The modified quasi-geostrophic barotropic models based on unsteady topography

Modelos semigeostróficos barotrópicos modificados con base en topografía inestable

Este trabajo deduce nuevos modelos con el uso de los métodos de análisis a escala y de perturbación a partir de las ecuaciones de aguas poco profundas con base en fluidos barotrópicos. En este artículo se obtuvieron algunos modelos semigeostróficos barotrópicos para aplicar en zonas de topografía inestable con diferentes magnitudes y considerar especialmente la condición del extenso terreno. La topografía inestable es más propicia para describir el movimiento del estado fluido de la tierra debido al cambio del clima y ambiente, por lo tanto los modelos modificados son ecuaciones de vorticidad potenciales más razonables. Si no se considera la influencia de la topografía y otros factores, los modelos se reducirían a las ecuaciones generales semigeostróficas barotrópicas de estudios anteriores. 

1. INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, muchos estudiosos han realizado amplias investigaciones sobre la dinámica atmosférica y oceánica a gran escala. Entre ellos, el efecto topográfico tiene gran influencia en el mecanismo dinámico de las ecuaciones de vorticidad potencial (Pedlosky, 1974; Collings, 1980; Pedlosky, 1980; Treguier, 1989). En la atmósfera, la altura topográfica desempeña un papel importante en los cambios de los ciclones y anticiclones atmosféricos. Luo (1990) señaló que el efecto topográfico era también un factor importante en la formación de bloqueos atmosféricos, y que la circulación atmosférica global se vería incluso afectada por el efecto topográfico. Lu (1987) discutió los efectos de la altura topográfica y su forma en la activación de las ondas Rossby y las influencias de las pendientes topográficas sur-norte y este-oeste en la forma de la onda y la propagación de la energía. Chen (1998) y Jiang (2000) derivaron la ecuación de vorticidad potencial cuasi-geostrófica con topografía a gran escala, fricción y calentamiento bajo el modelo barotrópico, y se discutieron los efectos a gran escala de la meseta de Qinghai-Tíbet en la atmósfera. Además, la topografía oceánica es muy compleja, como la plataforma noroccidental de Australia (Holloway, 1997), la zona marina de la plataforma de Portugal (Sherwin, 2002), etc. La relación entre la topografía y la circulación oceánica fue señalada en la literatura (Roslee et al., 2017b; Kamsani, 2017; La, 1990; Marshall, 1995; Álvarez, 1994; Sou, 1996). Cessi (1986) discutió el importante papel de la topografía en la circulación oceánica. Holloway (1992) introdujo la interacción de los remolinos con la topografía del fondo marino y argumentó que las circulaciones oceánicas serían una interacción significativa entre los vórtices turbulentos y la topografía más que el arrastre de las ondas gravitacionales. Posteriormente, Frederiksen (1999) derivó expresiones generales para la fuerza topográfica de los remolinos, la viscosidad de los remolinos y la retrodispersión estocástica, así como un término jacobiano residual, para el flujo barotrópico sobre la topografía media.