Аннотация:
Бароклинная неустойчивость — это неустойчивость течений стратифицированной вращающейся жидкой среды с вертикальным сдвигом скорости. С реализацией бароклинной неустойчивости связывают образование крупномасштабных вихрей в атмосфере Земли и других планет. Представлены современные теоретические подходы к исследованию бароклинной неустойчивости. К ним относятся описание неустойчивости в терминах взаимодействия краевых волн Россби, исследование проблемы оптимальных возмущений возмущений с максимумом скорости роста энергии или других функционалов, анализ нелинейной динамики возмущений с использованием маломодовых аппроксимаций метода Галёркина. Рассмотрены также классические энергетические критерии устойчивости зональных течений, полученные с помощью прямого метода Ляпунова – Арнольда. Приведённые результаты могут представлять интерес для специалистов в области механики сплошных сред и астрофизики.
Образец цитирования:
М. В. Калашник, М. В. Курганский, О. Г. Чхетиани, “Бароклинная неустойчивость в геофизической гидродинамике”, УФН, 192:10 (2022), 1110–1144; Phys. Usp., 65:10 (2022), 1039–1070
Andrei Sukhanovskii, Rodion Stepanov, Alexei Bykov, Andrei Vetrov, Nikolai Kalinin, Peter Frick, “Mid-latitude baroclinic waves in a zonally homogeneous Earth-like planet”, Clim Dyn, 63:1 (2025)
M. V. Kalashnik, M. V. Kurgansky, “Nonlinear oscillations in a two-dimensional spatially periodic flow”, Eur. Phys. J. Plus, 139:2 (2024)
Xi-Hu Wu, Yi-Tian Gao, Xin Yu, “Dark-soliton asymptotics for a repulsive nonlinear system in a baroclinic flow”, Physics of Fluids, 36:5 (2024)
A. G. Kudryavtsev, N. N. Myagkov, “Modeling ocean eddies using exact solutions of the Charney–Obukhov equation”, Physics of Fluids, 36:5 (2024)
N. N. Myagkov, A. G. Kudryavtsev, “Flow patterns of (3 + 1)-dimensional solutions of the Charney-Obukhov equation”, Nonlinear Dyn, 112:14 (2024), 12361
M. V. Kalashnik, “Instability of Solid-Body Rotation of Heton Type”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 60:3 (2024), 233
Uwe Harlander, Michael V. Kurgansky, Kevin Speer, Miklos Vincze, “Baroclinic instability from an experimental perspective”, Comptes Rendus. Physique, 25:S3 (2024), 1
M. V. Kalashnik, “Instability of solid-body rotation of heton type”, Izvestiâ Akademii nauk SSSR. Fizika atmosfery i okeana, 60:3 (2024), 277
М. В Калашник, “Взрывной рост несимметричных возмущений в потоке с вертикальным сдвигом”, Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана, 59:6 (2023), 786; M. V. Kalashnik, “Explosive growth of unsymmetric perturbations in a flow with a vertical shear”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 59:6 (2023), 695
M. V. Kurgansky, E. A. Bezotecheskaya, “On the relationship of cirrus clouds and upper tropospheric relative humidity fields with symmetric instability”, Russ. Meteorol. Hydrol., 48:7 (2023), 567
М. В. Курганский, “Симметричная устойчивость вертикальных бароклинных вихрей с теплым ядром”, Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана, 59:3 (2023), 251; M. V. Kurgansky, “Symmetric stability of vertical baroclinic vortices with a warm core”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 59:3 (2023), 211
М. В. Калашник, О. Г. Чхетиани, “Регулярные и хаотические колебания в геострофическом потоке с вертикальным сдвигом”, Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана, 59:5 (2023), 560; M. V. Kalashnik, O. G. Chkhetiani, “Regular and chaotic oscillations in a geostrophic flow with vertical shear”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 59:5 (2023), 489
М. В. Калашник, “Неустойчивость сдвигового течения на конечном временном промежутке”, Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана, 59:2 (2023), 165; M. V. Kalashnik, “Shear flow instability over a finite time interval”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 59:2 (2023), 144
Xi-Hu Wu, Yi-Tian Gao, Xin Yu, Fei-Yan Liu, “On a variable-coefficient AB system in a baroclinic flow: Generalized Darboux transformation and non-autonomous localized waves”, Wave Motion, 122 (2023), 103184
R Chanishvili, G Chagelishvili, M Kalashnik, O Chkhetiani, D Gogichaishvili, O Kharshiladze, “A new mathematical model of rigid boundary in shear flows”, J. Phys. A: Math. Theor., 56:13 (2023), 135201
N. Burmasheva, S. Ershkov, E. Prosviryakov, D. Leshchenko, “Exact solutions of Navier–Stokes equations for quasi-two-dimensional flows with Rayleigh friction”, Fluids, 8:4 (2023), 123
I. A. Repina, “Research in dynamic meteorology in Russia in 2019–2022”, Izv. Atmos. Ocean. Phys., 59:S3 (2023), S266
A. G. Kudryavtsev, N. N. Myagkov, “On the superposition of solutions of the (3 + 1) dimensional Charney–Obukhov equation for the ocean”, Physics of Fluids, 35:5 (2023)
I. A. Repina, “Research in Dynamic Meteorology in Russia in 2019–2022”, Izvestiâ Akademii nauk SSSR. Fizika atmosfery i okeana, 59:7 (2023), 852
A. G. Kudryavtsev, N. N. Myagkov, “New exact spatially localized solutions of the (3 + 1)-dimensional Charney–Obukhov equation for the ocean”, Physics of Fluids, 34:12 (2022)