Волны в атмосфере - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Волны в атмосфере. Доклад-сообщение содержит 54 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Волны в атмосфере

Слайд 2

Описание слайда:

Типы атмосферных волн в зависимости от природы возвращающей силы (фактора) Звуковые-сжимаемость (температура) Гравитационные –– пловучесть ( стратификации плотности) Инерционные – сила Кориолиса ( угловая скорость земли) Волны Россби – изменение силы Кориолиса с широтой (радиус Земли)

Слайд 3

Описание слайда:

По природе образования- звуковые, ударные, гравитационные (поверхностные и внутренние)

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Для нас волны – это частные решения уравнений динамики атмосферы

Слайд 6

Описание слайда:

Линеаризация – основной прием получения волновых уравнений

Слайд 7

Описание слайда:

Методика анализа волновых явлений Вывести модель волнового процесса Выбрать вид решения (уравнение элементарной волны) Подставить (2) в (1) и получить дисперсионное соотношение Решить (3) и получить формулу фазовой скорости Выяснить есть ли дисперсия у среды распространения волн (зависит ли фазовая скорость от волнового числа) Вычислить групповую скорость

Слайд 8

Описание слайда:

Звуковая волна - упругая продольная волна, представляющая собой зоны сжатия и разряжения упругой среды (воздуха), передающаяся на расстояние с течением времени.

Слайд 9

Описание слайда:

Звуковые волны – продольные. При их анализе можно полагать, что все переменные зависят только от t и одной координаты -x

Слайд 10

Описание слайда:

Порядок решения волнового уравнения (на примере звуковых волн):

Слайд 11

Описание слайда:

Внимание! Дисперсионное соотношение имеет такой смысл: Если оно выполняется, то выбранное выражение для решения, действительно является частным решением анализируемого волнового уравнения То есть:

Слайд 12

Описание слайда:

Звуковые волны делятся: Звуковые волны делятся: слышимый звук - от - 20 Гц (17 м ) - до 20 000 Гц (17 мм); инфразвук ниже 20 Гц; ультразвук выше 20 000 Гц. Скорость звука зависит от упругих свойств среды и от температуры, например: в воздухе V = 331 м/с ( при t=0оС) и V= 3317 м/с (при t=10 С); в воде V = 1400 м/с: в стали V=5000 м/с. Звук, издаваемый гармонически колеблющимся телом, называется музыкальным тоном. Не путай высоту, т. е. тон звука, с силой его. Высота звука зависит не от амплитуды, а от частоты колебаний. Толстая и длинная струна, например, создает низкий тон звука, т. е. колеблется медленнее, чем тонкая и короткая струна, создающая высокий тон звука.

Слайд 13

Описание слайда:

(Внешние) гравитационные волны–Это вертикально поперечные волны. Чтобы исключить из рассмотрения горизонтально поперечные волны, нужно ограничить движение частиц так, чтобы оно происходило в плоскостях, параллельных плоскости (х, z), Для исключения волн сжатия, (звуковых), будем считать атмосферу несжимаемой жидкостью. Пусть атмосфера состоит из двух однородных слоев с плотностями ρ1 и ρ2, разделенных поверхностью разрыва плотности.

Слайд 14

Описание слайда:

Решение для внешних гравитационных волн

Слайд 15

Описание слайда:

Механизм: эти волны получаются потому, что возмущение поверхности двигается много быстрее, чем частицы жидкости Большая глубина, жидкости лежит слева от линии А, Масса, находящаяся над некоторой точкой, расположенной левее А, будет больше, чем лежащая правее А. Согласно закону гидростатики, горизонтальный градиент давления по всей линии А будет направлен вправо, и будет ускорять жидкость в этом направлении. Тогда в течение следующего очень короткого промежутка времени жидкость по всей линии А будет двигаться. направо, тогда как жидкость по всей линии В будет все еще неподвижна. Т.е. общий перенос жидкости через А будет происходить быстрее, чем через В. и поверхность раздела между А и В должна приподняться

Слайд 16

Описание слайда:

Внутренние гравитационные волны (волны плавучести) –тоже вертикально поперечные Вертикально-поперечные волны, образующиеся в устойчиво стратифицированной атмосфере за счет возникновения выталкивающей силы Архимеда Проявляются в виде гряд волнообразных облаков Часто возникают при обтекании ветром горных хребтов Теория этих волн обобщает известные из синоптики «метод частицы» и «метод слоя»

Слайд 17

Описание слайда:

Внутренние (гравитационные) волны–Это вертикально поперечные волны, в негидростатической атмосфере

Слайд 18

Описание слайда:

Переход к возмущениям функций и преобразование Буссинеска

Слайд 19

Описание слайда:

Справка: Сила Архимеда (плавучести) возникает из-за разности давлений!

Слайд 20

Описание слайда:

Иллюстрации концепции описания волн плавучести

Слайд 21

Описание слайда:

Линеаризация и вывод уравнения волн плавучести

Слайд 22

Описание слайда:

Дисперсионное соотношение для волн плавучести

Слайд 23

Описание слайда:

Анализ свойств волн плавучести

Слайд 24

Описание слайда:

Горизонтально поперечные волны в атмосфере

Слайд 25

Описание слайда:

Уравнения баротропной атмосферы («мелкой воды»)

Слайд 26

Описание слайда:

Инерционные волны Так называются горизонтально-поперечные колебания в поле стационарного продольно неоднородного геострофического ветра

Слайд 27

Описание слайда:

Решение:

Слайд 28

Описание слайда:

Траектории частицы при инерционном колебании на разных широтах

Слайд 29

Описание слайда:

Инерционные колебания атмосферы – это движение под действием постоянного начального поля давления

Слайд 30

Описание слайда:

Инерционно-гравитационные волны: линеаризация

Слайд 31

Описание слайда:

Две группы инерционно-гравитационных волн

Слайд 32

Описание слайда:

Роль быстрых гравитационно-инерционных волн в атмосфере – адаптация

Слайд 33

Описание слайда:

Постановка простейшей задачи адаптации полей к геострофическому соотношению

Слайд 34

Описание слайда:

Слайд 35

Описание слайда:

Как выглядит процесс адаптации?

Слайд 36

Описание слайда:

Вывод: Если в начальный момент атмосфера имела потенциальный вихрь ( а это есть всегда) То быстрые инерционно-гравитационные волны приведут ее не в состояние покоя, А в состояние геострофического равновесия, соответствующее распределению исходного потенциального вихря В этом процессе значительная часть доступной потенциальной энергии рассеивается на образование коротких волн

Слайд 37

Описание слайда:

Планетарные волны и связанные ними атмосферные процессы

Слайд 38

Описание слайда:

Зачем нужно знать? В них проявляется смена форм циркуляции («цикл индекса») Без планетарных волн – нет переноса тепла и момента импульса от экватора к полюсу Без планетарных волн не могут возникать вихри

Слайд 39

Описание слайда:

Слайд 40

Описание слайда:

Зональная циркуляция – это эффект осреднения горизонтальной, переносящей тепло и момент

Слайд 41

Описание слайда:

Возникновение вихрей из волн

Слайд 42

Описание слайда:

Волны Россби, 1939

Слайд 43

Описание слайда:

Слайд 44

Описание слайда:

Напоминалка: Динамика атмосферы в квазигеострофическом приближении

Слайд 45

Описание слайда:

Первый случай: волны Россби по долготе на бездивергентном (среднем) уровне

Слайд 46

Описание слайда:

Слайд 47

Описание слайда:

Техника получения волновых решений

Слайд 48

Описание слайда:

Фазовая скорость волны Россби

Слайд 49

Описание слайда:

Слайд 50

Описание слайда:

Групповая скорость волн Россби Групповая скорость волн Россби всегда положительна, т.е. пакет волн и его энергия всегда распространяются на восток Фазовая скорость очень длинных волн (k=2/L) может быть отрицательной, т.е. они перемещаются на запад, а короткие волны – на восток