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. Исследование бароклинных процессов в сжимаемой атмосфере

Давление и температура является основными параметрами, определяющими общее состояние атмосферы. Другие метеорологические параметры, такие как влажность воздуха, внешние притоки тепла, а также процессы, связанные с ними, оказывают существенное воздействие на основное состояние атмосферы (давление, температура, ветер).

Качество численных прогнозов существенно зависит от полноты исходной информации и пространственного разрешения моделей. Преодоление этих трудностей целиком зависит от имеющихся технических возможностей наблюдательных систем и вычислительной техники. Одной из нерешенных проблем является корректный учет в моделях условий на нижней и верхней границе атмосферы. В какой-то степени она решается использованием σ – системы координат.

Улучшение качества прогнозов может быть получено благодаря введению влажности при определении барического градиента в уравнениях движения. А отсюда вытекает необходимость учета влажности и ее фазовых переходов при расчете полей вертикальных движений, давления и температуры. Выведен уравнения для полной производной от давления и температуры и показано, что для прогноза давления можно строит модель, базирующуюся на использовании уравнения для неполной производной от давления, решение которой зависит от вертикального распределения плоской дивергенции, горизонтальной бароклинности и внешних притоков тепла. Совместное рассмотрение этого уравнения с уравнением движения (подраздел 1) представляет собой основу численной модели прогноза метеорологических элементов.

Важным фактором, играющим большую роль в динамике бароклинных преобразований, являются внешние притоки тепла. Их роль особенно возрастает при увеличении временного масштаба процессов, что имеет место при долгосрочном прогнозировании.

Из физических, принципиальных проблем следует отметить проблему учета планетарного пограничного слоя и взаимосвязь разномасштабных атмосферных процессов (конвекция, термодинамика океана, микрофизические явления в облаках, радиационные процессы в реальной, облачной атмосфере и др.).

К этому циклу исследований также следует отнести интересные прогностические эксперименты Гамбо [131] и Кришнамурти [138], им удалось наглядно показать существенную роль процессов конденсации и конвективной неустойчивости на крупномасштабный циклогенез.

Рассмотрим атмосферу в состоянии насыщения. К условиям ненасыщенной атмосферы можно будет перейти путем простого стремления к нулю некоторых параметров. Уравнения для полной производной от давления и температуры будут в дальнейшем использованы при построении уравнения для вертикальной скорости и прогностического уравнения поля давления и температуры. Кроме того, рассматриваемые в этом параграфе уравнения могут быть использованы для модели прогноза в изобарической системе координат с учетом наличия конденсационных слоев.