Геофизическая гидродинамика дискретных вихрей и вихревых пятен: приложения к динамике атмосферы/ океана

Динамические процессы в атмосфере и океане в значительной мере характеризуются мезомасштабной и субмезомасштабной изменчивостью, проявляющейся на пространственных масштабах от нескольких до сотен километров и временных масштабах от дней до нескольких месяцев. В атмосфере мезомасштабные (синоптические) вихри вносят основной вклад в характер погодных условий на больших территориях. В океане их роль является доминирующей в формировании средних распределений океанографических характеристик и их климатической изменчивости. Изучение мезомасштабных вихрей в атмосфере и океане важно также для лучшего понимания физических процессов в атмосферах других планет, что подчеркивает его фундаментальную роль.Большинство важных результатов, касающиеся описания природных геофизических явлений (атмосферный блокинг в средних широтах, обтекание гор воздушным потоком и островов океанским течением, образование топографических вихрей, меандрирование струйных течений, обрушение внутренних волн, слияние и разделение вихрей и др.) так или иначе получены с использованием теоретических оценок и модельных расчетов. Эти соображения легли в основу данного проекта. Широкий набор задач первого раздела программы посвящен исследованию закономерностей динамики дискретных и распределенных вихрей на теоретическом уровне строгости. Мы планируем получить новые семейства стационарных состояний системы вихрей и исследовать их устойчивость. Во втором разделе будут представлены результаты численного моделирования особенностей поведения таких природных объектов как стратосферный полярный вихрь, Лофотенский вихрь в Норвежском море и внутритермоклинные вихри в океане. Мы дадим объяснение наблюдаемым свойствам их эволюции под влиянием внешних воздействий.