Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Численное моделирование взаимодействия пограничных слоев атмосферы и океана Платов, Геннадий Алексеевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Платов, Геннадий Алексеевич. Численное моделирование взаимодействия пограничных слоев атмосферы и океана : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 04.00.22.- Новосибирск, 1993.- 13 с.: ил.

Введение к работе

Антиаиъностъ тела диссертации

Для описания нестационарных процессов, присущих глобальной климатической системе, в первую очередь нужно решить проблему взаимодействия атмосферы и океана. Основные трудности, которые возникают при рассмотрении этого вопроса, связаны с необходимостью сочетать глобальный охват климатической ситуации с достаточно подробным описанием локальных микромасштабных процессов. В настоящее время компромис, как правило, достигается в ущерб последним. Существенная доля этих процессов приходится на пограничные слои атмосферы и океана. Они определяют характер и интенсивность их взаимодействия, неадекватность отражения которого монет привести к серьбзному искажению картины энергетического баланса климатической системы при численном моделировании. Стремление решить эту проблему, построить более полную численную модель приводит к необходимости использования громадного количества памяти и чрезвычайного быстродействия вычислительных систем. Однако прогресс в вычислительной технике позволяет надеяться, что в бликайшее время решение задач такого объбма станет возможным. Следовательно, актуальность разработки моделей с достаточно подробным разрешением вертикальных процессов на границе атмосферы с океаном возрастает и работы в этом направлении нужно вести уке сейчас.

Цель работы

Целью представляемой диссертационной работы является разработка модели взаимодействующих пограничных слобв атмосферы и океана, включающей в себя параметризации основных физических процессов мелкомасштабного уровня и построенной в результате верификационных экспериментов с использованием данных натурных наблюдений. Среди процессов, требующих своего описания или параметризации, выделяются- следующие:

  1. конвективное и ветровое'перемешивание в океане;

  2. формирование и разрушение квазиоднородного слоя ( вовлечение и антивовлечение );

3. турбулентность;

4. двойная турбулентная диффузия (процессы, определяемые
различием коэффициентов турбулентной теплопроводности и
турбулентной диффузии солей);

  1. противоградиентный турбулентный перенос;

  2. турбулентные потоки в приводном слое;

  3. штормовая интенсификация тепло- и влагообмена;

  4. сухая и влажная конвекции;

  5. длинноволновая и коротковолновая радиация;

  1. гидрологический цикл;

  2. воздействие крупномасштабных факторов на структуру пограничного слоя.

Приведенный" список наверняка не исчерпывает всех факторов, задействованных на границе двух сред. Копою, однако, с определенной долей уверенности утверждать, что перечисленные процессы являются преобладающими, хотя бы с точки зрения наибольшей повторяемости в реальных атмосфере и океане.

Научная новизна работы

Непосредственное использование в расчетах данных натурных наблюдений, как с целью постановки реальных граничных и начальных условий, так и с целью статистического сравнения результатов численного моделирования с этими данными позволило подробно исследовать и уточнить описание ряда процессов, таких как противоградиентный турбулентный перенос, турбулентное вовлечение, двойная диффузия, а также подробно рассмотреть проблему турбулентного замыкания. В этом и состоит элемент новизны данной работы.

Практическая ценность работа

Основное назначение модели — это описание процессов под-сеточного масштаба в рамках глобальной или региональной модели климатической системы, где её роль трудно переоценить.

Однако способность созданной модели адекватно воспроизводить вертикальную структуру нижнего слоя атмосферы и верхнего слоя океана может быть самостоятельно использована как в прак-

тических целях, так и в теоретических исследованиях в области моделирования, климата и прогноза погоды. Сама модель оформлена в виде программного пакета, реализованного на персональном компьютере серии IBM PC АГ, и допускает достаточно гибкую эксплуатацию, как в отношении входных данных, так и в отношении физической наполнености конкретного численного эксперимента с моделью, то есть пакет включает возможность выбора различных параметризаций в зависимости от желания исследователя в режиме диалога.

Апробация результатов работы

Результаты, представленные в диссертации, докладывались на Всесоюзном семинаре по пограничным слоям в атмосфере и океане (Ленинград 1987), на Всесоюзной научно-технической конференции (Севастополь 1988), на Всесоюзной конференции по программе «Разрезы» (Одесса 1990), на российско-германском семинаре по океанографии (Москва 1991), на Всесоюзном совещании по динамике океана (Новосибирск 1991), а также на Школе-конференции молодых ученых ВЦ СО АН СССР (Новосибирск 1988,1989).

Диссертация полностью докладывалась в Вычислительном центре СО РАН на семинаре Отдела математического моделирования физики атмосферы и океана и охраны окружающей среды.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 работ, две из них находятся в печати. Список приводится в конце автореферата. Личный вклад автора состоит в формировании совместной модели пограничных слоев атмосферы и океана, построении или уточнении некоторых параметризаций, постановке и проведении численных экспериментов на основе разработанных моделей.

На защиту выносятся

Результаты численных экспериментов с использованием проти-воградиентной гипотезы турбулентного переноса и сравнение различных гипотез турбулентного замыкания.


!

Аналитические выражения для коэффициентов тензора турбулентной диффузии тепла и солей.

Параметризация; турбулентного вовлечения в модели деятельного слоя океана.

Результаты включения модели верхнего перемешанного слоя в модель общей циркуляции Мирового океана.

Результаты исследования реакции океана на прохождение тропического циклона в районе течения Куросио.

Объел райоты.

Общий объЭм представляемой диссертации составляет 228 страниц, где 9 страниц отводится под список цитируемой литературы на 153 пункта, 2 страницы на содержание. Имеется также 50 рисунков и 8 таблиц, которые расположены внутри основного текста по ходу изложения. Кроме основного материала диссертация включает в себя два приложения объёмом 32 страницы.