Динамика компактного вихря в зоне прибрежного шельфа

Abstract

Рассмотрена эволюция компактного вихря с масштабами сто метров по вертикали и несколько километров по горизонтали в рамках модели моря, состоящей из верхнего перемешанного слоя и нижнего слоя с устойчивой вертикальной стратификацией. Распределение плотности по вертикали задается гладкой функцией: постоянное значение плавно переходит в близкую к линейной экспоненциальную зависимость. Показано, что планетарное вращение и топография дна являются двумя независимыми причинами трансформации монополя в триполь. Устойчивость триполя зависит, прежде всего, от относительной толщины вихря, а также от стратификации. Неустойчивость возникает сначала в более мелкой области за счет трения вихря о дно. Трансформация монополя происходит без введения дополнительных азимутальных возмущений поля скорости.

Розглянута еволюція компактного вихору з масштабами сто метрів по вертикалі та декілька кілометрів по горизонталі в рамках моделі моря, яка складається з верхнього перемішаного шару та нижнього шару із стійкою вертикальною стратифікацією. Розподіл густини по вертикалі задається гладкою функцією: постійне значення плавно переходить в близьку до лінійної експоненціальну залежність. Показано, що планетарне обертання та топографія дна є дві незалежні причини трансформації монополя в триполь. Стійкість триполя залежить, передусім, від відносної товщини вихору, а також від стратифікації. Нестійкість виникає спочатку в дрібнішій області за рахунок тертя вихору об дно. Трансформація монополя відбувається без введення додаткових азимутальних збурень поля швидкості.

Evolution of a compact vortex with the vertical scale – 100 m and the horizontal one - several kilometers is considered within the framework of the sea model consisting of the upper mixed layer and the lower one with stable vertical stratification. Vertical distribution of density is prescribed by a smooth function: constant value smoothly grades into the exponential dependence close to the linear one. It is shown that planetary rotation and bottom topography constitute two independent mechanisms of a monopole transformation into a tripole. The tripole stability depends, first of all, on the vortex relative thickness and also on stratification. At first, instability arises in a shallower water area due to the vortex-bottom friction. The monopole transforms into a tripole without introducing additional azimuth disturbances of the velocity field.