On non-elliptic regions and solvability of balance equations for atmosphere dynamics Sobre regiões não elípticas e solvabilidade de equações de balanço para dinâmica da atmosfera

Abstract

To eliminate the fast gravitational waves of great amplitude, which are not observed in the real atmosphere, the initial fields for numerical schemes of atmosphere forecasting and modeling systems are usually adjusted dynamically by applying balance relations. In this study we consider different forms of the balance equations and for each of them we detect the nonelliptic regions in the gridded atmosphere data of the Southern Hemisphere. The performed analysis reveals the geographical, vertical and zonally averaged distributions of nonelliptic regions with the most concentration in the tropical zone. The area of these regions is essentially smaller and less intensive for more complete and physically justified balance relations. The obtained results confirm the Kasaharas assumption that ellipticity conditions are violated in the actual atmospheric fields essentially due to approximations made under deriving the balance equations.Para eliminar as ondas gravitacionais rápidas de grande amplitude, as quais não se observam na atmosfera real, os campos iniciais para esquemas numéricos de sistemas de modelagem e previsão atmosférica são usualmente ajustados dinamicamente aplicando as relações de balanço. Neste estudo consideramos formas diferentes de equações de balanço e para cada uma dessas detectamos as regiões não elípticas nos dados atmosféricos do Hemisfério Sul. A analise realizada mostra a distribuição geográfica, vertical e média zonal de regiões não elípticas com maior concentração na zona tropical. A área dessas regiões é essencialmente reduzida e a intensidade é visivelmente menor para as relações de balanço mais completas e fisicamente justificáveis. Os resultados obtidos confirmam a suposição de Kasahara de que as condições de ellipticidade são violadas nos campos atmosféricos reais essensialmente devido às aproximações feitas em dedução das equações de balanço.

Keywords

• equações de balanço
• métodos de inicialização
• regiões não elípticas
• balance equations
• initialization methods
• nonelliptic regions