ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В АТМОСФЕРЕ ОТ ШИРОТЫ

Введение: Волны в атмосфере играют важную роль, так как они определяют как интенсивность погодообразующих явлений, так и скорость их перемещения. Правда остается открытым вопрос о причине возбуждения планетарных волн. Они могут возбуждаться процессами, происходящими в нижней атмосфере, а также их причиной могут быть возмущения стратосферы. В любом случае, сформировавшись, планетарная волна будет влиять на процессы, происходящие в тропосфере. Поэтому исследование скорости их распространения является актуальной проблемой в задачах прогнозирования погоды. Материалы и методы: Система уравнений, описывающих крупномасштабную динамику атмосферы, является сложной и в общем виде не решаема. Поэтому обращаются к процедуре линеаризации уравнений. Насколько это правомочно остается открытым, так как волны могут быть нелинейными и все разнообразие явлений обусловлено именно их нелинейностью. Рассмотрим движение сухого воздуха, описываемого уравнением движения идеальной жидкости в неинерциальной системе отсчета, с учетом вращения Земли: ду_ - + (v,V)v = g--^Vp + 2[v(o₀] dt Результаты исследования: Получилось сложное уравнение 4-го порядка. Рассмотрим предельные случаи: высокочастотные и низкочастотные колебания. В случае высокочастотных колебаний можно записать: ю⁴ -(2d)_0z)² Ra(y_A-y)yk_z+(2a>_0z)²Ryk² = 0^, ю = (1 ± г) фО (Ryk_z )^1/4 = ю_Г ± гю;^, ю_Г = фйф {^R1^kz f*- Обсуждение и заключение: Таким образом, рассмотрев систему уравнений, описывающих динамику внутренних гравитационных волн в атмосфере, после линеаризации мы получили дисперсионное соотношение. Система уравнений решалась в приближении /-плоскости, т.е. параметр Кориолиса считался постоянным. При этом считалось, что плотность воздуха в состоянии статики атмосферы подчиняется барометрическому закону. В пределах тропосферы такое допущение является приемлемым.

Внутренние гравитационные волны, уравнение движения, уравнение неразрывности, уравнение теплопроводности, статика атмосферы, процедура линеаризации, дисперсионное соотношение, линейные волны

1. Гилл А. Динамика атмосферы и океана. М. : Мир, 1986, Т. 1, 399 с. ; Т. 2, 416 с.

2. Матвеев Л. Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли. Л. : Гидрометеоиздат, 1991, 295 с.

3. Шакина Н. П. Лекции по динамической метеорологии. М. : ТРИАДА ЛТД, 2013. 160 с.

4. Andrews D. G. An Introduction to Atmospheric Physics. Second edition. Cambridge University Press, 2010, p. 237.

5. Cushman-Roisin B. , Beckers J-M. Introduction to Geophysical Fluid Dynamics. Second edition. International geophysics series, vol. 101. Elsevier, 2011, p. 828.

6. Holton J. R. An Introduction to Dynamic Meteorology. Forth edition. Elsevier, 2004, p 540.

7. Marshall J. , Plumb R. A. Atmosphere, Ocean, and Climate Dynamics International geophysics series, vol 93 Elsevier, 2008, p 324.

8. Nappo C. J. An Introduction to Atmospheric Gravity Waves. International geophysics series, vol 85 Elsevier, 2002, p 279.

9. Pedlosky J. Waves in the Ocean and Atmosphere. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003, p 260.

10. Zdunkowski W. , Bott A. Dynamics of the Atmosphere. Cambridge University Press, 2003, p 719.