Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319040099
М. Е. Ли, Святослав Вячеславович Фёдоров
Предлагается компенсационный подход, направленный на исключение методических погрешностей при измерениях спектрального показателя ослабления света в морской воде, и описывается схема прозрачномера, в котором реализован данный подход. Особенность предлагаемой оптической схемы состоит в том, что измерительный и опорный лучи формируются идентичными оптическими элементами, составляющими опорный и измерительный каналы, при этом оба канала выведены в измеряемую среду. В такой оптической схеме отпадает необходимость введения поправки на изменение коэффициента отражения поверхностей оптических деталей, соприкасающихся с морской водой, при погружении прибора в море, или проведения сложной калибровки с использованием особо чистой воды. В результате появляется возможность использования калибровки прибора на воздухе для определения показателя ослабления непосредственно в измеряемой среде после погружения прибора в воду. Т.к. измерения фактически выполняются на двух оптических базах, может быть выполнена самокалибровка прибора без использования аттестованной эталонной воды с известными оптическими характеристиками. В качестве источника светового излучения применен мощный многоэлементный семицветный светодиод.
{"title":"Компенсационный подход к исключению методических погрешностей при измерениях спектральной прозрачности морской воды, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"М. Е. Ли, Святослав Вячеславович Фёдоров","doi":"10.7868/s2073667319040099","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319040099","url":null,"abstract":"Предлагается компенсационный подход, направленный на исключение методических погрешностей при измерениях спектрального показателя ослабления света в морской воде, и описывается схема прозрачномера, в котором реализован данный подход. Особенность предлагаемой оптической схемы состоит в том, что измерительный и опорный лучи формируются идентичными оптическими элементами, составляющими опорный и измерительный каналы, при этом оба канала выведены в измеряемую среду. В такой оптической схеме отпадает необходимость введения поправки на изменение коэффициента отражения поверхностей оптических деталей, соприкасающихся с морской водой, при погружении прибора в море, или проведения сложной калибровки с использованием особо чистой воды. В результате появляется возможность использования калибровки прибора на воздухе для определения показателя ослабления непосредственно в измеряемой среде после погружения прибора в воду. Т.к. измерения фактически выполняются на двух оптических базах, может быть выполнена самокалибровка прибора без использования аттестованной эталонной воды с известными оптическими характеристиками. В качестве источника светового излучения применен мощный многоэлементный семицветный светодиод.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71310258","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319040063
В. А. Иванов, Т В Пластун, Н. В. Маркова, Александр Багаев
В рамках исследования структуры циркуляции Черного моря на глубинах ниже главного пикноклина представлены данные о преобладающих направлениях, изменчивости и скорости течений. Данные о вертикальных профилях течений были получены контактными методами в ходе экспедиционных работ Морского гидрофизического института. Для исследования глубинных течений были выбраны 25 станций, которые содержали измерения на горизонте 500 м и более. Приводятся характеристики приборов и географическое расположение станций. Периоды зондирований на станциях варьировали в пределах от нескольких часов до двух месяцев. Обеспеченность данными как по времени, так и по пространству существенно неравномерна, однако в работе впервые описан и проанализирован полный массив измерений глубоководных течений начиная с 1960 года. После оценки качества данных и приведения к горизонтам 500, 750 и 1000 м сформирована таблица, демонстрирующая обеспеченность, повторяемость направления и средние оценки скоростей течений. Анализ вертикальных профилей показал, что векторы скорости течений на некоторых станциях в приповерхностном и глубинных слоях имеют близкие направления. Однако на большинстве из рассмотренных профилей направления скорости на разных горизонтах существенно отличаются. Для каждой станции и каждого горизонта были построены и проанализированы диаграммы направлений и модуля скорости течений, они использованы для иллюстрации случаев разворота течений на разных горизонтах. Абсолютная величина вектора скорости на горизонтах глубже 500 м может превышать значение в вышележащих слоях.
{"title":"Статистические характеристики глубинных течений в Черном море по данным инструментальных измерений, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"В. А. Иванов, Т В Пластун, Н. В. Маркова, Александр Багаев","doi":"10.7868/s2073667319040063","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319040063","url":null,"abstract":"В рамках исследования структуры циркуляции Черного моря на глубинах ниже главного пикноклина представлены данные о преобладающих направлениях, изменчивости и скорости течений. Данные о вертикальных профилях течений были получены контактными методами в ходе экспедиционных работ Морского гидрофизического института. Для исследования глубинных течений были выбраны 25 станций, которые содержали измерения на горизонте 500 м и более. Приводятся характеристики приборов и географическое расположение станций. Периоды зондирований на станциях варьировали в пределах от нескольких часов до двух месяцев. Обеспеченность данными как по времени, так и по пространству существенно неравномерна, однако в работе впервые описан и проанализирован полный массив измерений глубоководных течений начиная с 1960 года. После оценки качества данных и приведения к горизонтам 500, 750 и 1000 м сформирована таблица, демонстрирующая обеспеченность, повторяемость направления и средние оценки скоростей течений. Анализ вертикальных профилей показал, что векторы скорости течений на некоторых станциях в приповерхностном и глубинных слоях имеют близкие направления. Однако на большинстве из рассмотренных профилей направления скорости на разных горизонтах существенно отличаются. Для каждой станции и каждого горизонта были построены и проанализированы диаграммы направлений и модуля скорости течений, они использованы для иллюстрации случаев разворота течений на разных горизонтах. Абсолютная величина вектора скорости на горизонтах глубже 500 м может превышать значение в вышележащих слоях.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309644","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319020084
Н.Е. Вольцингер, К. А. Клеванный
Для моделирования длинноволнового воздействия на гидротехнические сооружения ставится краевая задача в трехмерной области для уравнений движения, неразрывности, конституентов плотности и характеристик турбулентности. Задача решается разностным методом поэтапно на каждом временном шаге; негидростатическая компонента давления определяется на заключительном этапе решением краевой задачи для уравнения Пуассона. Расчеты выполняются с помощью программного комплекса CARDINAL. Используется гранично-зависимая криволинейная сетка, по вертикали о-преобразование. Характеристики турбулентности рассчитываются с помощью k-e модели. Численный метод тестируется на модельных примерах. Для оценки влияния негидростатического модуля приводятся результаты расчета экстремального цунами на водозаборе атомной электростанции Эль-Дабаа, Египет, проектируемой на побережье Средиземного моря, и расчет поля скорости при штормовом нагоне в судопропускном сооружении комплекса сооружений защиты Санкт- Петербурга от наводнений. Обнаружено, что в негидростатической постановке при входе в узость, на поднятии дна увеличение вертикальных скоростей во всей толще воды до поверхности вызывает здесь локальный подъем уровня. Приводимые приложения метода показывают, что динамическая компонента давления может заметно модифицировать структуру течений на элементах гидротехнического сооружения.
{"title":"ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ДЛИННОВОЛНОВОЙ ДИНАМИКИ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"Н.Е. Вольцингер, К. А. Клеванный","doi":"10.7868/s2073667319020084","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319020084","url":null,"abstract":"Для моделирования длинноволнового воздействия на гидротехнические сооружения ставится краевая задача в трехмерной области для уравнений движения, неразрывности, конституентов плотности и характеристик турбулентности. Задача решается разностным методом поэтапно на каждом временном шаге; негидростатическая компонента давления определяется на заключительном этапе решением краевой задачи для уравнения Пуассона. Расчеты выполняются с помощью программного комплекса CARDINAL. Используется гранично-зависимая криволинейная сетка, по вертикали о-преобразование. Характеристики турбулентности рассчитываются с помощью k-e модели. Численный метод тестируется на модельных примерах. Для оценки влияния негидростатического модуля приводятся результаты расчета экстремального цунами на водозаборе атомной электростанции Эль-Дабаа, Египет, проектируемой на побережье Средиземного моря, и расчет поля скорости при штормовом нагоне в судопропускном сооружении комплекса сооружений защиты Санкт- Петербурга от наводнений. Обнаружено, что в негидростатической постановке при входе в узость, на поднятии дна увеличение вертикальных скоростей во всей толще воды до поверхности вызывает здесь локальный подъем уровня. Приводимые приложения метода показывают, что динамическая компонента давления может заметно модифицировать структуру течений на элементах гидротехнического сооружения.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309902","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319020096
Сергей Алексеевич Кондратьев, А. А. Ершова, П. Экхольм, Н. В. Викторова
Установление целевых показателей сокращения биогенной нагрузки на Балтийское море и мониторинг выполнения этих целей требует достоверной информации о количестве биогенных веществ, поступающих с территории всех стран Финского залива. Целью исследования было оценить поступление общего азота и общего фосфора с российской территории в Финский залив - один из самых эвтрофированных подбассейнов Балтийского моря. Оценка биогенной нагрузки проводилась на основе доступных данных наблюдений и статистических данных, данных математического моделирования и данных дополнительного мониторинга в ранее неконтролируемых областях. Представлены и проанализированы новые данные о поступлении биогенных веществ на небольших неконтролируемых притоках Финского залива. Показано, что для выполнения рекомендаций по снижению уровня питательных веществ согласно Плану действий ХЕЛКОМ по Балтийскому морю для Финского залива необходимо дальнейшее сокращение поступления общего азота на 2084 т/год и общего фосфора на 202 т/год со стороны России. Представлены предложения по улучшению российской системы мониторинга.
{"title":"БИОГЕННАЯ НАГРУЗКА С РОССИЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ НА ФИНСКИЙ ЗАЛИВ, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"Сергей Алексеевич Кондратьев, А. А. Ершова, П. Экхольм, Н. В. Викторова","doi":"10.7868/s2073667319020096","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319020096","url":null,"abstract":"Установление целевых показателей сокращения биогенной нагрузки на Балтийское море и мониторинг выполнения этих целей требует достоверной информации о количестве биогенных веществ, поступающих с территории всех стран Финского залива. Целью исследования было оценить поступление общего азота и общего фосфора с российской территории в Финский залив - один из самых эвтрофированных подбассейнов Балтийского моря. Оценка биогенной нагрузки проводилась на основе доступных данных наблюдений и статистических данных, данных математического моделирования и данных дополнительного мониторинга в ранее неконтролируемых областях. Представлены и проанализированы новые данные о поступлении биогенных веществ на небольших неконтролируемых притоках Финского залива. Показано, что для выполнения рекомендаций по снижению уровня питательных веществ согласно Плану действий ХЕЛКОМ по Балтийскому морю для Финского залива необходимо дальнейшее сокращение поступления общего азота на 2084 т/год и общего фосфора на 202 т/год со стороны России. Представлены предложения по улучшению российской системы мониторинга.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309916","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319010027
А. Н. Морозов, Е. В. Маньковская
Рассматриваются результаты совместной обработки данных по течениям и условной плотности, собранных в трех экспедициях, выполненных в 2016 г. в северной части Черного моря. Измерения профилей скорости течений производились с использованием погружаемого акустического доплеровского профилометра течений. Приводятся горизонтальные распределения течений. Обсуждаются характерные особенности вертикального распределения осредненной по ансамблю станций кинетической энергии в деятельном слое моря. Показано, что уменьшение кинетической энергии с глубиной наиболее быстро происходит в слоях сезонного и основного пикноклинов, проявляя почти линейную зависимость от условной плотности. Сезонная изменчивость значения осредненной кинетической энергии прослеживается до глубины залегания изопикны со значением условной плотности 16.7 кг/м. Приводятся изопикнически осредненные по ансамблю станций профили квадрата вертикального сдвига скорости течения. В слое основного пикноклина в окрестности максимума частоты плавучести отмечается максимум среднего значения квадрата сдвига для каждой экспедиции. Обсуждаются профили коэффициента вертикальной турбулентной диффузии в слое основного пикноклина, полученные по мелкомасштабным данным с использованием параметризации G89. По данным трех экспедиций отмечается усиление процессов вертикального обмена с ростом глубины. Наибольшие значения коэффициента диапикнического обмена наблюдаются в летний сезон.
{"title":"Сезонная изменчивость структуры течений в северной части Черного моря по данным натурных наблюдений 2016 г, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"А. Н. Морозов, Е. В. Маньковская","doi":"10.7868/s2073667319010027","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319010027","url":null,"abstract":"Рассматриваются результаты совместной обработки данных по течениям и условной плотности, собранных в трех экспедициях, выполненных в 2016 г. в северной части Черного моря. Измерения профилей скорости течений производились с использованием погружаемого акустического доплеровского профилометра течений. Приводятся горизонтальные распределения течений. Обсуждаются характерные особенности вертикального распределения осредненной по ансамблю станций кинетической энергии в деятельном слое моря. Показано, что уменьшение кинетической энергии с глубиной наиболее быстро происходит в слоях сезонного и основного пикноклинов, проявляя почти линейную зависимость от условной плотности. Сезонная изменчивость значения осредненной кинетической энергии прослеживается до глубины залегания изопикны со значением условной плотности 16.7 кг/м. Приводятся изопикнически осредненные по ансамблю станций профили квадрата вертикального сдвига скорости течения. В слое основного пикноклина в окрестности максимума частоты плавучести отмечается максимум среднего значения квадрата сдвига для каждой экспедиции. Обсуждаются профили коэффициента вертикальной турбулентной диффузии в слое основного пикноклина, полученные по мелкомасштабным данным с использованием параметризации G89. По данным трех экспедиций отмечается усиление процессов вертикального обмена с ростом глубины. Наибольшие значения коэффициента диапикнического обмена наблюдаются в летний сезон.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309164","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319010106
Г. В. Жегулин
На основании данных натурных наблюдений, полученных в период проведения экспериментальных работ в августе 2016 г. в глубоководном районе Баренцева моря ниже критической широты для полусуточного прилива, выполнен статистический анализ временной изменчивости температуры и показателя ослабления света в границах слоя скачка. Выделены основные черты поля короткопериодных внутренних волн). В районе преобладает внутреннее волнение высотой 1-2 м и периодом 10-20 мин, которое составляет примерно 45 % от общего числа наблюдений. Периоды 40 % зарегистрированных волн - 20-60 мин. Внутренние волны с периодом свыше 20 мин имеют длину от 500 м и более, а фазовую скорость - 40-45 см/с. Хорошо выраженных, соответствующих критериям интенсивных внутренних волн, цуговых систем за все время проведения работ не наблюдалось. Выделены статистически значимые глобальные временные масштабы вертикальных смещений термоклина, равные 20 и 40 мин. В фазу отлива в диапазоне периодов внутренних волн 25-50 мин происходит единовременное взаимное усиление колебаний термоклина по данным температуры и показателя ослабления света, которое приходится на сизигию в период максимума. Установлено, что в диапазоне 20-60 мин имеет место синхронная взаимосвязь между колебаниями температуры и показателя ослабления света с когерентностью свыше 0.9. Столь высокое значение когерентности является достаточным обоснованием применения контактных и дистанционных оптических средств измерений для регистрации в глубоководных районах Баренцева моря внутреннего волнения в диапазоне 20-60 мин. Колебания термоклина с периодами менее 20 мин проявляются в виде нерегулярных когерентных структур с фазовой нестабильностью и поэтому не могут служить надежным индикатором поля короткопериодных внутренних волн по результатам только лишь оптических наблюдений.
{"title":"Оценка статистической взаимосвязи гидрологических и гидрооптических характеристик по данным измерения короткопериодных внутренних волн в глубоководном районе Баренцева моря, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"Г. В. Жегулин","doi":"10.7868/s2073667319010106","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319010106","url":null,"abstract":"На основании данных натурных наблюдений, полученных в период проведения экспериментальных работ в августе 2016 г. в глубоководном районе Баренцева моря ниже критической широты для полусуточного прилива, выполнен статистический анализ временной изменчивости температуры и показателя ослабления света в границах слоя скачка. Выделены основные черты поля короткопериодных внутренних волн). В районе преобладает внутреннее волнение высотой 1-2 м и периодом 10-20 мин, которое составляет примерно 45 % от общего числа наблюдений. Периоды 40 % зарегистрированных волн - 20-60 мин. Внутренние волны с периодом свыше 20 мин имеют длину от 500 м и более, а фазовую скорость - 40-45 см/с. Хорошо выраженных, соответствующих критериям интенсивных внутренних волн, цуговых систем за все время проведения работ не наблюдалось. Выделены статистически значимые глобальные временные масштабы вертикальных смещений термоклина, равные 20 и 40 мин. В фазу отлива в диапазоне периодов внутренних волн 25-50 мин происходит единовременное взаимное усиление колебаний термоклина по данным температуры и показателя ослабления света, которое приходится на сизигию в период максимума. Установлено, что в диапазоне 20-60 мин имеет место синхронная взаимосвязь между колебаниями температуры и показателя ослабления света с когерентностью свыше 0.9. Столь высокое значение когерентности является достаточным обоснованием применения контактных и дистанционных оптических средств измерений для регистрации в глубоководных районах Баренцева моря внутреннего волнения в диапазоне 20-60 мин. Колебания термоклина с периодами менее 20 мин проявляются в виде нерегулярных когерентных структур с фазовой нестабильностью и поэтому не могут служить надежным индикатором поля короткопериодных внутренних волн по результатам только лишь оптических наблюдений.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309249","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319030043
А. А. Волкова, Владимир Алексеевич Гриценко
Изучение динамики приповерхностного слоя воды при погружении в нее с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью или термика выполнено при помощи качественных экспериментов в гидролотке и численного моделирования изучаемого явления. Лабораторные эксперименты продемонстрировали вихревой и сильно нестационарный характер погружения с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью. В лабораторных условиях были зафиксированы все обычно наблюдаемые этапы трансформации формы вод термика - «гриб», вихревое кольцо и его распад. Численное моделирование подтвердило вихревой и короткоживущий характер возникающего течения и позволило детализировать процессы погружения конечного объема соленой воды в окружении пресной. Использование трех дополнительных модельных полей трассеров нейтральной плавучести позволило отследить изменчивость формы вод термика, а также процессов перемешивания и вовлечения в движение пресной воды. Детализация вертикальной циркуляции в окрестности погружающегося термика показала наличие восходящих движений пресной воды на его периферии. Данное обстоятельство в натурных условиях будет блокировать на некоторое время в данной точке поверхности моря возможность формирования следующего термика.
{"title":"ОСОБЕННОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПРИ ПОГРУЖЕНИИ С ПОВЕРХНОСТИ КОНЕЧНОГО ОБЪЕМА ВОДЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПЛАВУЧЕСТЬЮ, \"ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОФИЗИКА\"","authors":"А. А. Волкова, Владимир Алексеевич Гриценко","doi":"10.7868/s2073667319030043","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319030043","url":null,"abstract":"Изучение динамики приповерхностного слоя воды при погружении в нее с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью или термика выполнено при помощи качественных экспериментов в гидролотке и численного моделирования изучаемого явления. Лабораторные эксперименты продемонстрировали вихревой и сильно нестационарный характер погружения с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью. В лабораторных условиях были зафиксированы все обычно наблюдаемые этапы трансформации формы вод термика - «гриб», вихревое кольцо и его распад. Численное моделирование подтвердило вихревой и короткоживущий характер возникающего течения и позволило детализировать процессы погружения конечного объема соленой воды в окружении пресной. Использование трех дополнительных модельных полей трассеров нейтральной плавучести позволило отследить изменчивость формы вод термика, а также процессов перемешивания и вовлечения в движение пресной воды. Детализация вертикальной циркуляции в окрестности погружающегося термика показала наличие восходящих движений пресной воды на его периферии. Данное обстоятельство в натурных условиях будет блокировать на некоторое время в данной точке поверхности моря возможность формирования следующего термика.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309653","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s1073667319040051
Евгений Владимирович Семенов, Е.В. Мортиков
Прогнозирование состояния морской среды в рамках оперативной океанологии на основе численных моделей, использующих приближение гидростатики, требует восстановления полного гидростатического давления по имеющимся измерениям. При условии, что отклонения уровня моря, связанные с неоднородностью поля плотности, могут быть получены при усвоении данных глубоководных термохалинных измерений, остается необходимость нахождения баротропной компоненты давления. Последняя задача может быть решена, в частности, с помощью спутниковых измерений альтиметрии. Однако такие данные могут содержать как значимые погрешности, в особенности для Арктических морей и прибрежных районов, так и быть недоступны. В настоящей работе рассматривается возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления, связанной с придонным давлением, по данным измерений скоростей течений. Показано, что в рамках приближения гидростатики придонное давление может быть приближенно восстановлено на основе измерений скорости течений в придонном слое. В численных экспериментах рассматривалась задача о воспроизведении структуры течений при ветровом нагоне для баротропного океана при невозмущенном начальном уровне. Проведенные расчеты подтверждают возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления с приемлемой для задач оперативной океанологии точностью.
{"title":"Восстановление баротропной составляющей гидростатического давления по измерениям течений в придонном слое для задач оперативной океанологии, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"Евгений Владимирович Семенов, Е.В. Мортиков","doi":"10.7868/s1073667319040051","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s1073667319040051","url":null,"abstract":"Прогнозирование состояния морской среды в рамках оперативной океанологии на основе численных моделей, использующих приближение гидростатики, требует восстановления полного гидростатического давления по имеющимся измерениям. При условии, что отклонения уровня моря, связанные с неоднородностью поля плотности, могут быть получены при усвоении данных глубоководных термохалинных измерений, остается необходимость нахождения баротропной компоненты давления. Последняя задача может быть решена, в частности, с помощью спутниковых измерений альтиметрии. Однако такие данные могут содержать как значимые погрешности, в особенности для Арктических морей и прибрежных районов, так и быть недоступны. В настоящей работе рассматривается возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления, связанной с придонным давлением, по данным измерений скоростей течений. Показано, что в рамках приближения гидростатики придонное давление может быть приближенно восстановлено на основе измерений скорости течений в придонном слое. В численных экспериментах рассматривалась задача о воспроизведении структуры течений при ветровом нагоне для баротропного океана при невозмущенном начальном уровне. Проведенные расчеты подтверждают возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления с приемлемой для задач оперативной океанологии точностью.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309151","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319020060
В.М. Журбас, В. Т. Пака, М. Н. Голенко, А. О. Корж
Измерения, выполненные в окрестности Слупского порога с помощью привязного свободно-падающего микроструктурного зонда, выявили наличие пятна с высоким уровнем скорости диссипации турбулентности непосредственно за порогом с восточной стороны в придонном слое, заполненном распространяющейся на восток соленой водой. Предложен метод, позволяющий количественно оценить роль топографического препятствия наподобие Слупского порога в перемешивании/трансформации затоковой воды по данным микроструктурных измерений. Для этого сначала по вертикальным профилям удельной скорости диссипации кинетической энергии турбулентности и потенциальной плотности рассчитывается скорость вовлечения воды пониженной солености из вышележащего слоя в придонный турбулентный слой соленой воды. Затем, полагая, что в придонном течении соленой воды критическое значение числа Фруда достигается непосредственно над порогом, оценивается расход течения. Наконец, из баланса между адвекцией и турбулентным вовлечением можно получить оценку изменения солености распространяющейся на восток соленой воды из-за интенсификации перемешивания в области порога. Получено, что локальное усиление турбулентного перемешивания в районе Слупского порога ответственно примерно за 5 % уменьшения солености затоковых вод на пути от Арконского бассейна до Готландской впадины.
{"title":"ОЦЕНКА ТРАНСФОРМАЦИИ РАСПРОСТРАНЯЮЩЕЙСЯ НА ВОСТОК СОЛЕНОЙ ВОДЫ НА СЛУПСКОМ ПОРОГЕ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ ПО ДАННЫМ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"В.М. Журбас, В. Т. Пака, М. Н. Голенко, А. О. Корж","doi":"10.7868/s2073667319020060","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319020060","url":null,"abstract":"Измерения, выполненные в окрестности Слупского порога с помощью привязного свободно-падающего микроструктурного зонда, выявили наличие пятна с высоким уровнем скорости диссипации турбулентности непосредственно за порогом с восточной стороны в придонном слое, заполненном распространяющейся на восток соленой водой. Предложен метод, позволяющий количественно оценить роль топографического препятствия наподобие Слупского порога в перемешивании/трансформации затоковой воды по данным микроструктурных измерений. Для этого сначала по вертикальным профилям удельной скорости диссипации кинетической энергии турбулентности и потенциальной плотности рассчитывается скорость вовлечения воды пониженной солености из вышележащего слоя в придонный турбулентный слой соленой воды. Затем, полагая, что в придонном течении соленой воды критическое значение числа Фруда достигается непосредственно над порогом, оценивается расход течения. Наконец, из баланса между адвекцией и турбулентным вовлечением можно получить оценку изменения солености распространяющейся на восток соленой воды из-за интенсификации перемешивания в области порога. Получено, что локальное усиление турбулентного перемешивания в районе Слупского порога ответственно примерно за 5 % уменьшения солености затоковых вод на пути от Арконского бассейна до Готландской впадины.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309834","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2019-01-01DOI: 10.7868/s2073667319040026
Ю. П. Королёв
Одной из проблем оперативного прогноза цунами является большое (свыше 75%) количество ложных тревог. Согласно современным представлениям, службы предупреждения о цунами должны объявлять не только обоснованные общие тревоги, но и дифференцированные по степени опасности для конкретных участков побережий. Тревога цунами должна объявляться с разумной заблаговременностью только в тех пунктах, в которых цунами представляет реальную угрозу, и сопровождаться информацией о временах прихода первой, максимальной волн, их амплитудах, а также об ожидаемом времени окончания цунами. Прогноз цунами, отвечающий этим требованиям, возможен при использовании информации о цунами, получаемой в открытом океане глубоководными станциями измерения уровня. В случаях локальных цунами станции измерения уровня океана, расположенные вблизи очага, содержат шумы сейсмического происхождения, наложенные на полезный сигнал о цунами, что может затруднить получение адекватного прогноза. Представлены результаты численного моделирования процесса оперативного прогноза локальных цунами 2006 и 2007 гг. на Курильских островах по данным ближайшей к островам глубоководной станций измерения уровня океана. Расчет выполнен по данным станции, осложненным помехами сейсмического происхождения. Показана принципиальная возможность оперативного прогнозирования цунами, возникающих в районе центральных Курильских островов, по данным ближайшей к очагам станции измерения уровня даже при наличии сейсмических шумов. Заблаговременность прогноза для населенных пунктов северных и южных Курильских островов составляет 0.5-1.5 ч, что обеспечивает своевременную подачу тревоги и эвакуацию населения в безопасные места.
{"title":"О возможности оперативного прогноза локальных цунами на Курильских островах, \"Фундаментальная и прикладная гидрофизика\"","authors":"Ю. П. Королёв","doi":"10.7868/s2073667319040026","DOIUrl":"https://doi.org/10.7868/s2073667319040026","url":null,"abstract":"Одной из проблем оперативного прогноза цунами является большое (свыше 75%) количество ложных тревог. Согласно современным представлениям, службы предупреждения о цунами должны объявлять не только обоснованные общие тревоги, но и дифференцированные по степени опасности для конкретных участков побережий. Тревога цунами должна объявляться с разумной заблаговременностью только в тех пунктах, в которых цунами представляет реальную угрозу, и сопровождаться информацией о временах прихода первой, максимальной волн, их амплитудах, а также об ожидаемом времени окончания цунами. Прогноз цунами, отвечающий этим требованиям, возможен при использовании информации о цунами, получаемой в открытом океане глубоководными станциями измерения уровня. В случаях локальных цунами станции измерения уровня океана, расположенные вблизи очага, содержат шумы сейсмического происхождения, наложенные на полезный сигнал о цунами, что может затруднить получение адекватного прогноза. Представлены результаты численного моделирования процесса оперативного прогноза локальных цунами 2006 и 2007 гг. на Курильских островах по данным ближайшей к островам глубоководной станций измерения уровня океана. Расчет выполнен по данным станции, осложненным помехами сейсмического происхождения. Показана принципиальная возможность оперативного прогнозирования цунами, возникающих в районе центральных Курильских островов, по данным ближайшей к очагам станции измерения уровня даже при наличии сейсмических шумов. Заблаговременность прогноза для населенных пунктов северных и южных Курильских островов составляет 0.5-1.5 ч, что обеспечивает своевременную подачу тревоги и эвакуацию населения в безопасные места.","PeriodicalId":37647,"journal":{"name":"Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"71309948","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：