Другим важным конечно-амплитудным эффектом при малых масштабах (L < U/N) является отрыв пограничного слоя, который создает спутный след с масштабом глубины порядка L высоты холма и с масштабом длины порядка ширины холма. Величина сопротивления в значительной мере зависит от того, происходит или не происходит отрыв пограничного слоя (см. результаты [7141, лабораторные эксперименты [359] и численные расчеты 1527]).[ ...]
Энергия волн может теряться по многим причинам. В тропосфере и в толще океана основные потери, по-видимому, обусловлены турбулентностью и передачей энергии другим волнам или усредненному потоку. Волны в океане могут также терять энергию у дна посредством рассеивания в другие волны, порождаемые рельефом. Величина потерь энергии такого рода весьма переменна и неизвестна с достаточной точностью, хотя в ряде случаев для оценки потерь используются эмпирические формулы.[ ...]
Определенный интерес представляют волны, распространяющиеся вверх в среднем слое атмосферы и претерпевающие изменения, вызванные ее разрежением. Сводка изменений свойств атмосферы с высотой приведена в разд. 3.5 и схематически представлена на рис. 3.3. И давление, и плотность падают экспоненциально и уменьшаются в е раз на высотах между 5,5 км и 8,5 км. На высоте в 86 км давление составляет 1 /270 ООО его значения на поверхности. Аналогично, средний свободный пробег, который является мерой расстояния между столкновением молекул, равен 1 см на высоте 86 км, что в 180 000 раз превышает его значение на поверхности. Выше 86 км состав атмосферы не может больше считаться постоянным и необходимо учитывать диффузионный перенос индивидуальных газов. В результате средний молекулярный вес падает с высотой, и его значение на уровне 300 км составляет примерно 60 % от его величины на высоте 86 км. Кроме того, из-за гораздо более высоких температур давление и плотность не падают так быстро, как в более низких слоях, а соответствующие масштабы высоты существенно возрастают, составляя около 50 км на уровне 300 км.[ ...]
Для того чтобы предыдущие вычисления были справедливы, т 1 должно быть мало по сравнению с масштабом высоты. Если это не так, то вычисления [888] показывают, что если решение затухает на бесконечности, то необходимо наличие в более низких уровнях комбинации волн, распространяющихся как в верхнем, так и в нижнем направлениях. Это говорит о том, что переменная вязкость вызывает частичное отражение волн. Такой результат на первый взгляд может показаться странным, хотя он и очевиден для экстремального случая, когда очень вязкая жидкость располагается над невязкой стратифицированной жидкостью.[ ...]
Другой эффект, обусловленный уменьшением плотности, проявляется в том, что амплитуды скоростей волн должны возрастать с высотой, чтобы вертикальный поток энергии оставался постоянным. Это может привести к распаду волн еще до того, когда станут существенны эффекты молекулярности. Имеются данные [341], указывающие на то, что это и происходит вблизи мезопаузы. Сопротивление волн, обусловленное этим явлением, оказывает существенное влияние на долгопериодные движения: так, например, в [341] принят такой коэффициент трения, который обеспечивает продолжительность затухания двое суток на высотах, близких к 80 км, по сравнению с 80 сутками на высотах ниже 60 км.[ ...]
Детальные подсчеты влияния диссипации на волны можно произвести численно; так, например, в [463, 464 и 466] найдено решение, непосредственно относящееся как к полусуточным и к суточным приливам, так и к внутренней моде с периодом 3 ч и вертикальным масштабом т-1, равным 4,5 км. В [467], [218] и [698] вычислено влияние диссипации на моды Лэмба, а в [218] изучены также моды, которые находятся на высотах между 100—400 км и связываются с распространяющимися ионосферными возмущениями. Были написаны обзоры и монографии по метеорологии средних слоев атмосферы [167, 337, 339, 340, 810, 394].[ ...]
Если член, содержащий вторую производную от Л, отбрасывается, решение вновь получается в виде (8.12.7).[ ...]
Для медленно меняющегося N фаза Ф задается соотношением (8.12.3), т. е.[ ...]
Тогда для данной моды с = сп (8.12.12) представляет собой дисперсионное соотношение для волн Пуанкаре.[ ...]
Измерения внутренних волн в океане обычно подтверждают это соотношение в том, что спектр Е/N на различных глубинах почти один и тот же, и определенно указывают, что его изменение намного меньше изменения спектра Е (см., например, [89]).[ ...]
Вернуться к оглавлению