Численное моделирование валиковых структур в мезомасштабных вихрях над Черным морем

Abstract

Рассматриваются возможные причины возникновения узких протяженных валиков, наблюдающихся в результатах численного моделирования мезомасштабных вихрей над Черным морем. В качестве характерного примера рассмотрена мелкомасштабная структура вихря, образовавшегося вблизи Крыма 15 августа 2007 г. Определены свойства валиков, указаны механизмы их появления: конвективная неустойчивость Рэлея – Бенара, динамическая неустойчивость, а также адвекция в фоновом потоке локальных неоднородностей поля скорости, связанных с положительными значениями критерия Окубо – Вейса.

Розглядаються можливі причини виникнення вузьких протяжних валиків, які спостерігаються в результатах чисельного моделювання мезомасштабних вихорів над Чорним морем. У якості характерного прикладу розглянута дрібномасштабна структура вихору, який сформувався поблизу Криму 15 серпня 2007 р. Визначені властивості валиків, зазначені механізми їх появи: конвективна нестійкість Релея – Бенара, динамічна нестійкість, а також адвекція у фоновому потоці локальних неоднорідностей поля швидкості, пов'язаних з позитивними значеннями критерію Окубо – Вейса.

Possible mechanisms of origin of extended horizontal rolls observed in the results of numerical modeling of meso-scale vortexes over the Black Sea are studied. In particular, small-scale structure of the vortex that formed near the Crimea on August 15, 2007 is considered as a typical example of such rolls. The roll features are defined, and the mechanisms of their origin, such as the Rayleigh-Benard convective instability, dynamic instability, advection of wind field anomalies, and wind field anomalies deformation related to positive values of the Okubo-Weiss criterion, are studied.