INFLUÊNCIA SELETIVA DA TURBULÚNCIA SOBRE AS ONDAS DE ROSSBY E DE LAMB NA ATMOSFERA BAROTRÓPICA

Abstract

Embora o modelo hidrodinâmico da atmosfera aceite a existência das ondas lentas, cuja velocidade é comparável com a do vento, bem como das ondas rápidas que se propagam com a velocidade do som, estas últimas, como mostram as cartas meteorológicas, praticamente não são observadas nas grandes escalas da dinâmica da atmosfera real. Para explicar este fenômeno examinamos o modelo barotrópico, onde as ondas lentas e rápidas são, respectivamente, as quase-geostróficas de Rossby e as ageostróficas de Lamb. Se, adicionalmente, incluirmos no modelo um fator diabático, o atrito turbulento vertical, observamos que tres fatores (o tamanho da Terra, a velocidade angular da rotação dela em torno do seu eixo e o valor máximo da propagação de sinal na atmosfera) garantem que as ondas rápidas de qualquer comprimento se tornem atenuadas muito mais rapidamente do que as ondas lentas. O mecanismo do ajustamento geostrófico de desvios barotrópicos, que segue deste fato, é muito efetivo devido ao valor médio do coeficiente da mistura turbulenta vertical na atmosfera. Enquanto o tempo de vida das ondas de Rossby é aproximadamente igual a 7 dias, o tempo de vida das ondas de Lamb de escala sinótica é algumas dezenas de vezes menor.

Keywords :Modelagem hidrodinâmica; Ondas atmosféricas; Balanço geostrófico.

The selective influence of the turbulence on the Rossby and Lamb waves in the barotropic atmosphere

Though a hydrodynamic model of the atmosphere allows both slow waves whose propagation speed is comparable to the wind speed and fast waves whose propagation speed is comparable to sound speed, the last ones practically are not observed in the large scale of the dynamics of the real atmosphere, i.e. mapped on meteorological charts. In order to explain this fact, we have considered the barotropic model in which the only slow and fast waves are the quasi-geostrophic Rossby waves and the ageostrophic Lamb waves, respectivelly. If the mechanism of the atmospheric turbulence is additionally included into the model, then 3 factors (the Earth size, the angular velocity of its rotation about its axis and the propagation velocity of a signal in the atmosphere) provide a much faster attenuation of the fast waves of all lengths in comparison with the slow waves. The mechanism of geostrophic adjustment is very effective due to a mean value of the vertical mixture coefficient in the atmosphere. While the lifetime of the Rossby waves is about 7 days, the lifetime of the synoptic scale Lamb waves is some tens less.

Keywords :Hydrodynamic modelling;Atmospheric waves;Geostrophic balance.

DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-261X1997000300004