) - + u - + w- = - - dt dx dz p\\dx)' dw dw dw if dp) - + u - + w- = - - \\-g dt dx dz p\\dz) . Results of the study: Cells are in the nature of shafts. This type of convection is most common in the atmosphere. Discussion and conclusion: Thus, we have found an analytical solution of the two-dimensional model of Rayleigh thermal convection of dry air in the atmosphere. Analytical solution is obtained for the stationary case. This means that for this type of motion there is a steady state like an attractor.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.