Идентификация индивидуальных атмосферных экваториальных волн из общего поля течения
Экватор служит волноводом для различных атмосферных волн, распространяющихся в направлении запад-восток, известных как «экваториальные волны». Они генерируются пространственно неоднородными полями диабатического нагрева, включая выделение скрытого тепла в конвективных штормах. Эти волны, в свою очередь, инициируют и организуют новую конвекцию, запуская новый набор волн, распространяющихся вдоль экватора на восток и запад, играя ключевую роль в организации крупномасштабных циркуляционных возмущений и регулировании диабатического нагрева в тропиках.
На внутрисезонных и более длинных масштабах экваториальные волны критически важны для таких значимых низкочастотных колебаний, как Маддена–Джулиана в тропосфере, квазидвухлетнее колебание в стратосфере и Эль-Ниньо – Южное колебание в Тихом океане, которые оказывают глобальное влияние на погоду и климат.
«Точность прогнозов на расширенный диапазон, следовательно, зависит от достоверного представления этих экваториальных волн в численных моделях», — объясняет доктор Минг Цай из Университета штата Флорида, автор недавно опубликованного в Advances in Atmospheric Sciences исследования. В работе представлен метод идентификации индивидуальных экваториальных волн в полях ветра и геопотенциальной высоты с использованием горизонтальных волновых структур из классической теории. Этот подход, называемый разложением мгновенных полей течения по экваториальным волнам (EWEIF), декомпозирует мгновенные поля на составляющие волны.
По словам ведущего автора, доктора Кори Бартона, ключевое преимущество EWEIF перед традиционным спектральным анализом заключается в том, что для декомпозиции требуется лишь один «снимок» состояния атмосферы без предварительного временного или пространственного фильтрования. Применение анализа к полям в разные моменты времени позволяет изучать эволюцию волн, включая их зарождение, распространение, колебания амплитуды и взаимодействие с тропической конвекцией и фоновым потоком. «EWEIF позволяет исследовать вопросы, касающиеся конфигурации волнового спектра, эволюции волн и их взаимодействия с фоновым потоком, что может улучшить не только понимание тропиков, но и навыки прогнозирования для глобальной атмосферы», — заключает доктор Бартон.