Численное моделирование процесса зарождения тайфунного вихря

М.Ф. Иванов, Е.М. Поварницын (Москва)

Предпринята попытка численного моделирования процесса зарождения тайфунного вихря в атмосфере Земли.

Развитый тайфун представляет собой интенсивный циклонический вихрь, обладающий колоссальной энергией E ~ 1019 Дж. Своим существованием он, по-видимому, обязан режиму объединения мелкомасштабных атмосферных конвективных ячеек, обладающих, вследствие вращения планеты, ненулевой спиральностью a ~ V(Ñ´V). Процесс слияния ячеек имеет порог возбуждения и может возникать при наложении крупномасштабного затравочного вихревого течения [1], вызванного, например, движением воздушных масс, особенностями рельефа местности и пр. До настоящего времени попытки смоделировать процесс зарождения тайфунов относятся лишь к немногочисленным лабораторным экспериментам [2].

В работе на основе численного моделирования трехмерных конвективных течений в атмосфере воспроизведен процесс формирования мощного вихря. Вблизи дна счетной области задавались источники тепла, моделировавшие поток энергии от подстилающей поверхности океана, при этом зарождалась крупномасштабная конвективная вихревая структура, которая обладала всеми основными чертами развитого тайфуна. В численном эксперименте наблюдался так называемый «глаз тайфуна», возникали спиральные рукава, при этом основная энергия движения вихря содержалась в горизонтальном движении. Полученные поля скоростей и температур вихря качественно совпадают с данными измерений для реальных тайфунов.

 

1. Моисеев С.С., Сагдеев Р.З. и др. // ДАН СССР. 1983. Т. 273. №3. С. 549.

2. Богатырев Г.П. // Письма в ЖЭТФ. 1990. Т. 51. №11. С. 557.