Quasi-geostrophic baroclinic flow past isolated obstacles

Summary

The effects of inclusion of vertical shear in the problem of steady flow of an inviscid, rotating and stratified fluid past isolated topography are discussed. It is shown that the presence of baroclinicity in the undisturbed flow far from the obstacle, in the parameter range considered here, produces an anti-cyclonic vortex bound to the obstacle, like in the unsheared case, but whose intensity is modified by the shear. In particular, if the velocity of basic flow increases with height, the intensity of the vortex is decreased with respect to the barotropic case, because of the horizontal advection of potential temperature. Analytical solutions are presented in the case of small amplitude obstacles.

Zusammenfassung

Es werden die Auswirkungen der Einbeziehung der vertikalen Scherung in das Problem der stetigen Strömung einer nichtviskosen rotierenden und geschichteten Flüssigkeit um ein isoliertes topographisches Hindernis besprochen. Es wird gezeigt, daß bei Baroklinität in der fern von dem Hindernis ungestörten Strömung, bei dem hier betrachteten Parameterbereich, ein antizyklonaler an das Hindernis gebundener Wirbel erzeugt wird, ähnlich wie im Fall ohne Scherung aber mit durch die Scherung modifizierter Intensität. Im besonderen nimmt, wenn die Geschwindigkeit der Grundströmung mit der Höhe zunimmt, die Intensität des Wirbels im Vergleich zum barotropen Fall wegen der horizontalen Advektion potentieller Temperatur ab. Für den Fall einer geringen Größe der Hindernisse werden analytische Lösungen gebracht.