Географія и геологія/

2. Спостереження, аналіз і прогнозування метеорологічних умов

Недострелова Л.В.

Одеський державний екологічний університет, Україна

ІНТЕГРАЛЬНІ ПОТОКИ ЕНЕРГІЇ БЛОКУЮЧОЇ СИТУАЦІЇ

Велику увагу, яка надається дослідженню енергетики атмосферних процесів, можна пояснити тим, що енергетика дозволяє розглядати динамічні процеси, що відбуваються в атмосферних системах різного масштабу, в усьому їх різноманітті. Майже єдиним концептуальним припущенням, цілком реальним та неодноразово доказаним експериментально та теоретично, є існування перетворення одних видів енергії в інші і, за рахунок цього, енергетичного "підживлення" атмосферних процесів одного масштабу іншими. Таким чином, проблема, яка розглядалася та розглядається у теперішній час багатьма дослідниками, полягає у найбільш точному з фізичної точки зору описі зазначених перетворень енергії.

Є загальноприйнятим, що першоджерелом атмосферної енергії є приплив тепла за рахунок сонячної радіації. Прямим результатом цього є нагрівання атмосфери і підстильної поверхні океану та суші, тобто генерування внутрішньої енергії [1, 2].

Взявши за основу зонально симетричну структуру глобальної атмосфери, Лоренц у 1955 р. [3] розділив кінетичну (K) та доступну потенціальну (Р) енергії на середньозональні (підрядковий індекс Z) та вихрові (підрядковий індекс Е) компоненти. Система рівнянь для бюджетів кінетичної (КЕ) та доступної потенціальної енергії (ДПЕ), запропонована Лоренцем, може застосовуватися й для відкритих атмосферних систем, якими є циклони і антициклони. Розглянемо систему рівнянь для бюджетів кінетичної та доступної потенціальної енергії, яка не дуже відрізняється від оригінального формулювання Лоренца, але може застосовуватися для антициклону [4, 5].

Перенос повз межу різних видів енергії визначається інтегралом повної дивергенції потоку відповідної енергії. Отже, ці переноси через межу можна записати у вигляді:

(1)

(2)

(3)

(4)

В дослідженні використовувалися дані про метеорологічні величини у вузлах регулярної широтно-довготної сітки на ізобаричних поверхнях від АТ₁₀₀₀ до АТ₁₀₀ для області, яка в горизонтальній площині обмежена 47,5° і 72,5° пн.ш. и 35,0° і 52,5° с.д. Ці дані отримані з сервера NCEP-NCAR, їх горизонтальне розділення становить 2,5° по широті та довготі. Об’єктом дослідження є блокуюча ситуація, що спостерігалася з 9 липня по 5 серпня 2003 року.

Результатом дослідження є наступні висновки. Інтегральні потоки BPZ і BPE в основному мають від’ємні значення, що говорить про відтік енергії з області дослідження. Інтегральний потік BKZ в основному має від’ємні значення, що дозволяє затверджувати про відтік зональної кінетичної енергії з району дослідження. Додатний інтегральний потік BKZ характеризується посиленням антициклону біля землі і утворення висотних циклону і антициклону, для чого необхідна додаткова енергія, яку досліджувана область забирає з оточення. Інтегральний потік BKE має як додатні, так і від’ємні значення. Додатні значення характерні для процесів утворення і посилення баричних утворень, а від’ємні – для стадій максимального розвитку баричних утворень і для стадій їх руйнування.

ЛІТЕРАТУРА

1. Лоренц Э.Н. Природа и теория общей циркуляции атмосферы: Пер. с англ. – Л.: Гидрометеоиздат, 1970. – 259 с.

2. Хохлов В.Н. Энергетика общей циркуляции атмосферы. – Одесса: Изд-во "ТЭС", 2004. – 134 с.

3. Lorenz E.N. Available potential energy and the maintenance of the general circulation // Tellus, 1955. – Vol. 7. – P. 157-167.

4. Michaelides S.C., Prezerakos N.G., Flocas Y.A. Quasi-Lagrangian energetics of an intense Mediterranean cyclone // Q. J. R. Meteorol. Soc., 1999. – Vol. 125. – P. 139-168.

5. Хохлов В.М. Енергетика атмосфери: Конспект лекцій. – Одеса: Екологія, 2008.– 62 с.