توازن و امواج گرانی– لختی در یک مدل کژفشار دولایه ای

از جمله مسائل بنیادین در دینامیک جو، اقیانوس و شاره های ژئوفیزیکی به طور کل بررسی میزان برقراری "توازن"، وجود و ساختار توازن های از مرتبه دلبخواه، شکست توازن و تولید امواج گرانی-لختی در تحول زمانی شارش های تاواری (vortical) است. در مدل کژفشار دولایه ای روی صفحه f ، با آزمایش عددی و استفاده از تجزیه موج – تاوه، رابطه توازن بهینه یا نزدیک به بهینه در اعداد راسبی کوچک در گستره بین ۰۷/۰ تا ۷۹/۰ تحقیق می شود. در این آزمایش عددی همچنین طیف انرژی روابط توازن با طیف انرژی تلاطم دوبعدی در ابعاد گوناگون مقایسه می شود. افت وخیز روی طیف انرژی (حاصل از امواج گرانی– لختی) به برهم کنش موج– موج یا موج– تاوه نسبت داده می شو د. در افت وخیز روی طیف انرژی نسبت طول موج تحریک شده به شعاع تغییرشکل راسبی بین نیم تا یک تغییر می کند. ارتباط بین طیف انرژی و روند انرژی دردسترس خطی شده نامتوازن بررسی می شود. در روابط توازن بهینه، یک شکست در آبشار وارونه طیف انرژی در بزرگ مقیاس وجود دارد. در آزمایش عددی پیش گفته، ارتباط بین بیشینه انرژی امواج گرانی– لختی با بیشینه عدد راسبی در حین تحول زمانی شارش، در رابطه توازنی بهینه در هشت سامانه شارشی بررسی می شود. نتایج، یک ارتباط نمایی بین دامنه امواج گرانی– لختی با عدد راسبی را نشان می دهد. نتایج حاصل با نظریه های دینامیکی موجود حاصل از بسط مجانبی معادلات بسیط کاملا هم خوانی و با تحلیل صورت گرفته بر مبنای نتایج آزمایش دولایه ای ویلیامز و همکاران (۲۰۰۸) مغایرت دارد.

کلیدواژه ها:

تاوایی پتانسیلی ، تجزیه موج- تاوه ، جریان تاوه ای ، رابطه توازن ، طیف انرژی