![Свидетельства существования волн Кельвина в экваториальной стратосфере. На рисунке показаны изолинии (а) зонального ветра и (б) температуры над островом Кантон (3° ю. ш., 172° з. д.) в виде функции высоты и времени. Заметны движущиеся вниз линии равных фаз, которые соответствуют направленной вверх групповой скорости. На рис. (б) проведены штриховые линии, соединяющие основные максимумы и минимумы зональной составляющей ветра. (С любезного разрешения М. Уоллеса и В. Куски [825].)](/static/pngbig/819765252.png)
Вертикально распространяющиеся экваториально захваченные волны регистрировались и в атмосфере, и в океане. Рассмотрим сначала примеры волн Кельвина, способных перемещаться только в восточном направлении. В работе [825] сообщается об обнаружении этих волн в тропической стратосфере. Волны имели период около двух недель, горизонтальные длины волн около 30 тыс. км и вертикальные длины волн около 10 км. Как видно из примера на рис. 11.9, фазовая скорость направлена сверху вниз, а групповая снизу вверх. Для сравнения с теоретическими результатами необходимо отсчитывать характеристики волны от среднего ветра. Относительная фазовая скорость составляет 30—50 м/с и направлена на восток. Соответствующий истинный (с учетом эффекта Допплера) период равен 8 сут. Значение k находится в пределах 0,5—1 и представляется на рис. 11.8 в виде кружка. Далее этот вопрос изучался в работах [821, 822, 337]. Хирота [330] обнаружил другой пример волны Кельвина в стратосфере. Горизонтальное волновое число равнялось единице (длина волны равна окружности Земли), период 4—9 сут, вертикальный масштаб 17—23 км. Фазовая скорость с учетом допплеровского сдвига была равна 60—80 м/с. Расположение характеристик волны с такими свойствами на рис. 11.8 примерно совпадает с положением только что рассмотренной волны Кельвина. В работе [894] приводятся сведения о регистрации аналогичной волны.~~Кроме отмеченных выше волн, в экваториальной стратосфере также существуют очень интересные изменения более продолжительного периода. На рис. 11.9, а видно, что граница раздела между восточными и западными ветрами понижается в течение 4-х месяцев. Это изменение составляет часть так называемого квазидвухлетнего цикла; название связано с тем, что время повторов одинаковых состояний обычно составляет два года, но иногда оно возрастает до двух с половиной лет. Такая цикличность очень отчетливо проявляется в почти тридцатилетием ряду данных наблюдений над зональными ветрами, которые приведены в поправке к работе [143]. В связи с тем что экваториально захваченные волны более короткого периода достигают критического уровня на линии нулевой скорости (см. разд. 8.9.4), эффекты волнового переноса (см. разд. 8.15) играют важную роль в продвижении этой линии вниз. Они обсуждались в работах Холтона [337, 338, 339].
Вернуться к оглавлению