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Título: A note on the logarithmic -3 law of atmospheric energy
A note of the logarhitmic-3 law of atmospheric energy
Autores: 
Palabras clave: 
Fecha de publicación: 4-Oct-2012
Editorial: Centro de Ciencias de la Atmósfera
Descripción: Observations show that the atmospheric kinetic energy on average obeys a relation saying that its dependence on the longitudinal wave number is n-3 in an interval with wave numbers larger than the wave number with maximal conversion of eddy available potential energy to eddy kinetic energy and the wave numbers dominated by frictional dissipation. Numerical experiments with a barotropic model have indicated that the power law for the kinetic energy is n-1 for the small wave numbers. Such relations are a result of the atmospheric forcing due to the diabatic heating, the cascade processes of kinetic energy due to nonlinear interactions and the frictional dissipation. The paper presents a study of a homogeneous fluid with a free surface forced by adding and subtracting fluid. For a given forcing the steady state may be determined although the model is nonlinear. For a special forcing the kinetic energy spectrum shows the -1 and the -3 relations. An important question is whether the potential energy also obeys a -3 power law. Other cases of the forcing are investigated in order to determine the sensitivity of the results to the forcing.
LAS OBSERVACIONES MUESTRAN QUE LA ENERGÍA CINÉTICA ATMOSFÉRICA EN PROMEDIO OBEDECE A UNA RELACIÓN QUE DICE QUE SU DEPENDENCIA DEL NUMERO DE ONDA LONGITUDINAL EN N -3, EN UN INTERVALO CON NÚMEROS DE ONDA MAYORES QUE EL DE CONVERSIÓN MÁXIMA, DESDE LA ENERGÍA POTENCIAL TORBELLINARIA DISPONIBLE HACIA LA PROPIA ENERGÍA CINÉTICA Y LOS NÚMEROS DE ONDA DENOMINADOS POR LA DISIPACIÓN DEBIDA AL ROZAMIENTO, LOS EXPERIMENTOS NUMÉRICOS CON UN MODELO BAROTROPICO HAN DEMOSTRADO QUE LA LEY EXPONENCIAL PARA LA ENERGÍA CINÉTICA ES N -1 EN LOS NÚMEROS DE ONDA PEQUEÑOS. TALES RELACIONES RESULTAN DEL FORZAMIENTO QUE TIENE SU ORIGEN EN EL CALENTAMIENTO DIABÉTICO; LOS PROCESOS DE ENERGÍA CINÉTICA EN CASCADA, ASOCIADOS A LAS INTERACCIONES NO LINEALES, Y LA DISIPACIÓN POR ROZAMIENTO. EL TRABAJO PRESENTA EL ESTUDIO DE UN FLUIDO HOMOGÉNEO CON UNA SUPERFICIE LIBRE FORZADA POR ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE FLUIDO, PARA UN FORZAMIENTO DADO, EL ESTADO DE PERMANENCIA PUEDE DETERMINARSE, AUNQUE EL MODELO NO SEA LINEAL PARA UN FORZAMIENTO ESPECIAL DADO, EL ESTADO DE PERMANENCIA PUEDE DETERMINARSE, AUNQUE EL MODELO SEA NO LINEAL. PARA UN FORZAMIENTO ESPECIAL, EL ESPECTRO DE LA ENERGÍA CINÉTICA MUESTRA EXPONENTES DE -1 Y -3, UNA CUESTIÓN IMPORTANTE ES SI LA ENERGÍA POTENCIAL TAMBIÉN OBEDECE A UNA LEY EXPONENCIAL DE EXPONENTE IGUAL A -3. SE INVESTIGAN OTROS CASOS DE FORZAMIENTO A FN DE DETERMINAR LA SENSIBILIDAD DE LOS RESULTADOS AL FORZAMIENTO.
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