Внутренние волны в океане и атмосфере

Внутренние волны в океане и атмосфере [c.364]

На фоне основ теории внутренних волн (разд. 4.1) и условий, прн которых они не связаны со звуковыми волнами (разд. 4.2), мы коротко остановимся сначала на природе и значении внутренних волн в океане, а затем на их несколько иных природе и значении в атмосфере. [c.364]

В этой главе мы обсудим дисперсионные характеристики волн в различных реальных средах. Ограничимся средами, в которых физические явления допускают гидродинамическое описание. Это, конечно, жидкости и газы и, кроме того, плазма и плазмоподобные среды (например, пучки заряженных частиц), при анализе волн в которых можно пренебречь кинетическими эффектами или учесть их феноменологически. Будут рассмотрены как хорошо известные из общего курса физики звуковые волны, так и более специфические — волны в атмосфере и океане, связанные с вращением Земли внутренние волны в стратифицированном океане ионно-звуковые волны в неизотермической плазме и т.д. [c.90]

Упоминание о конденсации приводит нас к последнему основному различию между атмосферой и океаном в отношении внутренних волн. Содержащиеся в атмосфере водяные пары подвергаются фазовым изменениям, при которых высвобождается или поглощается скрытая теплота. Эти тепловые процессы могут изменить выражение (8) для избыточной плотности, а поэтому также и условие устойчивости (10). [c.374]

Система акустического зондирования может быть применена и для исследования неоднородностей показателя преломления, вызванного турбулентностью в море, в том числе для исследования внутренних волн. Используя усовершенствованный эхолот, можно рассматривать слабые сигналы рассеяния звука от неоднородностей морской воды (изменение плотности, температуры, скорости звука, солености [30]). Весь этот цикл работ наряду с данными, полученными другими методами, показал, что об атмосфере и об океане лишь в самом грубом приближении можно говорить как [c.187]

Планетарными волнами (или волнами Россби) называют некоторые движения, происходящие в слое жидкости, покрывающем вращающийся шар. Эти волны обязаны своим происхождением изменению вертикальной компоненты относительной завихренности при смещении элемента жидкости из среднего положения в сторону низких широт [14]. Нелинейное взаимодействие между такими волнами представляет интерес по крайней мере по двум причинам во-первых, для планетарных волн в атмосфере, а, возможно, также и в океане, отношение скорости частицы к фазовой скорости волны (являющееся показателем нелинейности) может составлять заметную величину во-вторых, резонансное взаимодействие между планетарными волнами происходит уже во втором порядке малости, а не в третьем, как для поверхностных гравитационных волн. (В этом отношении оно сходно с взаимодействием между внутренними гравитационными волнами. См. работы [1, 17] и статью Филлипса из настоящего сборника.) Следовательно, с динамической точки зрения это взаимодействие имеет более важное значение. Кроме того, уравнения, описывающие такое взаимодействие, сравнительно просты, и с ними легче работать. [c.161]

Соответствующие значения частоты Вяйсяля — Брента N, о которой упоминалось в разд. 4.1, группируются вблизи величины порядка 10 -с . Это наводит на мысль, что характер распространения внутренних волн в океане и атмосфере определяется прежде всего влиянием стратификации. Другими словами, значение величины со к Ц- Р + т ) определяется прежде всего вкладом, обусловленным тяготением, который, если ось 2 направлена вертикально, равен (разд. 4.1) [c.530]

В открытых волновых каналах поперечная локализация Н. в. происходит в результате полного внутреннего отражения либо на резких границах раздела сред (диэлектрич. волноводы, световоды), либо на плавных неоднородностях среды (звуковые каналы в океане и атмосфере, ионосферные радиоканалы, каналы внутр. волн в океане и др.). Совокупность локализованных (или захваченных) мод дискретна, но (в отличие от экранир. систем) не является полной. В волновых каналах существует сплошное множество т. н. не-захваченных мод, не спадающих при Г1 с/ . [c.361]

Радиолокационная съемка морской (водной) новерхности может эффективно использоваться для изучения гидродинамических процессов в океане и озерах, ветрового волнения и зыби, гидрологических фронтов, динамики течений, поверхностных проявлений внутренних волн, загрязнений, исследования механизма взаимодействия океан-атмосфера в интересах фундаментальной и промысловой океанологии, обеспечения безопасности судовождения, рыбной ловли, оценки бионродуктивности внутренних водоемов и морей, климатологии, экологии, оперативной оценки гидрологической обстановки нри паводпепиях, паводках, составления геологических карт и поиска полезных ископаемых в зоне прибрежного шельфа. При статистической обработке данных зондирования водной новерхности (измерения а, спектров волнения и др,) возможно усреднение дан- [c.34]

К тому же в атмосфере воздушные потоки (ветры) оказывают влияние на внутренние волны и взаимодействуют с ними ехце в большей мере, чем течения в океане. Именно по этой причине мы включаем разд. 4.6 о прослеживании луча в воздушном потоке с приложениями к распространению как внутренних, так и звуковых волн в неоднородных воздушных потоках. [c.374]

Хайнс [229, с. 72] предположил, что внутренние гравитационные волны в атмосфере можно было бы использовать для прогноза цунами. Цунами зарождаются при землетрясениях, происходящих под дном океана или на его границах. Только на мелководье, чаще всего у самых берегов, где энергия волн должна переноситься относительно малой массой воды, цунами имеет большие высоты волн. В открытом океане волны цунами мало заметны, так как, хотя они и могут, возможно, достигать амплитуды в несколько метров, расстояние по горизонтали между ее пиком и подошвой составляет многие километры. Именно потому, что в открытом океане их трудно фиксировать, прогноз появления этих волн у берегов затруднен. Однако по мере распространения цунами оно должно вызывать смещение нижних слоев атмосферы и в свою очередь атмосфера должна отвечать на это возмущение образованием гравитационной волны. Параметры этих волн таковы, что они относятся к классу внутренних волн и, следовательно, растут с высотой по экспоненциальному закону. Подъем на несколько метров у поверхности воды мог бы привести к колебанию в несколько километров в ионосфере, и подобные амплитуды волн едва ли останутся незамеченными при организации специальных наблюдений. Таким образом, мы приходим к следующему умозрительному вопросу если мы хотим проследить распространение волны цунами и таким образом предсказать с какой-то уверенностью ее разрушительный натиск, то не лучше ли было бы для нас установить постоянное наблюдение за ионосферой [c.325]

Волны в атмосфере и океане имеют сходство с волнами в плазме. Например, Р.З. Сагдеев отметил сходство между ионно-звуковыми и магнитозвуковыми солитонами, с одной стороны, и солитонами длинных гравитационных волн на воде — с другой [0.1]. Особый интерес представляет сходство волн Россби в атмосфере с дрейфовыми волнами в плазме. Волны Россби являются продолжением ветви звуковых и длинных гравитационных волн. Когда длина звуковых волн в атмосфере больше ее глубины, сжимаемость воздуха становится несущественной. Роль сжимаемости начинает играть изменение эффективной глубины в гравитационном поле. При этом звуковая ветвь плавно переходит в ветвь длинных гравитационных волн. В гравитационных волнах колебания частиц происходят вдоль горизонтального компонента градиента возмущения давления. Различают баротропные и внутренние моды, В баротропной моде фаза осцилляций частиц не зависит от высоты, а во внутренней она существенно меняется с высотой. Баротропные моды в атмосфере и океанах описываются системой уравнений мелкой воды с добавлением силы Кориолиса [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...