ЛИДЕР В СФЕРЕ СПУТНИКОВОГО МОНИТОРИНГА
RU EN

Атмосферные гравитационные волны в северной части Каспийского моря

08 Октября 2012
Мониторинг

На радиолокационных изображениях (РЛИ) северной части Каспийского моря, полученных во время спутникового мониторинга, проводимого ИТЦ «СКАНЭКС» по заказу ООО «Лукойл — Нижневолжскнефть», в период с мая по сентябрь достаточно часто регистрируются группы периодических квазипараллельных полос, генезис которых можно объяснить образованием и прохождением атмосферных гравитационных волн (АГВ). АГВ генерируются в нижней атмосфере и могут распространяться как в вертикальном, так и горизонтальном направлении при соответствующих условиях.

В 2010-2012 г. на РЛИ были обнаружены как квазилинейные (рис. 2), так и нелинейные (рис. 1, 3, 4) волны. При исследовании АГВ по их поверхностным проявлениям особый интерес представляют те условия, в которых происходит формирование волн. Исследования АГВ основаны на анализе сигнатур, оставляемых волнами в облачном покрове (волнистые облака на снимках видимого диапазона), или поверхностных проявлений на морской поверхности (квазипараллельные полосы на РЛИ).

При рассмотрении причин происхождения нелинейных АГВ следует принимать во внимание ряд механизмов. Волны в нижнем слое атмосферы могут быть генерированы мощными нисходящими движениями воздуха, воздействующими на приводный устойчиво стратифицированный слой воздуха. Среди них: нисходящие движения воздуха, возникающие при взаимодействии воздушных масс, во фронтальных зонах, в мощных кучево-дождевых облаках, местные (катабатические) ветры. Эти движения возмущают устойчивый приземный слой атмосферы. В случае захвата этих возмущений, они эволюционируют со временем, превращаясь в серию (цуг) нелинейных волн, распространяющихся горизонтально.

Предварительный анализ показал, что волны над Северным и Средним Каспием появляются достаточно часто, при благоприятных условиях ежедневно. Цуги волн состоят из 3-4 — 10-15 волн, индивидуальные волны имеют длину несколько километров и более. Скорость распространения АГВ, найденная по расстоянию между лидирующими солитонами на последовательных РЛИ, составляет от 2 до 8 м/с. Скорость ветра при прохождении АГВ изменяется от 2 до 15 м/с. Часто волны распространятся против фонового ветра (рис. 1, 3). Пространственная ориентация пакетов АГВ, вид поверхностных проявлений и формы цугов волн позволяют заключить, что они образуются над поверхностью воды.

— Гравитационные волны в атмосфере — одно из распространенных явлений природы. Они возникают в нижнем слое атмосферы и часто появляются над поверхностью морей и океанов. Поскольку эти явления волновые, они создают на морской поверхности, и соответственно, на радиолокационных изображениях серии характерных поверхностных проявлений в виде групп квазипараллельных полос разной интенсивности. Наиболее вероятный механизм генерации волн над Северным Каспием связан со стоком относительно холодного воздуха в котловину моря и возбуждением квазиустойчивого слоя воздуха, расположенного над водной поверхностью моря по типу атмосферного бора (рис. 5). Практический интерес состоит в том, что резкие колебания скорости ветра при прохождении интенсивных АГВ могут нанести ущерб маломерным судам и сооружениям, — говорит старший научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН Андрей Иванов.

 

Рис.1. Атмосферные гравитационные волны на РЛИ ENVISAT от 20.09.2010, 18:29 UTC и RADARSAT-1 от 21.09.2010, 14:32 UTC ((с) ESA, MDA, ИТЦ «СКАНЭКС»)
Рис.2. Атмосферные гравитационные волны на РЛИ RADARSAT-1 от 13.05.2012, 14:34 UTC  ((с) MDA, ИТЦ «СКАНЭКС»)
Рис.3. Атмосферные гравитационные волны на РЛИ RADARSAT-2 от 5.08.2012, 14:34 UTC ((с) MDA, ИТЦ «СКАНЭКС»)
Рис.4. Пакет атмосферных гравитационных волн в Среднем Каспии, отобразившийся на последовательных снимках Terra и Aqua MODIS от 20.07.2011 в 07:50 UTC (слева) и 09:35 UTC (справа), что позволяет оценить его кинематические характеристики ((с) NASA)
Рис.5. Образование волновых возмущений атмосферы из-за адвекции струи холодного воздуха мощностью d0 в устойчиво-стратифицированном слой мощностью h0 (l – длина образующихся волн, h1 – вертикальный масштаб возмущений, D – начальная высота стока); рисунок адаптирован из (Koch et al., 2004).
 
Опубликовано:
Aze.az (http://aze.az/news_atmosfernye_qravitacionny_83143.html)
Все новости

Подпишитесь на рассылку. 
Раз в неделю мы будем присылать только свежие и актуальные новости.

Наверх