Волны в атмосфере
Типы атмосферных волн в зависимости от
природы возвращающей силы (фактора)
Звуковые-сжимаемость (температура)
Гравитационные –– пловучесть
( стратификации плотности)
Инерционные – сила Кориолиса ( угловая
скорость земли)
Волны Россби – изменение силы Кориолиса
с широтой (радиус Земли)
По природе образования- звуковые, ударные, гравитационные (поверхностные и внутренние)
Напоминалка из физики:
Чем волны отличаются от колебаний? – Связями между частицами!
z(t, x) Asin( t kx ) |
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x(t) Acos( t ) |
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комплексная форма с частотой и волновым числом |
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z(t, x) Im Aexp(i |
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x(t) Re |
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Для нас волны – это частные решения уравнений динамики атмосферы
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Для упрощения анализа используют приближение политропности атмосферы:
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Линеаризация – основной прием получения волновых уравнений
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Разложение переменных |
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На основное состояние и |
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Малое возмущение |
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Смысл линеаризации: |
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Пример применения: |
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Методика анализа волновых явлений
1.Вывести модель волнового процесса
2.Выбрать вид решения (уравнение элементарной волны)
3.Подставить (2) в (1) и получить дисперсионное соотношение
4.Решить (3) и получить формулу фазовой скорости
5.Выяснить есть ли дисперсия у среды
распространения волн (зависит ли фазовая скорость от волнового числа)
6. Вычислить групповую скорость
Звуковая волна - упругая продольная волна, представляющая
собой зоны сжатия и разряжения упругой среды (воздуха), передающаяся на расстояние с течением времени.
Звуковые волны – продольные.
При их анализе можно полагать, что все переменные зависят
только от t и одной координаты -x
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Порядок решения волнового уравнения (на примере звуковых волн):
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ищем решение в виде волны |
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p'( x,t ) Aei ( x ct ) |
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подставив в исходное, получим 2 |
u c |
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видно, что выбранное выражение будет частныс решением уравнения при |
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Полученное ограничение на параметр С называется "ДИСПЕРСИОННЫМ СООТНОШЕНИЕМ"
Описать волну – это найти дисперсионное соотношение ее параметров в данном процессе 
