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Comparisons of low-order atmospheric dynamic systems

2009; National Autonomous University of Mexico; Volume: 5; Issue: 3 Linguagem: Espanhol

2395-8812

A. Wiin Nielsen,

Wind and Air Flow Studies

UN MODELO DE DOS NIVELES DE ORDEN BAJO, CASI-MESOTROFICO, SE UTILIZA PARA INVESTIGAR LA RESPUESTAS DE CALENTAMIENTO EXTERNO. EL CALENTAMIENTO TIENE VARIACIONES EN LAS DIRECCIONES NORTE-SUR Y ESTE-OESTE, LA DISIPACION FRICCIONAL (POR FRICCION) SE INCORPORA USANDO TANTO LA FRICCION INTERNA COMO EN LA CAPA LIMITE. EL FLUJO ZONAL SE DESCRIBE MEDIANTE LAS VARIABLES DEPENDIENTES, UNA PARA EL FLUJO MEDIO VERTICAL Y LA OTRA PARA LA CIZALLADURA VERTICAL. LAS RESTANTES CUATRO VARIABLES DEPENDIENTES EN EL MODELO SON LAS AMPLITUDES DE LAS COMPONENTES SENO Y COSENO DE UNA ONDA VIAJERA EN EL FLUJO MEDIO VERTICAL Y EN EL DE CIZALLADURA. EL MODELO DE ORDEN BAJO ES ESTABLE EN EL SENTIDO DE QUE LAS TRAYECTORIAS QUE EMPIEZAN FUERA DE UN CIERTO CIRCULO CRUZAN ESTE APROXIMANDOSE AL ORIGEN DEL ESPACIO DE SEIS DIMENSIONES. EL MODELO TAMBIEN TIENE LA PROPIEDAD DE QUE LA RAZON DE CAMBIO DE UN PEQUENO VOLUMEN ES NEGATIVA, INDICANDO QUE ESTE SE REDUCIRA A CERO, ENTONCES A CUALQUIER ATRACTOR QUE PUEDA EXISTIR ES DE VOLUMEN CERO. UN ESTUDIO DETALLADO DE LOS MULTIPLES ESTADOS ESTACIONARIOS DEL MODELO Y DE SU ESTABILIDAD SE POSPONE PARA UN TRABAJO POSTERIOR. EN ESTE ESTUDIO NOS BASAMOS EN UN NUMERO DE INTEGRACIONES NUMERICAS A LARGO PLAZO QUE MUESTRAN QUE EL MODELO TIENDE A UNA SOLUCION ESTABLE O A UNA ESTACIONARIA, O BIEN A UNA SOLUCION PERIODICA DEPENDIENTE DEL TIEMPO. PARECE ENTONCES QUE EL MODELO NO CONTIENE SOLUCIONES CAOTICAS. SE REALIZAN COMPARACIONES CON EL MODELO DE TRES PARAMETROS RECIENTEMENTE PUBLICADO POR LORENZ Y CON LOS MODELOS DESARROLLADOS POR SALTZMAN ET AL. ESTE MODELO DE LOREZ QUE CONTIENE SOLUCIONES CAOTICAS PARA UN FORZAMIENTO EXTERNO NORTE-SUR SUFICIENTEMENTE GRANDE, PUEDE OBTENERSE CONO UN CASO ESPECIAL DEL MODELO DE SEIS PARAMETROS. EL COMPORTAMIENTO DISTINTO DE LOS DOS MODELOS PUEDE EXPLICARSE, POR LAS SUPOSICIONES QUE SON NECESARIAS CONSIDERAR PARA OBTENER A PARTIR DEL MODELO COMPLICADO, EL MAS SIMPLE. SE DEMUESTRA QUE EL MODELO DE LORENZ DESCUBRE EL FLUJO TERMICO DEL MODELO DE DOS NIVELES, Y QUE LA DIFERENCIA DE FASE ENTRE EL FLUJO TERMICO Y EL FLUJO MEDIO DE LAS ONDAS EN EL MODELO, SIEMPRE ES DE UN CUARTO DE LONGITUD DE ONDA ASEGURANDO CON ESTO QUE EL TRANSPORTE SUR-NORTE DE CALOR SENSIBLE ES UN MAXIMO PARA CIERTAS AMPLITUDES. TAMBIEN SE SENALA QUE SE REQUIEREN VALORES GRANDES DEL CALENTAMIENTO EXTERNO PARA OBTENER CAOS EN EL MODELO DE LORENZ. ESTOS RESULTADOS TAMBIEN SE ENCUENTRAN EN EL MODELO DE SALTZMAN QUE ES UNA GENERALIZACION DEL MODELO DE LORENZ AUNQUE AMBOS TIENE TRES VARIABLES DEPENDIENTES, SOLAMENTE. PARECE ENTONCES QUE PARA EXPLICAR LAS VARIACIONES INTER-ANUALES DE LA ATMOSFERA EN TERMINOS DE COMPORTAMIENTO CAOTICO EN LA ESTACION FRIA Y NO CAOTICA EN LA ESTACION CALIENTE, REQUERIRA INVESTIGACIONES POSTERIORES USANDO MODELOS QUE PUEDAN SIMULAR LOS PROCESOS EN CASCADA QUE SE DAN EN LA ATMOSFERA REAL.