Аннотация:Вихри синоптического масштаба существуют далеко не только в низких широтах, однако физика существующих между северным и южным тропиком циклонов и антициклонов разительно отличается от физики аналогичных формирований в умеренных и тем более полярных широтах.
Одним из подходов анализа динамики циркуляционных систем в атмосфере является методика, связанная с исследованием так называемых индивидуальных вихрей (Кислов и др., 2017а). В рамках этого подхода вихри рассматриваются как целостная структура, а анализ составляющих уравнения, описывающих динамику вихря, может позволить оценить, какие атмосферные процессы оказывают наиболее заметное влияние на поддержание завихренности в ней. Известно применение этой методики к малоподвижным и долгоживущим синоптическим объектам умеренных широт, в том числе и для блокирующих антициклонов.
Однако спектр атмосферных движений непрерывен и включает масштабы от планетарных (тысячи км) до мелкомасштабной турбулентности (метры и менее). Крупномасштабные движения мы можем видеть на картах и спутниковых снимках, мелкомасштабные же наблюдать сложнее.
Описывая динамику вихря аналитическим уравнением, мы учитываем все процессы, на него воздействующие. Но при переходе от аналитических выражений к численным - с использованием сеточных данных - мы неизбежно теряем часть процессов, потому в уравнении вихря появляется невязка – некий добавочный член, в который попадают подсеточные процессы, чей масштаб не отражается в реанализе.
Подход, который мы используем в данной работе – это представить крупномасштабные движения через естественные ортогональные функции (преобладающие пространственные структуры), а «провалившуюся под сетку» часть – как некую шумовую компоненту.
Целью данной работы является оценка применимости данной методики к анализу вихрей в низких широтах, а также проверка применимости разделения спектра масштаба явлений к уравнению бюджета завихренности. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- выбрать объекты исследования в низких широтах, к которым можно применить данную методику,
- рассчитать слагаемые уравнения бюджета завихренности и оценить их порядки и вклад в изменение завихренности, а также сопоставить это с синоптическими условиями в рассматриваемый период,
- минимизировать погрешность в уравнении первой моды ЕОФ-разложения с использованием мод более старших порядков.