Генерация волн в ограниченном бассейне движущимся фронтом атмосферного давления и связанным с ним полем касательных напряжений ветра

Abstract

В рамках линейной теории длинных волн рассматривается плоская задача о генерации движущимся атмосферным фронтом баротропных сейш в ограниченном вращающемся бассейне. Фронт характеризуется как возмущениями барического поля, так и согласованным с ним полем касательных напряжений ветра. Дан вывод модифицированных формул Акерблома для расчета касательных напряжений ветра по заданным аномалиям атмосферного давления, в которых учитывается равномерный перенос возмущений барического поля. Выполнен численный анализ зависимости амплитуд колебаний жидкости в бассейне от параметров атмосферного фронта и выбора формул для расчета касательных напряжений ветра. Учет касательных напряжений ветра приводит к значительным количественным и качественным изменениям колебаний жидкости в бассейне по сравнению со случаем чисто барического воздействия.

У рамках лінійної теорії довгих хвиль розглядається плоска задача про генерацію рухомим атмосферним фронтом баротропних сейшів у обмеженому обертовому басейні. Фронт характеризується як збуреннями баричного поля, так і узгодженим з ним полем дотичних напруг вітру. Даний висновок модифікованих формул Акерблома для розрахунку дотичних напруг вітру по заданих аномаліях атмосферного тиску, в яких враховується рівномірне перенесення збурень баричного поля. Виконаний чисельний аналіз залежності амплітуд коливань рідини в басейні від параметрів атмосферного фронту та вибору формул для розрахунку дотичних напруг вітру. Врахування дотичних напруг вітру призводить до значних кількісних та якісних змін коливань рідини в басейні в порівнянні з випадком чисто баричної дії.

Within the framework of the linear theory of long waves the plane problem on generation of barotropic seiches in a bounded rotating basin by a moving atmospheric front is considered. The front is characterized both by disturbances of the baric field and the consistent field of wind stresses. Derivation of the modified Akerblom formulas for calculating wind stresses based on the preset anomalies of atmospheric pressure is given. The formulas take into account uniform translation of baric field disturbances. Dependence of fluid oscillations in the basin upon the atmospheric front parameters and choice of the formulas for calculating wind stresses is numerically analyzed. Consideration of the wind tangential stresses results in considerable quantitative and qualitative changes of field oscillations in the basin as compared with pure baric forcing.