В разд. 6.9 было показано, что если можно воспользоваться гидростатическим приближением ( <С N/1)), то при строго положительной частоте плавучести т нигде не может обращаться в нуль (для постоянных Ь и N т равно N/1)). В силу этого полное отражение волн оказывается невозможным. Кроме того, было, однако, показано, что в точках разрыва N может происходить частичное отражение, в результате которого после второго отражения от земли первоначальная волна может усилиться, что приведет к значительному увеличению амплитуды отклика. В модели с медленно меняющимися значениями (] и N такой эффект не возникает, так как групповая скорость в ней в гидростатическом приближении всегда направлена вертикально вверх и лучи не могут поэтому отклониться вниз. Отсюда можно вывести, что отражение возможно только тогда, когда N в какой-либо зоне потока или V изменяются на масштабе т-1 достаточно быстро. Эффект отражения приводит к усилению отклика только тогда, когда область быстрого изменения параметров располагается на подходящей высоте над обтекаемым рельефом. Так, например, в Случае, который показан на рис. 6.11, значительный отклик при малых волновых числах происходит только тогда, когда обратное число Фруда Ы Н/и (где Ы есть частота плавучести в нижнем слое высоты Я) близко к я/2, умноженному на нечетное целое число. Процесс усиления волн, обусловленный частичным отражением, вероятно, являлся важным фактором возникновения необычных волн, наблюдавшихся в окрестности Боулдера в штате Колорадо 11 января 1972 г. В [406] на основе трехслойной модели наблюдаемой ситуации проведен линейный анализ этого явления. В этом случае максимальный отклик был получен тогда, когда толщина каждого из двух нижележащих слоев была равна четверти длины волны. Нижний слой отличался высокой устойчивостью и имел толщину около 2 км. Второй слой был слабо устойчивым и имел толщину около 6 км (т. е. значение т было меньшим, составляя е « 0,3 от предыдущего). В третьем слое, представляющем стратосферу, вертикальное волновое число было всего лишь на 20 % больше, чем во втором слое, т. е. ситуация сильно напоминала рассмотренную в разд. 6.9.4.
Скачать страницу
[Выходные данные]