ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ПЛАНЕТАРНОЙ АТМОСФЕРЫ

Аннотация

Общая циркуляция атмосферы играет важную роль в формировании погодных и климатических процессов,обеспечивая перенос и перераспределение тепла, влаги и углового момента. Изменения климата могут оказывать существенное влияние на элементы общей циркуляции атмосферы. Для понимания общих закономерностей циркуляции и возможных будущих изменений ее компонентов важно изучить ее состояние при предельных свойствах географической оболочки, в частности, типе деятельного слоя. Представлены результаты численного моделирования общей циркуляции атмосферы при упрощенных условиях подстилающей поверхности, в качестве которой рассмотрены океаническая и пустынная поверхности. Численный эксперимент выполнялся на глобальной модели, преобразованной из модели WRF-ARW, и воспроизводил динамику атмосферы продолжительностью 1 год. Предельные ситуации — глобальный океан или глобальная пустыня отразили роль фазовых переходов в атмосфере Земли. В первом случае вследствие парникового эффекта циркуляция не выражена из-за отсутствия значимого межширотного градиента. Во втором случае песчаная поверхность, в отличие от океана, не может аккумулировать большое количество тепла, поэтому воздух у поверхности земли быстро охлаждается в зимнем полушарии и быстро нагревается в летнем, исходя из чегопассатные течения не возникают. Комбинация океанических и пустынных зон (все однородны по меридиану) приводит к тому, что крупномасштабная циркуляция атмосферы приобретает черты, близкие к земной, что позволяет рассматривать такую конфигурацию базовой для дальнейших численных экспериментов. Проведенные эксперименты показали ведущую роль поглощенной части солнечной радиации (инсоляции) и вклада водяного пара (парниковый эффект, выделение скрытого тепла) при формировании крупномасштабных атмосферных течений. Реализованная модель WRF-ARW может успешно использоваться для моделирования общей циркуляции атмосферы при различных начальных и граничных условиях.