Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Атмосферные волны, связанные с небольшой пыльной бурей на северо-западе Африки 23 сентября 2011 года.

Атмосферная волна является периодической помехой в области атмосферных переменных (например , поверхностное давление или геопотенциальной высоту , температура или скорость ветра ) , которые могут либо распространяться ( бегущая волной ) или нет ( стоячей волны ). Атмосферные волны варьируются в пространственном и временном масштабе от крупномасштабных планетарных волн ( волн Россби ) до мельчайших звуковых волн . Атмосферные волны с периодами, которые являются гармониками одного солнечного дня (например, 24 часа, 12 часов, 8 часов ... и т. Д.), Известны какатмосферные приливы .

Причины и последствия [ править ]

Механизм воздействия волны, например, генерация начального или длительного возмущения атмосферных переменных, может быть различным. Как правило, волны возбуждаются либо нагревом, либо динамическими эффектами, например, препятствием для потока горными хребтами, такими как Скалистые горы в США или Альпы в Европе . Тепловые эффекты могут быть мелкомасштабные (например , генерации гравитационных волн путем конвекции ) или крупномасштабных (образование волн Россби от температуры контрастов между континентов и океанов в северном полушарии зима).

Атмосферные волны переносят импульс , который возвращается в фоновый поток по мере того, как волна рассеивается . Это волновое воздействие на поток особенно важно в стратосфере , где это накопление импульса волнами Россби планетарного масштаба вызывает внезапное стратосферное потепление, а осаждение гравитационными волнами вызывает квазидвухлетние колебания .

При математическом описании атмосферных волн используются сферические гармоники . Если рассматривать сечение волны по кругу широты , это эквивалентно синусоидальной форме.

Типы волн [ править ]

Поскольку распространение волны в основном вызвано дисбалансом сил, действующих в воздухе (который часто рассматривается в терминах воздушных частиц при рассмотрении волнового движения), типы волн и их характеристики распространения различаются по широте, главным образом потому, что Эффект Кориолиса на горизонтальный поток максимален на полюсах и равен нулю на экваторе .

Есть четыре разных типа волн:

  • звуковые волны (обычно исключаемые из уравнений движения атмосферы из- за их высокой частоты)

Это продольные волны или волны сжатия . Звуковая волна распространяется в атмосфере посредством серии сжатий и расширений, параллельных направлению распространения.

  • внутренние гравитационные волны (требуется стабильная стратификация атмосферы)
  • инерционно-гравитационные волны (также включают значительный эффект Кориолиса в отличие от "нормальных" гравитационных волн)
  • Волны Россби (видны во впадинах и гребнях геопотенциала 500 гПа, вызванного среднеширотными циклонами и антициклонами )

На экваторе также могут наблюдаться смешанные гравитационные волны Россби и волны Кельвина .

См. Также [ править ]

  • Атмосферная термодинамика

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Холтон, Джеймс Р.: Введение в динамическую метеорологию , 2004. ISBN  0-12-354015-1