Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
МОДЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОМПАНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ С УЧЕТОМ АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ
Айдосов А. , Айдосов Г. А., Заурбеков Н. С.,
2.2.5. Численная модель неадвективных изменений давления
Рассмотрим упрощенную модель без конденсации. Следуя работе [167], изложим численную схему для диагностической части. Для удобства уравнений (2.75) перепишем их в виде:
(2.77)
(2.78)
Атмосферу разбиваем на слои неодинаковой толщины, границы которых будем называть основными уровнями и обозначать целыми индексами. Введем также дробные индексы, соответствующие серединам слоев. Поверхность земли и верхняя граница модели (zT) должны быть «дробными» уровнями. В связи с этим вводятся фиктивные уровни, лежащие ниже поверхности земли, и некоторый уровень zL, лежащий выше zT.
Введем обозначения:
где l – порядковый номер основных уровней и 
– нумерация «дробных» уровней.
Проинтегрируем (2.77) в интервале zl–1 < z < zl+1, а (2.78) в интервале 
В полученных уравнениях исключим 
. В результате придем к следующему трехточечному разностному уравнению для определения Г:
(2.79)
где 
Разностное уравнение (2.79) хорошо решается методом факторизации (прогонки), для чего необходимо добавить краевые условия.
Изменение давления, как это видно из (2.79), зависит от следующих факторов: дивергенции во всей толще атмосферы, горизонтальной бароклинности В, внешних притоков тепла на различных уровнях атмосферы и, наконец, от краевых условий, где наиболее интересными являются орографические вертикальные движения W0. Кроме этого, решение зависит от стратификации атмосферы (параметра α). Наличие такого большого количества факторов затрудняет качественный анализ уравнения (2.90). С целью выявления некоторых закономерностей и оценки роли различных факторов были проведены расчеты Г в зависимости от модельных распределений параметров, входящих в уравнение. Поскольку почти все параметры (кроме дивергенции) входят в правую часть линейно, интересно было оценить роль вертикальной нелинейности, обязанной изменению температуры с высотой.
Горизонтальная бароклинность В играет большую роль в динамике атмосферных процессов. Изучение вклада радиационного притока тепла в изменение давления представляет большой интерес при разработке прогностических моделей. Поскольку приток тепла в нашей модели входит в краевые условия, было интересно выяснить характер его влияния на изменение давления. Радиационное нагревание на верхней границе (0,25°/ч) вызывает рост давления порядка 0,7–1 мб/12 ч во всей нижележащей атмосфере.