hrvatski

Raspoloživa potencijalna energija dnevne obalne cirkulacije u Zadru

Kinetička energija smorca može se promatrati pomoću raspoložive potencijalne energije (APE). Dio ove energije pretvara se u kinetičku energiju smorca, koja se manjim dijelom vraća u potencijalnu energiju, a većim se dijelom gubi trenjem i turbulentnim procesima pri tlu. Postoji sličnost između cirkulacijskih procesa na velikoj, sinoptičkoj skali i obalne cirkulacije zraka na mezoskali iz razloga što su obje cirkulacije pod utjecajem iste fizike - solenoidalne aktivnosti barokline atmosfere. Cilj istraživanja je određivanje brzine u donjoj grani ćelije obalne cirkulacije zraka na osnovi APE za idealizirane slučajeve smorca. Također, cilj je i određivanje utjecaja trenja na osnovi odnosa srednje dnevne vrijednosti APE i kinetičke energije. Za izračune i verifikacije brzine korištene su satne vrijednosti temperature mora, prizemnih temperatura zraka i mjerenja brzine vjetra postaje Zadar-grad, kao i radio-sondažna mjerenja u 12 UTC postaje Zadar-Zemunik. Odabrana su dva dana sa smorcem, 29. i 30. srpanj 2002., metodama koje minimiziraju utjecaj ostalih superponiranih atmosferskih strujanja. Prema radio-sondažama smorac je dosegao visinu od 600 m na oba dana. Spomenutim metodama odabrani su i dani sa smorcem u razdoblju od 1996-2000. Klimatološka analiza tih slučajeva, koja je uključivala ružu vjetra, hodograf i srednje dnevne hodove brzine vjetra i temperature, ukazala je na dobro slaganje u trajanju smorca i njegovoj brzini sa dva spomenuta slučaja. Za određivanje brzine smorca koristila se teorija pretvorbe APE u kinetičku energiju, a APE se računala na temelju modificirane Lorenzove jednadžbe (1955). APE predstavlja razliku potencijalne energije trenutnog stanja atmosfere i minimalne potencijalne energije. U ovom radu stanje minimalne potencijalne energije pri tlu odgovara onom za vrijeme barotropnog stanja, kada nema značajne razlike u temperaturi kopna i mora. Za izračun APE simulirala se promjena temperature zraka po visini na osnovi prizemnih satnih mjerenja, a temperature neporemećene okolne atmosfere su se određivale na osnovi temperature zraka za vrijeme barotropnog stanja pri tlu. Na osnovi tog proračuna određen je iznos brzine u smorcu, a brzina određena iz APE na najnižem nivou pokazala je najbolje slaganje s prizemnim mjerenjima. Određene visine smorca su pokazale dobro slaganje s radio-sondažnim mjerenjima na oba dana. Nadalje, preliminarni rezultati visine i brzine smorca dobiveni modelom MM5 također su pokazali dobro slaganje s radio-sondažama, te su potvrdili simulirane visine smorca nad Zadrom tijekom dana i brzine dobivene na višim nivoima iz APE. Određen je također i dio APE koji prelazi u kinetičku energiju. Na osnovi izračunate i izmjerene srednje dnevne brzine smorca zaključeno je da se 4.2% 29. srpnja i 6.6% 30. srpnja 2002. prizemne APE transferira u kinetičku energiju smorca. Napravljeni su i testovi osjetljivosti koji su ukazali na veliku osjetljivost APE i brzine vjetra koja se pomoću nje dobije o vertikalnom temperaturnom gradijentu. Slična analiza napravljena je za slučajeve smorca u srpnju i kolovozu za razdoblje od 1996-2000. Korištenjem prizemnih dnevnih hodova temperature zraka i brzine, te srednjeg vertikalnog temperaturnog gradijenta određenog za dva slučaja smorca, zaključeno je da se prosječno oko 4% APE transformira u kinetičku energiju smorca. Rezultati pokazuju sličnost s općom cirkulacijom atmosfere budući da se tamo oko 10% APE transformira u kinetičku energiju. Pritom, brzina u donjoj grani obalne cirkulacije zraka nije bila ovisna o integralnoj vrijednosti APE nad kopnom, nego o njenoj vrijednosti u prizemnom sloju.

raspoloživa potencijalna energija; obalna cirkulacija zraka; smorac

nije evidentirano