بررسی تحلیلی شارش هوای روی کوهستان

در اثر شارش هوا از روی تپه ها و کوه ها، گردش هایی در جو ظاهر می شود که اندازه و گسترش افقی آنها به ابعاد و اندازه مانع و نیز شرایط جوی مانند باد و پایداری قائم بستگی دارد. هنگامی که باد از روی کوهستان پهن عبور می کند، اگر جو درحالت پایدار باشد، بسته هواها به صورت یک الگوی موجی در صفحه قائم حرکت خواهند کرد. دراین بررسی ابتدا مؤلفه های مداری و قائم معادله تکانه و نیز معادله های انرژی ترمودینامیکی و پیوستگی درحالت پایا، بدون مالش و بدون چرخش برای جو غیرقابل تراکم، خطی سازی می شود و از ترکیب آنها یک معادله هلمهولتز برحسب سرعت قائم یا تابع جریان به دست می آید. سپس با به کارگیری تابع تبدیل فوریه، معادله به دست آمده حل می شود. آزمایش ها برای یک و دو کوه منفرد با تغییر ارتفاع بیشینه قله، تغییر سرعت افقی باد و تغییر پارامتر اسکورر در یک و دو لایه صورت می گیرد. نتایج نشان می دهد که در یک جو دو لایه، وقتی پارامتر اسکورر در لایه پایین بیشتر از لایه بالایی است، خط جریان از شکل کوه پیروی می کند و هرچه ارتفاع قله ها بیشتر باشد یا سرعت باد افزایش یابد، پشته ها و ناوه های خط جریان ناشی از اثر کوه ژرف تر می شوند. به علاوه هسته های بیشینه و کمینه سرعت قائم، به ترتیب در بخش رو به باد کوه و باد پناه آن تشکیل می شوند. گسترش این هسته ها با ارتفاع افزایش می یابد به طوری که این هسته ها در اطراف ارتفاع سه کیلومتری قرار دارند و دامنه آنها نیز تا ارتفاع ده کیلومتری امتداد می یابد.