1. Введение в геофизическую гидродинамику

1. Введение в геофизическую гидродинамику

Г. Г. (механика жидкости и газа) – раздел гидродинамики, в котором изучается движение несжимаемой жидкости и их взаимодействия с твердыми телами.

Атм. процессы могут быть описаны на основе 3 известных законов физики:

1) Закон изменения кол-ва движения;

2) Закон сохранения массы;

3) Закон сохранения энергии;

Математическим выражением этих законов является:

1) Уравнение движения;

2) Уравнение неразрывности;

3) Уравнение притока тепла;

Все атмосферные процессы можно поделить на три большие группы:

Крупномасштабные (макро) – имеют горизонтальные масштабы порядка тысяч километров (от 1 до 10), развиваются за период времени порядка от 1 до 10 суток (циклогенез, струйные течения);

Среднемасштабные (мезо) – развиваются на площади от 10 до сотен километров, время жизни порядка нескольких часов (атм. фронт, орографические возмущения);

Мелкомасштабные (микро) – горизонтальные масштабы от до сотен метров, период жизни – минуты, секунды (атм. турбулентность и процессы в приземном слое).

Уравнения гидродинамики рассчитывают для краткосрочного (1-3 суток) и среднесрочного (на 3-10 суток) прогноза погоды.

Ур. движения можно записать в следующем виде:

Если перейти к локальной системе координат, то это уравнение можно расписать:

Где d – индивидуальная, – частная производная

Уравнение неразрывности выражает закон сохранения массы в атмосфере, что позволяет установить связь между вертикальной и горизонтальной составляющими скорости:

Уравнение притока тепла:

Скорость изменения количества тепла и единицы объема за ед. времени за счет лучистого теплообмена и фазовых переходов воды.

Уравнение переноса влаги:

Уравнение состояния:

12 3 4 5 6 Следующая ⇒