Динамика. Метереология
Үйкеліс күші кинетикалық энергия трансформациясында туындайтын эффект күшейіп, диссипирацияланатын эффект әлсірейді, ол қысымның тұрақты және біртекті еместігі салдарынан туындайтын әрекет. Кинетикалық энергия трансформация ауаның өлшем бірлігінде күш жұмысы көлденең барикалық градиенті есебінен келесі жағдайда анықталуы мүмкін ФОРМУЛА
Арақатынастың дұрыстығына көз жеткізу үшін келесі талқылауды жүргіземіз. Кинетикалық энергия құйылуы ФОРМУЛА үш өлшемді қозғалыс күш жұмысы көлденең барикалық градиенті қортындысында изобарикалық жүйе кординаты келесі жағдайда анықталады: ФОРМУЛА
Оң жақ бөлімді Дивергенттік (алшақтау) формада жаза отырып, мына формуланы аламыз ФОРМУЛА
Одан ФОРМУЛА
Сондықтан келесі арақатынас дұрыс ФОРМУЛА
Әрқайсысынан теңдеу аламыз.
Орташалау процедурасына байланыстыра отырып, алатын формуламыз ФОРМУЛА
Алғашқы екі қосылғыш Оң жақ бөлімде орташа кинетикалық энергия трансформациясы көлденеі және тік бағытта орташалаған потенциалдық энергия бөлінеді, екінші екі қосылғыш К трнсформациясы салдарынан потенциалдық энергияның жылдам (Вихревой) бөлігі тік және көлденең бөлінеді. Соңғы екі қосылғыш орташа кинетикалық энергия трансформациясы кинетика энергиясында орташа және жылдам айналысы есебінен тік бөлінеді.
ФОРМУЛА
Атмосфера тұйық жүйе болып табылады, сондықтан оң жақ бөліктегі төрт алғашқы қосылғыш нөлге тең. Жылулық айналым тікелей орын алған кезде Атмосферада (және кез келген тұйық жүйеде) ыстық ауа көтерілуі және суық ауа түсуі нәтижесінде кинетикалық энергия тууы пайда болады. Ал г және альфа әр түрлі белгі болып табылады және керісінше К диссипациясы г мен альфа бірдей белгі болса, кері жылулық айналым орын алған кезде пайда болады. Бірақ потенциалдық энергия кинетикалықта тік айнала алмайды. Мысалы Э.Лоренц, Э.Пальмен, Ч.Ньютон жұмыстарын көрсетсек болады. Біздің есебіміз г альфа қосылғыштарына куә болады, потенциалдық теңестіруші балансында кіріс және сыртқы қуат, 10 кубы ретіне ие. Мұндай жағдайда, потенциалдық энергия алдымен жоғары потенциалдық энергияда трнасформациялануы керек, ал сосын бірден кинетикалықта. Расында да г альфа қосылғыштары сондай ретпен орналасқаны және кинетикалық энергия балансын құрайтыны бізге көрнекті (түсінікті) болды.
Атмосфераның тұйықталмаған жүйесі динамикасы, қандай болады, мысалы, циклон әлде антициклон, орташа кинетикалық энергия трнасформациясы көлденең барикалық градиент жұмыс күші есебінен теңдік арқылы анықталады.
Енді орташа кинетикалық энергия трансформациясы үдерісін турбуленттік үйкеліс есебінен қарастырайық. Бұл ретте жұмыс турбуленттік үйкеліс күші көлденең жазықтықтағыдай аяқталады, тік жазықтықтағы сияқты. Бұл қосылғыштарды келесі түрде алып көрейік: ФОРМУЛА
К к к к дегендер – көлденеі жазықтықтағы коэффициент турбулентері; к р – тік жазықтықтағы коэффициент турбуленттері.
Жоғары бөліктік аумағы турбуленттік пульс шоғыры турбуленттік коэфиценттері әрқашан тиімді. Мұндай жағдайда майда масштабты турбулент арқасында орташа кинетикалық энергия сыртқы энергия әсерінен үнемі кеміп отырады деген қорытындыға келеді.
Мезомасштабты және ұсақмасштабты турбулент жағдайында жоғарыда көрсетілгендей, Т2 және Т3 қосылғыштары арақатынасында тиімділігімен қатар жағымсыз жақтары да болуы мүмкін.орташа кинетикалық энергия генерациясы сияқты мезо- және ұсақ масштабты трибуленттер арасында да диссипация сияқты орын иемденеді. Қорыта келе, кинетикалық энергия трансформациясы қарқындылығы турбуленттік аусымы әрекеті негізінде жел жылдамдығы және оның градиентін құрайтын флкутуациямен анықталады. Демек, т2 және т3 көлемі т1 сияқты болады. Тұтас аймақтағы ең үлкен мағынаға ие болатын жел жылдамдығының бір текті еместігімен анықталады.
