О поведении круглого в плане эллипсоидального вихря океана во внешнем бароклинном потоке с вертикальным сдвигом
27 августа 2025 г.
В Russian Journal of Earth Sciences опубликована статья «Evolution of Hydrodynamic Parameters of an Ellipsoidal Vortex in a Baroclinic Background Flow».
Исследование провели Д. А. Арутюнян1 и член-корреспондент РАН В. В. Жмур1,2,3 (1Московский физико-технический университет, 2Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 3Санкт-Петербургский государственный университет).
В работе рассматривается задача о поведении круглого в плане эллипсоидального вихря океана во внешнем бароклинном потоке с вертикальным сдвигом. Основное внимание уделено оценкам времени жизни вихря в режиме конечного времени жизни, выявлению свойств критических значений параметра сдвига фонового течения, разделяющих режимы выживания и конечного времени жизни, а также эволюции энергии вихря во всех упомянутых выше режимах поведения в бароклинном фоновом течении.
Установлено, что время жизни вихря при фиксированных начальных условиях для его параметров сильно зависит от параметра внешнего сдвига. В зависимости от времени жизни вихря, изображающая точка пространства внешних параметров может находиться в одной из трех зон: (1) зона выживания, когда время жизни вихря стремится к бесконечности, (2) зона конечного времени жизни вихря и (3) зона вытягивания, где время жизни вихря стремится к нулю. При некотором значении сдвига скорости бесконечное время жизни вихря становится конечным. Такое значение сдвига, соответствующее границе между зонами (1) и (2), характеризуется как критическое. Критический сдвиг, в свою очередь, зависит от начальных геометрических параметров ядра вихря.
В работе также исследуется эволюция энергетики вихря. Показано, что при вытягивании вихря бароклинным потоком убывает полная механическая энергия как ядра, так и всего вихря, а также что квазигеострофический баланс остается справедливым для всех трех режимов поведения.
Читайте также: