Модон (гидродинамика) - Modon (fluid dynamics)

Модоны или дипольные вихревые пары, водовороты который может переносить воду на расстояние более 1000 км в океане в разных направлениях, чем обычно морские течения подобно Россби волны, и намного быстрее, чем другие водовороты.[1]

История

Название мод на был придуман М. Э. Стерном как игра слов на суставе Соединенные Штаты Америки -СССР программа океанографических исследований ПОЛИМОД.[2] Модон представляет собой дипольно-вихревое решение задачи потенциальная завихренность уравнение, которое теоретизировалось для объяснения аномальных атмосферная блокировка события и вихревые структуры во вращающихся жидкостях,[3] и первое решение было получено Штерном в 1975 году. Однако это решение было несовершенным, потому что оно не было непрерывным на границе модонов, поэтому другие ученые, такие как Ларичев и Резник (1976), предложили другие решения, которые исправили эту проблему.[2]

Хотя модоны были теоретически предсказаны в 1970-х годах, пара модонов, вращающихся в противоположных направлениях, была впервые идентифицирована как движущаяся в 2017 году по Тасманово море. Изучение спутниковых изображений позволило идентифицировать другие модоны, по крайней мере, датируемые 1993 годом, которые до того времени не были идентифицированы как таковые. Ученые, которые первыми обнаружили модонов в дикой природе, думают, что они могут поглощать маленьких морских существ и переносить их с большой скоростью на большие расстояния до океана.[4] Они также способны влиять на перенос тепла, углерода и питательных веществ в этой части океана. Они движутся примерно в десять раз быстрее, чем обычный водоворот, и могут прослужить шесть месяцев, прежде чем отключатся.

Экваториальный модон

В 2019 году Ростами и Цейтлин[5] сообщили об открытии устойчивых, долгоживущих, медленно движущихся на восток крупномасштабных когерентных двойных циклонов, так называемых «экваториальных модонов», с помощью влажно-конвективной вращающейся модели мелкой воды. Наиболее грубые баротропные особенности MJO, такие как распространение на восток вдоль экватора, медленная фазовая скорость, гидродинамическая когерентная структура, конвергентная зона влажной конвекции, улавливаются модоном Ростами и Цейтлина. Точное решение линий тока для внутренних и внешних областей экваториального асимптотического модона - еще одна особенность этой структуры. Показано, что такие движущиеся на восток когерентные диполярные структуры могут образовываться в процессе геострофического уравнивания локализованных крупномасштабных аномалий давления в диабатической влажно-конвективной среде на экваторе.[6]

Рекомендации

  1. ^ Хьюз, Крис У .; Миллер, Петр I. (28 декабря 2017 г.). «Быстрый водный транспорт долговечными модоновскими вихревыми парами в южных океанах средних широт» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 44 (24): 12, 375–12, 384. Дои:10.1002 / 2017GL075198.
  2. ^ а б Грин, Беверли (1995). Жидкие вихри. Springer Science & Business Media. п. 578.
  3. ^ См., Например, Хейнс, Кейт; Маршалл, Джон (апрель 1987). "Вихревые когерентные структуры как прототип атмосферного блокирования". Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества. 113 (476): 681–704. Дои:10.1002 / qj.49711347613.
  4. ^ «Ученые находят« дымовые кольца »в океанах Земли». Научные новости. Получено 2 января 2018.
  5. ^ Ростами, М .; Цейтлин, В. (2019). «Двигающиеся на восток модоны с усиленной конвекцией на мелководье в экваториальной касательной плоскости» (PDF). Физика жидкостей. Физика жидкостей, 31, 021701. 31 (2): 021701. Дои:10.1063/1.5080415.
  6. ^ Ростами, М .; Цейтлин, В. (2019). «Повторное рассмотрение геострофической корректировки на экваториальной бета-плоскости» (PDF). Физика жидкостей. Физика жидкостей, 31, 081702. 31 (8): 081702. Дои:10.1063/1.5110441.