Daha çox

9: Vortisit - Yerşünaslar


Okean cərəyanlarının müzakirəsindən əvvəl təqdim edilməsi lazım olan daha bir əsas konsepsiya var: girdab. Əslində, girdab üfüqi bir düzlükdə fırlanma ilə eynidır. Riyazi olaraq ( zeta ) burulğanı aşağıdakı kimi müəyyən edilir:

[ zeta = dfrac {dv} {dx} - dfrac {du} {dy} label {8.1} ]

Hansı ki, bu da yalnız sürət qıvrımıdır.

[ zeta = vec {∇⃗} times vec {v} ]

Pozitiv girdab, mayenin saat əqrəbinin tersinə döndüyünü bildirir, mənfi girdab isə saat əqrəbində fırlanmağı nəzərdə tutur. Bölmə 1-dən ((1.2a) ) və ((1.2b) ) üfüqi impuls balans tənliklərindən istifadə edərək, maye bağlamasının girdabının zaman inkişafını təsvir edən vortislik tənliyi qurula bilər. Mayenin sıxlığının sabit olduğu fərziyyəsinə əsasən bu tənlik belə olur:

[ dfrac {d zeta} {dt} = dfrac {d sol ( dfrac {dv} {dt} right)} {dx} - dfrac {d sol ( dfrac {du} {dt } sağ)} {dy} = -f sol ( dfrac {du} {dx} + dfrac {dv} {dy} sağ) - beta v + K_h sol ( dfrac {d ^ 2 zeta} {dx ^ 2} + dfrac {d ^ 2 zeta} {dy ^ 2} right) + K_v dfrac {d ^ 2 zeta} {dz ^ 2} label {8.2} ]

ilə ( beta = dfrac {df} {dy} ). Tənliyin sağ tərəfindəki şərtlər belə təfsir edilə bilər: (- f sol ( dfrac {du} {dx} + dfrac {dv} {dy} right) ) üfüqi ayrılma deyilir. və ya axının yaxınlaşması Coriolis qüvvəsi sayəsində fırlanmaya səbəb olur; ( beta v ) sözdə ( beta ) - effektdir: bir bağlama meridional (Şimal-Cənub) istiqamətdə irəlilədikdə, dönməyə meyllidir, çünki Coriolis qüvvəsi bir tərəfdən daha güclüdür digər tərəfdən daha çox bağlamanın; digər şərtlər sadəcə vortisiyanın turbulent diffuziyasını göstərir.


2019-cu ilin qışında Sistan hövzəsi üzərindəki sıx bir ön toz fırtınası zamanı Sinoptikdən Yerli Tərəziyə Atmosfer Dinamikası

20 ms & minus1) yüksək enliklərdən soyuq bir cəbhənin müdaxiləsi ilə əlaqələndirilir. Üst səviyyə potensial girdab (PV) yolu orta və yuxarı troposferdə kəsik səviyyəsinə keçdi və Əfqanıstan və şimal Pakistan üzərində qeyri-sabit hava şəraiti yaratdı. Səthdə dərin konvektiv buludlardan yaranan və dağlardan enən küləklər tərəfindən daha da güclənən sıxlıq cərəyanları kütləvi torpaq eroziyasına səbəb oldu. Soyuq cəbhənin keçməsi temperaturu azaldıb

10 & degC və atmosfer təzyiqini artırdı

10 hPa, görünürlük isə 200 m-dən az idi. Kobud topoqrafiya atmosfer dinamikasının, külək sahəsinin, toz emissiyalarının və nəqliyyat yollarının tənzimlənməsində böyük rol oynadı. Meso-NH modeli, Sistan üzərindən çox miqdarda sütunlu kütləvi toz yüklənməsini (& gt 20 g m & minus2) simulyasiya edir, sıx toz tökülməsi isə əsasən 2 km-dən aşağı gedirdi və hissəcikləri artırdı (PM10) Zabolda 1800 & microg m & minus3-ə qədər konsentrasiyalar. Toz fırtınası əvvəlcə Sistan hövzəsi üzərindəki qövs şəklində bir yolla irəliləyirdi və sonra uzaqlaşdı. Toz töküntüləri cənub-qərbi Asiyada geniş bir ərazini əhatə edərək şimal Ərəb dənizinə və Thar çölünə bir-iki gün sonra çatdı, aerosol optik dərinliyini artıraraq Pakistanın Karaçi şəhərindəki aerosol xüsusiyyətlərini təsir etdi (AOD & gt 1.2) və kobud rejim kəsiri


Wulian dəstəsinin qırılma zonasının strukturu, gərginliyi və kinematik girdabının xüsusiyyətləri, Şandong yarımadası, Çin

Wulian Metamorfik Çekirdek Kompleksinin (MCC) həyati tektonik vahidlərindən biri olaraq, Jiaodong yarımadasında inkişaf etmiş Wulian dəstəsi qırılma zonası (WDFZ), Sulu orogenikdəki ultrabənək təzyiq (UHP) metamorfik süxurların alt lövhəsini ayırır. erkən Cretaceous Zhucheng hövzəsinin yuxarı hövzəsindən və hövzə zirzəmisindən kəmər. Qüsur bölgəsi ümumiyyətlə NNE-ni cənub hissəsi boyunca qərbdə bir daldırma ilə vurur və NE-ni şimal hissəsində WNW-də bir daldırma ilə vurur. Qüsur zonası təyyarədə, əsasən qüsurlu breccialar və mylonitdən ibarət olan dalğalı kafel şəklində bir uzantı göstərir və aşağıya doğru mylonitic gneiss-ə keçir, bütövlükdə dəstə fay zonası yuxarıdan qərbə və ya bir WNW uzantısını göstərir. Harmonik orta hesablayaraq Flynn indeksini əldə edirik K 0.98-2.0 və orta dəyər fay zonasında təxminən 1.35-dir. Qütblü Mohr konstruksiyasına görə, genişlənən krenulyasiya dekolsiyası, RS/θvə kvars C-aksial parça üsulları ilə, 0.64-0.97, 0.76-0.93, 0.6-0.92 ve 0.63-0.98 orta kinematik girdab dəyərlərini sırasıyla 0.83, 0.80, 0.78 və 0.86, mylonite və promilonit üçün əldə edirik. Gərginlik ölçmə nəticələri və kinematik vortislik dəyərləri WDFZ-nin genişlənmə şəraitində inkişaf etdirilən normal bir süni qayçı zonası olduğunu göstərir. Kinematik iz, kinematik vortisit dəyərinin NW-dən bütövlükdə SE-yə tədricən azaldığını göstərir. Sıralama zonasının orta və yuxarı hissələrində sadə bir qayçı üstünlük təşkil edir ki, bu da daha yüksək bir girdab dəyəri ilə (& gt0.75, 0.98-ə qədər), aşağı seyrəlmə dərəcəsi və daha aşağı ilə əks olunur. K dəyər. Bunun əksinə olaraq, ayaq divarına doğru təmiz qayçı daha aşağı bir vortisite dəyəri (& lt0.70, aşağı 0.64), nisbətən yüksək incəlmə dərəcəsi və daha yüksək göstərici göstərərək əhəmiyyətli dərəcədə artır. K dəyər. Geotektonik fonla birlikdə WDFZ-nin inkişafı və təkamülü litosferik incəlməyə və Şimali Çin Kratonunun (NCC) məhvinə cavab verməlidir. Nəticədə, WDFZ, uzanan tektonik şəraitdə inkişaf etmiş seyrəlmə normal bir qayçı zonası və ayaq divarının sürətli qalxması və magmatik yuxarıya qaldırılması nəticəsində qabığın uzanması və təmiz qayçı nəticəsində meydana çıxan sadə qayçı ilə birlikdə nəticə kimi müəyyən edilə bilər.


3.3 Fərqli hesablama metodlarına görə dəyişikliklər

PV, reanaliz məlumat dəstlərində yayılmış, lakin əsasən məhdud izentropik və / və ya izobarik səviyyələrdə təqdim olunan bir məhsuldur. Məzhəbdə qeyd olunduğu kimi. 2, yalnız MERRA-2 model səviyyələrində PV təmin edərkən, CFSR / CFSv2 nisbi vortisit, ERA-Interim isə mütləq vortisit təmin edir. PV hesablamaq üçün istifadə olunan metodun yenidən analizlər arasındakı fərqləri nə qədər təsir edə biləcəyini anlamaq üçün, şəkil 5, hər bir yenidən təhlilin təmin etdiyi vortisiyaya əsaslanan sPV ilə küləklər, təzyiq və temperatur və sPV arasındakı klimatoloji fərqləri göstərir.

Şəkil 5Hər bir yenidən analizdən sPV arasındakı fərqlər vortisit və ya PV ilə təmin etdi və bu yenidən analizlərin üfüqi külək, təzyiq və temperatur sahələrindən hesablanan sPV. Üst üstə qoyulmuş konturlar hər bir yenidən təhlilin 'bu yenidən təhlilə əsaslanan iqlimşünaslığı' təmin etdiyi vortisiyanı göstərir.

Bu analiz PV-nin hesablanması üçün fərqli metodlardan yaranan fərqlərin REM və reanaliz sahələri arasındakı fərqlərdən xeyli az olduğunu göstərir: bu rəqəmdəki rəng çubuğunun aralığı Şəkil 3-də istifadə ediləndən 10 dəfə azdır. Çox hissədə, PV-nin fərqli hesablanmasından yaranan fərqlər 0,01 × 10 - 4 s −1 arasındadır və ən pis hallarda yalnız 0.1 × 10 - 4 s −1-ə qədər (yəni tək bir yenidən analiz üçün PV-nin müxtəlif yollarla hesablanmasından fərq, bu yenidən analizin 'PV-nin REM-dən fərqinin yalnız 10% -ə qədərdir). PV-nin müxtəlif hesablama metodlarından yaranan RMS gündəlik fərqləri də azdır (bax. Şəkil A2), 0,3 × 10 - 4 s −1-dən çox deyil və əsasən 0,05 × 10 - 4 s −1-dən yaxşıdır.

PV-nin hesablanmasının müxtəlif metodlarından irəli gələn bu fərqlər kiçik olsa da, bu fərqlər bir çox tədqiqatlarla əlaqəli ola bilər: məsələn, qütb girdabının gücü tez-tez kənarları boyunca PV gradiyentləri ilə qiymətləndirilir (bax: Aşağıdakı Bölmə 4.3), burada Ən böyük fərqlər qışda Şəkil 5-də görülür. Bundan əlavə, PV tez-tez təsadüf kriteriyalarının bir hissəsi kimi istifadə olunur, bunun üçün kiçik fərqlər burulğan kənarında olan hava bağlamasını çöldəki ilə müqayisə etməkdə fərq yarada bilər. troposferdə olanlardan stratosferdəki birinə. Bundan əlavə, əvvəllər bir çox tədqiqatın yerli model səviyyələrindəki məhsullara nisbətən daha qaba təzyiq səviyyəsində ızgaralı məhsullardan istifadə edilməsi mənfi təsir göstərdiyi göstərilmişdir, məsələn, yuxarı troposfer - aşağı stratosfer (UTLS) tədqiqatları üçün (məsələn, Manney və digərləri). , 2017 Tegtmeier et al., 2020). Beləliklə, reanaliz mərkəzləri gələcək reanaliz məhsullarında model səviyyələrində PV təmin edərsə dəyərli olardı. Mövcud yenidən təhlillər üçün istifadəçilərin təhlillərini model səviyyələrində əldə edilmiş PV istifadə edərək (təmin edilmiş PV-nin ayrı səviyyələrdə istifadə edilməsindən fərqli olaraq) bu analizlərin PV və ya gradyanlarının tam dəyərlərinə həssas ola biləcəyi vəziyyətlərdə etmələri faydalı olardı. .

Şəkil 6Ekvivalent enlik REM mövsümi klimatoloji orta və fərqli fəsillər üçün standart sapma (sol iki sütun). Hər bir yenidən analiz və REM (bərabər sütunlar) arasındakı ekvivalent enlik fərqi. Üzərinə çəkilmiş konturlar hər bir yenidən analiz sahəsini müvafiq klimatologiyanı göstərir.


9: Vortisit - Yerşünaslar

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal dünya miqyasında təqdim olunur. Rəqəmlər və cədvəllər daxil olmaqla MDPI tərəfindən dərc olunmuş məqalənin hamısını və ya bir hissəsini yenidən istifadə etmək üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası ilə nəşr olunan məqalələr üçün məqalənin istənilən hissəsi orijinal məqalənin açıq şəkildə göstərilməsi şərtilə icazə olmadan yenidən istifadə edilə bilər.

Xüsusiyyət sənədləri, sahədəki yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala sahib olan ən inkişaf etmiş tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorların fərdi dəvəti və ya tövsiyəsi ilə təqdim olunur və dərc olunmadan əvvəl həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilir.

Xüsusiyyət Sənədi ya orijinal bir tədqiqat məqaləsi, ya da tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı ehtiva edən əhəmiyyətli bir yeni tədqiqat işi və ya bu sahədəki son inkişafa dair qısa və dəqiq yeniləmələri əks etdirən hərtərəfli bir araşdırma sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağızlar tədqiqatların gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqetmələr haqqında fikir verir.

Editor’s Choice məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar, bu yaxınlarda jurnalda dərc olunan müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı olacağına və ya bu sahədə əhəmiyyətli olacağına inandıqları az sayda məqalə seçirlər. Məqsəd, jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc olunmuş ən həyəcan verici əsərlərin bir hissəsini təqdim etməkdir.


Hesablama Maye Dinamikası

15.1.2 Lagrangian metoduna əsaslanan həll

Bu həll, zamanla hərəkət edən maye hissəcikləri üçün hərəkəti təsvir etmək və kosmik ızgaraların yerindəki sonlu sayda çox kiçik girdablar və maye hissəcikləri kimi ayrı-ayrı elementlərlə davamlı bir girdab və sürət axınına yaxınlaşmağa çalışmaqdır. Bu metodun təmsil üsulları olaraq burulğan metodu və hissəcik metodu istifadə edilmişdir.

Girdap metodu

Axın sahəsinin davamlı girdab paylanması çox kiçik girdab elementləri ilə diskret şəkildə təmsil olunur və girdabın nəqli tənliyi ədədi olaraq həll olunur. Axınla aparılmış burulğan elementlərinin hərəkətini izləmək və hər an hər girdap elementinin girdap dəyişikliyini izləmək, qeyri-sabit axını analitik şəkildə həll etmək üçün bir metod təqdim edir.

Hissəcik metodu

Axın sahəsinin analizi Lagrangian-da virtual maye kütləsinin hərəkətini izləməklə həyata keçirilir. Hissəcik metodunda qismən diferensial tənlik bir ızgara istifadə etmədən diskretləşdirilir. Hissəcik metodundakı hissəciklər fiziki varlıq kimi nəzərdə tutulmayıb, axınla birlikdə hərəkət edən hesablama nöqtələridir. Maye hesablanması üçün şəbəkə nöqtələrinin yerinə təqdim olunurlar. Bu səbəbdən sərbəst səth kimi hərəkətli bir sərhəd hissəcik hərəkəti ilə birbaşa izlənilə bilər.


9: Girdap - Geoscience

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal dünya səviyyəsində təqdim olunur. Rəqəmlər və cədvəllər daxil olmaqla MDPI tərəfindən dərc olunmuş məqalənin hamısını və ya bir hissəsini yenidən istifadə etmək üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq girişli Creative Common CC BY lisenziyası ilə nəşr olunan məqalələr üçün orijinal məqalənin açıq şəkildə göstərilməsi şərtilə məqalənin hər hansı bir hissəsi icazəsiz yenidən istifadə edilə bilər.

Xüsusiyyət sənədləri, sahədəki yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala sahib olan ən inkişaf etmiş tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorların fərdi dəvəti və ya tövsiyəsi ilə təqdim olunur və dərc olunmadan əvvəl həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilir.

Xüsusiyyət Kağızı ya orijinal bir araşdırma məqaləsi, ya da tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı ehtiva edən əhəmiyyətli bir yeni tədqiqat işi və ya bu sahədəki son inkişafa dair qısa və dəqiq yenilikləri əks etdirən hərtərəfli bir araşdırma sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağızlar tədqiqatların gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqetmələr haqqında fikir verir.

Editor’s Choice məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar, bu yaxınlarda jurnalda dərc olunan müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı olacağına və ya bu sahədə əhəmiyyətli olacağına inandıqları az sayda məqalə seçirlər. Məqsəd, jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc olunmuş ən həyəcan verici əsərlərin bir hissəsini təqdim etməkdir.


Vortisit

Maye dinamikasını modelləşdirmədiyiniz müddətdə, bu barədə çox düşünmək yəqin ki, o qədər də vacib deyil. Misosqalda vortisliyi ölçmək üçün hərtərəfli bir yolumuz yoxdur və hər zaman hər ikisinin bir miqdarına sahibik. Buna görə PHD olmayan meteoroloqların hamısı üçün modeldən qaynaqlanan fırtına nisbi sarmaldan (axın vortisiyasının ölçüsü) istifadə etmək kifayətdir. Qeyri-sabitlik miqdarı, axın sərhədləri, digər fırtına ilə qarşılıqlı əlaqə, hər şey fırtına təsir göstərə bilər. Məni helicity dəyərlərini və tornado şansını aşağıdakı kateqoriyalara daxil etməyi ən asan tapıram, eyni zamanda & quotweather bizi təəccübləndirən hava işləri görmək & misos ölçekleme proseslərini dəqiq bir şəkildə hesablaya bilməmək üçün bir az tərpənmə otağı buraxarkən:

redaktə: başımın üstündəki kobud dəyərlər. Digər dəyərlərdən istifadə etmək istəyə bilərsiniz və fırtınaların texnogen qaydalara riayət etmədiyini həmişə unutmayın

1) Çox çətin (& lt50)
2) Mümkündür (75-150)
3) Tornado ehtimalı (150-250)
4) Güclü tornado ehtimalı (250-400)
5) Çox kəsmə, dəli kənar vəziyyətlər (400+)

Jeff Snyder

Qeyd olunduğu kimi, üfüqi girdap axın və çarpaz komponentlərə bölünə bilər. Fırtına nisbi küləyin ardınca hava bağlamaları yenilənmədə yuxarıya döndüyü üçün fırtına nisbi külək vektoru ilə düzəldildiyi kimi axın hissəsini düşünün, yenilənmənin yeri ilə şaquli girdabın yeri arasında müsbət əlaqə var. max (yəni mahiyyətcə bir mezosiklon var). Əgər axın yalnız çarpaz vortisitə bərabərdirsə, şaquli sürət ekstreması şaquli girdab ekstremasından ayrılır. Tez-tez mezosiklonlarla maraqlandığımız üçün ən çox axınlı girdabla maraqlanırıq. Fırtına nisbi külək vektorunun hündürlüyə çevrilməsi birbaşa axınlı vortisiyaya təsir göstərir. Şaquli qayçı profili biryönlüdürsə (bunun üçün külək profilinin bir istiqamətli olmasını TƏMİZ etmirsə - gözəl bir veering külək profili hələ də düz xətt hodoqrafı və istiqamətli bir qayçı meydana gətirə bilər), fırtına hərəkəti dəyişməyincə / axına qədər heç bir axın vortisiyası yoxdur. daha sonra fırtına nisbi külək vektorunun hündürlüyə dönməsi ilə nəticələnəcək və beləliklə bir az axınlı vortisiyanı göstərən hodoqraf.

Rob H-nin də qeyd etdiyi kimi, axınla çarpaz vortisite barədə narahat olmaq əvəzinə, fırtına nisbi sarmaldan istifadə edin - SRH, fırtına içində & sitat gətirmək & quot; üçün mövcud olan axınlı vortisiyanın ölçüsüdür. Hodoqrafdan asılı olaraq, SRH fırtına hərəkətinə son dərəcə həssas ola bilər, çünki konvektiv fırtınanın hərəkəti fırtına miqyaslı, xətti olmayan proseslərə çox həssas ola biləcəyi üçün yüksək dəqiqliklə proqnozlaşdırmaq çətin ola bilər. .

Düzəliş et: Bu mövzu - Vortisit köməyi - günün arxasından faydalı ola bilər!

JamesCaruso

Jeff Snyder

Yuxarıdakı şəkildə, küləklər səthdə cənub-şərqdədir və cənub-qərbə doğru uzanır. Tipik olaraq, külək sürətlərinin sfc-dən bir qədər hündürlüyə (hodoqrafın mənşəyə ən yaxın olduğu hündürlüyə) qədər azalması və sonra bu hündürlüyün üzərində artması lazımdır.


Borularda və sürtünmə Reynoldsda sərhəd qatında sürət və girdap quruluşunun müqayisəli öyrənilməsi $ 10 ^ $

Bu tədqiqat, həm boru həm də sərhəd qat axınlarındakı tam sürət və girdap vektorlarının eyni vaxtda ölçülməsini özündə birləşdirən ilk növ ölçmə kampaniyasının tapıntılarını, uyğunlaşmış məkan qətnaməsi və Reynolds ədədi şərtləri altında təqdim edir. Kanonik təlatümlü axınların müqayisəsi, bu və ya digərinə xas olan xüsusiyyətlərin oynadığı rol (lar) haqqında fikir verir. Boru və sıfır təzyiq qradiyenti sərhəd təbəqə axınları həndəsə rollarını aydınlaşdırmaq məqsədi ilə və qarışıq divar axınlarında sərhəd sərhəd şərtləri ilə müqayisə olunur. Bu məqsədlə əvvəlki eksperimental səylər ilk növbədə sürətin axın hissəsinə yönəldilmiş, birbaşa ədədi simulyasiyalar isə nisbətən aşağı Reynolds ədədlərində olmuşdur. Bunun əksinə olaraq, bu işdə sürtünmə Reynolds ədədləri üçün həm sürət, həm də girdabın hər üç komponentinin eksperimental ölçüləri təqdim olunur $ Re _ < unicode [STIX]> $ 5000 ilə 10 000 arasında dəyişir. İki enli Reynolds normal gərginliklərindəki fərqlərin log qatında və uyanma qatında Reynolds ədədlərində mövcud ədədi məlumat dəstlərindən daha çox olduğu göstərilir. Turbulentlik enstrofiyası profillərinin log qatının xarici kənarından xarici axın sərhədinə qədər olan fərqləri göstərdiyi də göstərilir. Sürət və girdab komponentlərinin əyriliyi və kurtoz profilləri, Kwon və digərlərinin izah etdiyi kimi boru axınında ‘səssiz bir nüvənin’ mövcudluğunu nəzərdə tutur. (J. Fluid Mech., Cild 751, 2014, s. 228–254) aşağı $ Re _ < unicode [STIX] kanal axını üçün> $ və borudakı təsir dərəcəsini xarakterizə edin. Sürət və girdabın statistik profilləri arasındakı müşahidə olunan fərqlər daha sonra sərhəd qatındakı sərbəst axın fasiləsi ilə borudakı 'səssiz nüvə' fasilələri arasındakı struktur fərqi içərisində 5% -ə qədər kiçik divar məsafələrində aşkar edilə bilər. qat qalınlığı.