После ряда алгебраических преобразований уравнение (4.2.4) трансформируется в выражение, позволяющее производить расчет вертикальной скорости с учетом эффектов плотностной стратификации.

(4.2.14)

Уравнение (4.2.14), дополненное соответствующими необходимыми граничными условиями на поверхности и на дне дает возможность рассчитать поле вертикальной скорости, используя данные распределения горизонтальных компонент течения и поля плотности. Такой подход является вполне оправданным в случае его использования для региональных моделей, с пространственными масштабами, превышающими горизонтальные размеры конвективных вихрей. Использование для расчета дифференциального уравнения второго порядка позволяет одновременно учитывать два граничных условия для величины вертикальной компоненты вектора скорости на поверхности и на дне.

Прежде чем приступить к дальнейшему рассмотрению математической формулировки задачи, необходимо сделать предварительный анализ приведенных уравнений с целью определения характерных масштабов отдельных слагаемых и возможности проведения ряда упрощений. Подобные оценки можно произвести с одним из уравнений движения, принимая фактическую аналогию для остальных уравнений системы (4.2.1) - (4.2.5).

Оценим характерные масштабы задачи:

- горизонтальный масштаб ~ 104 м

f - параметр Кориолиса ~ 7*10-5 c-1- вертикальный масштаб ~ 102 м- масштаб горизонтальной скорости ~ 10-1 м/c- масштаб вертикальной скорости ~ 10-2 - 10-4 м/c- масштаб времени ~ 105 -106 сz - масштаб коэффициента вертикальной турбулентной вязкости ~ 10-3 м2/cL -масштаб коэффициента горизонтальной турбулентной

вязкости ~ 102 м2/c- масштаб неоднородностей гидростатического давления ~ 102 Па

где индекс “б” означает безразмерную величину порядка 1, т.е o(Xб)~1

Величины масштабов безразмерных комплексов перед слагаемыми показывают соотношения между основными физическими механизмами генерации движения среды.

Оценим их порядки:

Таким образом, можно предположить, что при моделировании циркуляции в исследуемых акваториях необходимо учитывать все факторы, включая компоненты, содержащие вертикальную составляющую скорости.

Еще статьи по теме

Создание оборотного водоснабжения на станции очистки гальванических стоков
Гальванические покрытия являются одним из эффективных методов защиты от коррозии, они также широко применяются для придания поверхности деталей ряда ценных специальных свойств: повышенной твердости и износостойкости, высокой отражательной ...

Экспертиза воздействия комбината Североникель на окружающую среду Кольского Заполярья
Экологическая экспертиза - установление соответствия намечаемой хозяйственной и (или) иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных небла ...