Самоорганизация и нелокальная природа геофизической турбулентности и планетарных пограничных слоев

• Main Author: Зилитинкевич, С.С.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2010
• Series: Геофизический журнал
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96501

Згiдно з класичною парадигмою, турбулентна течiя представляється як суперпозицiя повнiстю впорядкованого середнього руху i повнiстю хаотичної турбулентностi, природа якої визначається колмогоровським прямим каскадом кiнетичної енергiї за напрямом вiд великих вихорiв до менших. Вiдповiдно до цього головними iнструментами моделювання турбулентностi служать концепцiя градiєнтного перенесення (за аналогi ю з молекулярним перенесенням), теорiя iнерцiйного iнтервалу в спектрах турбулентних флуктуацiй i, в атмосферних моделях, теорiя подiбностi Монiна—Обухова. Подiбний пiдхiд задовiльно описує великий клас нейтрально стратифiкованих течiй у природi i в iнженерних установках. Проте вiн погано пристосований до типових для атмосфери i океану дуже стiйких i, особливо, конвективних течiй. Ключова проблема полягає в тому, що, крiм звичайної турбулентностi з її прямим каскадом, в геофизичних течiях майже завжди присутнiй особливий тип хаотичних рухiв, упущений у класичнiй парадигмi. Цi рухи, для яких пропонується назва «Дивна турбулентнiсть», характеризуються зворотним каскадом — вiд менших вихорiв до великих, що веде до самоорганiзацiї у формi довгоживучих великомасштабних структур, якi спiвiснують iз звичайним середнiм рухом. Запропонована альтернативна парадигма мiстить дивну турбулентнiсть i органiзованi структури разом з середнiм рухом i звичайною турбулентнiстю.