Файл: Мельникова И.И. Динамическая метеорология учеб. пособие для океанологов.pdf

С другой стороны, так как со направлен по земной оси, то этот объем можно представить как произведение (о на площадь сече-

ння, параллельную плоскости экватора, которая равна V '- dl', где штрихом обозначены проекции векторов на плоскость эква­ тора, В таком случае

W)

Поскольку интеграл численно равен приращению площади

dS' за единицу времени (рис. 53), то, подставив в (6.6.10) вместо

Рис. 53. Приращение площади за единицу времени

интеграла dS'/dt и воспользовавшись параллельностью d S 'n со, получим

dV

(6.6.11)

dt

Направление обхода контура должно быть выбрано против

часовой стрелки (если смотреть с конца вектора со), в этом слу­ чае из (6 .6 .1 1 ) следует, что циркуляция скорости увеличивается при. сжимании контура и уменьшается при расширении. -

Используем тепёрь установленные закономерности для объяс­ нения образования бризовон циркуляции. Днем суша нагрева­ ется больше, чем море, и в результате возникает наклон изотер­ мических поверхностей (над сушей они приподняты). Поскольку наклон изобар значительно меньше, то за счет пересечения изо­ бар и изотерм образуются изобаро-изотермические соленоиды п возникает циркуляция по направлению кратчайшего поворота от grad р к grad Т, т. е. движение от суши к морю наверху (анти­

145

Действительно, если в поясе широт между <ji и Фг располо­ жен материк, а южнее океан, то. летом за счет различии в нагре­ вании должно возникнуть движение воздуха с океана на мате­ рик — с юга на север (рис. 55).

сонной циркуляции появится составляющая, направленная с за­ пада на восток.

Теория бризов

Поскольку бризы можно рассматривать как мезометеорологический процесс, получим систему уравнений термогидроди­ намики атмосферы, применяемую при изучении процессов тако­ го масштаба. Выпишем в наиболее общем виде систему уравне­

ний термогидродинамики атмосферы (2.2.12), (2.1.7),' (2.1.13),

(2.1.20), (2.1.22):

da _ dt~

dw dt

(6.6.15)

(6.6,16)

147

для решения задач мезометеорологни нецелесообразно, так как она помимо мезометеорологических явлений описывает еще крупномасштабные процессы, звуковые волны и другие «шумы»; не все члены имеют одинаковый порядок; система существенно нелинейна, но некоторые члены могут быть линеаризованы, по­

Преобразуем систему (6.6.14) к виду, удобному для решения данной задачи. Введем вместо давления величину л

AR

(6.6,17)

(іосю) Л-9

где Ѳо — среднее значение потенциальной температуры. Продифференцировав (6.6.15) по х, у, г и использовав урав­

нения состояния, нетрудно получить

С учетом (6.6.18) уравнения движения можно записать в виде

148

Введем понятие о невозмущенных полях метеорологических элементов, т. е. полях, которые имели бы место при отсутствии мезометеорологчнеских возмущений связанных с термической неоднородностью подстилающей поверхности. Обозначим невоз­ мущенные значения метеоэлементов через U, V, Ѳ, II, W. Так как невозмущенное поле можно отождествить с крупномасштаб­ ной циркуляцией, для которой вертикальная скорость мала по сравнению с мезомасштабными процессами, то будем считать, что \Ѵ= 0. Запишем систему уравнений для определения невоз­ мущенных значений метеоэлементов:

149