MakarovSuites
Polski
EnglishDeutschРусскийУкраїнськаFrançaisEspañolItalianoPolski
Kontakt i licencje

Earth

Wiatr buduje wydmy

Puść wiatr nad pasem pustynnego piasku w wieczornym świetle. Naprężenie na dnie ma szczyt tuż nawietrznie od grzbietu, strumień piasku potrzebuje długości nasycenia, by je dogonić, przepływ odrywa się za grzbietem, a stok zawietrzny osypuje się pod kątem naturalnego zsypu – więc mała zmarszczka na płaskim pokładzie rośnie dokładnie w tempie z teorii liniowej, a dwie wydmy wędrują z wiatrem z mniej więcej prędkością Bagnolda q/H, wywiewając pokład między nimi do skały. Uspokój wiatr poniżej progu, a nic się nie rusza; zwilż piasek, by go podnieść; pozwól wiatrowi wiać wstecz część roku, a wydmy stają; postaw kamienny mur w poprzek wiatru. Okresowy pas zachowuje każde ziarno.

Wiatr buduje wydmy — Obraz z aplikacji
Obraz z aplikacji

Co się dzieje

Okresowy pas piasku długości 256 m w 512 komórkach. Naprężenie na dnie to tau0 (1 + F^-1[(A|k| + iBk) h^]) z A = 3,2 i B = 0,3 nad obwiednią dna, każdy pęcherz oderwania wypełniony do linii cienia 14° i naprężenie w nim zerowe. Strumień nasycony rośnie z nadwyżką naprężenia ponad próg (dziesiąta część sqrt(rho_s g d/rho), podniesiona przez wilgoć), strumień relaksuje do niego na 0,5 m dokładnie komórka po komórce i zamknięty wokół okresu, i nigdy nie bierze więcej, niż komórka ma nad skałą. Dno spełnia bilans Exnera; stoki powyżej 34° się osypują. Jawne kroki tysięcznej części roku; sekunda to rok przy skali czasu 1.

Co wypróbować

Wyhoduj wydmy z pomarszczonego pokładu i porównaj wzrost z teorią liniową; patrz, jak dwie wydmy wędrują; uspokój wiatr poniżej progu; zwilż piasek; odwróć wiatr; postaw mur.

Model i jego ograniczenia

Jednowymiarowy pas, liniowe jądro naprężenia z geometryczną linią cienia, jedna wielkość ziarna, bez roślinności i skorupy. Tempa są te tego wyidealizowanego pola wydm.

Równania modułu
Równania
τ = τ0·(1 + IFFT[(A|k| + iBk)·FFT h]),  τ = 0 in the separation bubble
q_s = Q·(τ/τ0 − r)/(1 − r),  r = (u*_t/u*)²
l_s·dq/dx = q_s − q,  ∂h/∂t = −∂q/∂x,  slopes ≤ 34°
σ(k) = Q·k²·(B − A·k·l_s)/((1 + (k·l_s)²)·(1 − r)),  c ≈ q_crest/H

Inne eksperymenty

Wróć do katalogu
Ogólna cyrkulacja atmosfery — Obraz z aplikacji

Earth

Ogólna cyrkulacja atmosfery

Rozkręć atmosferę planety ze stanu spoczynku i patrz, jak komórki Hadleya wyrastają z tropików, aż wzór zamknięty Helda i Hou powie, że muszą się zatrzymać: powietrze wznoszące się na równiku zachowuje swój moment pędu w drodze ku biegunowi, więc wiatr górny staje się równy Ω·a·sin²φ/cos φ — to podzwrotnikowy prąd strumieniowy — a komórka sięga tylko tak daleko, jak pozwala konstrukcja równych pól: 26,5° dla Ziemi, a nie 28,8° ze wzoru małych kątów. Pod nią pasaty przechodzą w wiatry zachodnie tam, gdzie wskazuje bilans momentu pędu, a ich momenty sił się znoszą. Spowolnij planetę, a komórki rozszerzą się ku biegunom; zatrzymaj ją, a jedna komórka wypełni każdą półkulę zupełnie bez wiatru strefowego. Przesuń grzanie o sześć stopni na północ, a wznoszenie przeskoczy do 21°, a komórka zimowa stanie się sto razy silniejsza od letniej, jak odkryli Lindzen i Hou; uruchom pory roku, a ITCZ będzie się wahać o 18° w każdą stronę z dwumiesięcznym opóźnieniem.

Bryza morska i lądowa — Obraz z aplikacji

Earth

Bryza morska i lądowa

Ląd ogrzewa się i chłodzi szybciej niż woda. Obserwuj obieg powietrza w dzień i w nocy.

Monsun sezonowy — Obraz z aplikacji

Earth

Monsun sezonowy

Śledź wybrzeże Azji Południowej przez cały rok. To samo słońce grzeje płytki ląd i głębokie morze, ale ląd odpowiada w ciągu dni, a morze z dwumiesięcznym opóźnieniem, jak mówią wzory zamknięte na wzmocnienie 1/sqrt(1+(ωτ)²) i opóźnienie atan(ωτ). Ich kontrast napędza wiatr cyrkulacji wymiennej; wiejąc na ląd, przynosi wilgoć powietrza morskiego, a ciepło utajone deszczu wzmacnia tę samą cyrkulację, która go przyniosła. Dlatego monsun nie narasta łagodnie: gdy tylko wymuszenie lądu staje się dodatnie, deszcz w ciągu tygodnia skacze do ulewy, ciemne chmury napływają od morza i piętrzą się przy wzgórzach, pola ryżowe zalewa woda i zielenieją; monsun trzyma się do jesieni, aż wymuszenie spadnie poniżej zagięcia R_c = −M²/(4Dκ). Zatrzymaj porę roku, a wybrzeże staje się bistabilne: wilgotny napływ przełącza je w stan mokry, a obniżenie ogrzewania lub wilgotności poza próg ze wzoru zamkniętego osusza je na dobre. Bilans wilgoci domyka się z dokładnością do zaokrągleń.