Модон (гидродинамика)
Модоны или пары дипольных вихрей — это вихри , которые могут переносить воду на расстояния более 1000 км в океане в разных направлениях, чем обычные морские течения, такие как волны Россби , и намного быстрее, чем другие вихри. [ 1 ]
История
[ редактировать ]Название «модон» было придумано М. Е. Штерном как игра слов в честь совместной программы океанографических исследований США и СССР «ПОЛИМОД». [ 2 ] Модон представляет собой дипольно-вихревое решение уравнения потенциального завихрения , которое было теоретически выдвинуто для объяснения аномальных событий атмосферной блокировки и вихревых структур во вращающихся жидкостях. [ 3 ] и первое решение было получено Стерном в 1975 году. Однако это решение было несовершенным, поскольку 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 теоретически модоны были предсказаны еще в 1970-х годах, пара модонов, вращающихся в противоположных направлениях, была впервые обнаружена во время путешествия в 2017 году над Тасмановым морем . Изучение спутниковых изображений позволило идентифицировать другие модоны, по крайней мере, датируемые 1993 годом, которые до сих пор не были идентифицированы как таковые. Ученые, впервые обнаружившие модоны в дикой природе, полагают, что они могут поглощать мелких морских существ и переносить их на большой скорости на большие океанские расстояния. [ 4 ] Они также способны влиять на перенос тепла, углерода и питательных веществ в этом районе океана. Они движутся примерно в десять раз быстрее, чем обычный водоворот, и могут длиться шесть месяцев, прежде чем отключатся.
Экваториальный модон
[ редактировать ]В 2019 году Ростами и Зейтлин [ 5 ] сообщил об открытии устойчивых, долгоживущих, медленно движущихся на восток крупномасштабных когерентных двойных циклонов, так называемых «экваториальных модонов», с помощью влажно-конвективной вращающейся модели мелкой воды. Самые 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. Еще одной особенностью этой структуры является точное решение линий тока для внутренней и внешней областей экваториальной асимптотики модона. Показано, что такие движущиеся на восток когерентные диполярные структуры могут образовываться при геострофической корректировке локализованных крупномасштабных аномалий давления в диабатической влажно-конвективной среде на экваторе. [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хьюз, Крис В.; Миллер, Питер I. (28 декабря 2017 г.). «Быстрый перенос воды длительными парами вихрей модонов в океанах южных средних широт» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 44 (24): 12, 375–12, 384. Бибкод : 2017GeoRL..4412375H . дои : 10.1002/2017GL075198 .
- ^ Перейти обратно: а б Грин, Беверли (1995). Жидкостные вихри . Springer Science & Business Media. п. 578.
- ^ См., например, Хейнс, Кейт; Маршалл, Джон (апрель 1987 г.). «Вихревые когерентные структуры как прототип атмосферного блокирования». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 113 (476): 681–704. Бибкод : 1987QJRMS.113..681H . дои : 10.1002/qj.49711347613 .
- ^ «Ученые нашли «кольца дыма» в океанах Земли» . Научно-новостной . 17 декабря 2017 года . Проверено 2 января 2018 г.
- ^ Ростами, М.; Цейтлин, В. (2019). «Движущиеся на восток модоны, усиленные конвекцией, на мелководье в касательной плоскости экватора» (PDF) . Физика жидкостей . 31 (2). Физика жидкостей, 31, 021701: 021701. Бибкод : 2019PhFl...31b1701R . дои : 10.1063/1.5080415 . S2CID 127460777 .
- ^ Ростами, М.; Цейтлин, В. (2019). «Еще раз о геострофической корректировке экваториальной бета-плоскости» (PDF) . Физика жидкостей . 31 (8). Физика жидкостей, 31, 081702: 081702. Бибкод : 2019PhFl...31h1702R . дои : 10.1063/1.5110441 . S2CID 202128329 .