INVESTIGATION OF FEATURES EDDY MOMENTUM AND HEAT FLUXES IN THE REGION OF JET STREAMS
Authors: Крупчатников В.Н. , Гочаков А.В. , Антохина О.Ю. 
Published: November 2023

Вихревые потоки в общей циркуляции часто рассматриваются как турбулентность, когда происходит вихревая диффузия определенных величин, таких как, например, потенциальный вихрь (ПВ), вдоль изоэнтропических поверхностей в свободной атмосфере. Вихревые потоки определяются в первую очередь коэффициентами вихревой диффузии и являются градиентными по отношению к основному полю ПВ. Подтверждением этого предположения о турбулентной природе вихревых потоков ПВ в свободной атмосфере является тот факт, что они в среднем имеют градиентный характер. В данной статье мы обсудим некоторые результаты исследования процессов обрушения волн Россби в районе субтропического струйного течения [1]. Многие крупномасштабные динамические явления в атмосфере Земли связаны с процессами распространения и обрушения волн Россби [2–6]. Здесь мы обращаем внимание на области противоградиентных вихревых потоков ПВ в районе субтропического струйного течения в Северном полушарии, связанные с опрокидыванием волн Россби. В некоторых случаях поток ПВ на север оказывается противоградиентным, и такие потоки возникают в результате нелинейного обрушения волны Россби [7]. Также в ряде исследований было отмечено, что обрушение волны Россби является одним из наиболее важных механизмов взаимодействия стратосферы и тропосферы (например, в [12]). Конвергенция и дивергенция потока вихревого импульса вблизи тропопаузы соответствуют северному и южному потокам ПВ. Однако можно ожидать, что расход бароклинной вихревой кинетической энергии обычно сопровождается противоградиентным вихревым переносом тепла. Это подтверждается в данном исследовании.

The eddy fluxes in the general circulation are often treating as turbulence, where eddies act to diffuse certain quasi conservative quantities, such as potential vorticity (PV), along isentropic surfaces in the free atmosphere. The eddy fluxes are determined primarily by the eddy diffusivities and are down-gradient of the basic state PV field. Support for the turbulence approach stems from the fact that the eddy fluxes of PV in the free atmosphere are generally downgradient in the long-term mean. In this article, we will discuss some results of the study of Rossby wave breaking processes in the region of a subtropical jet stream [1]. Many large-scale dynamic phenomena in the Earth’s atmosphere are associated with the processes of propagation and breaking of Rossby waves [2–6]. Here we call attention to region of upgradient eddy PV fluxes in region of the jet in North Hemisphere associated with the overturning of Rossby waves. In some cases, the PV flow to the north turns out to be counter-gradient, and such flows result from non-linear wave breaking [7]. Also, it was noted in a number of studies that the Rossby wave breaking is one of the most important mechanisms for the interaction of the stratosphere and troposphere (for example, in [12]). The eddy momentum flux convergence and divergence near the tropopause correspond to northward and southward fluxes of PV. The northward PV flux is upgradient, and such fluxes have been arising from nonlinear wave breaking. However, one may intuitively expect that a baroclinic consumption of eddy kinetic energy is generally accompanied by an up-gradient eddy heat transport. These statements are proven to be true in our study.