Г. М. Резник1,*, С. В. Кравцов1,2

1 Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

2 Университет штата Висконсин, Милуоки, США

*E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Цель. Работа представляет собой краткий обзор теории сингулярных вихрей бета-плоскости.

Методы и результаты. Главное внимание уделяется описанию долговременной эволюции отдельного сингулярного вихря: приводятся основные уравнения и интегралы движения, дается описание численной схемы расчета такой эволюции и излагаются некоторые результаты численных экспериментов. Показано, что эволюция вихря проходит два этапа. На начальной (квазилинейной) стадии излучение вихрем волн Россби в ближнюю зону создает в окрестности вихря нестационарный вторичный диполь (бета-круговороты), который приводит вихрь в движение (циклон дрейфует на северо-запад, антициклон – на юго-запад). На следующей (нелинейной) стадии становится важным излучение волн Россби в дальнюю зону и самовоздействие регулярной компоненты движения. Сингулярный циклон (антициклон) постепенно дрейфует внутрь антициклонического (циклонического) бета-круговорота, образуя с ним компактную вихревую пару, продолжающую движение к северо-западу (юго-западу); циклонический (антициклонический) бета-круговорот постепенно ослабевает и теряет связь с сингулярным вихрем. При этом вихрь взаимодействует с излученными им ранее волнами Россби, что приводит к колебаниям скорости его движения. Продолжительность квазилинейной стадии резко увеличивается с ростом амплитуды сингулярного вихря, для вихрей небольшой амплитуды она быстро проходит и сменяется нелинейной стадией. Впервые нелинейная стадия эволюции монополя открыта и описана в наших работах по динамике сингулярных вихрей на бета-плоскости.

Выводы. Развитая нами теория сингулярных вихрей бета-плоскости существенно расширяет наши знания об эволюции и динамике геофизических локализованных вихрей, играющих важную роль в крупномасштабной циркуляции океана и атмосферы.

Ключевые слова

обзор теории сингулярных вихрей бета-плоскости, волны Россби.

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (Соглашение № 05.616.21.0120, уникальный идентификатор RFMEFI61619X0120).

Для цитирования

Резник Г. М., Кравцов С. В. Сингулярные вихри бета-плоскости: краткий обзор и недавние результаты // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 6. С. 720–739. doi:10.22449/0233-7584-2020-6-720-739

DOI

10.22449/0233-7584-2020-6-720-739

Скачать статью в PDF-формате