2
Оглавление
Введение 4
Глава 1.
Физические характеристики пресной воды__________________________14
1.1. Расчет физических характеристик байкальской
воды. __________________________________________________14
1.2. Расчет минерализации по электропроводности._________19
Глава 2.
Частота Вяйсяля, как характеристика устойчивости стратификации____________________________________________________32
2.1. Вычисление частоты Вяйсяля__________________________32
2.2. Влияние приборного шума на оценку
частоты Вяйсяля__________________________________________42
Глава 3.
Устойчивость стратификации и ее сезонная изменчивость___________49
3.1. Вертикальное распределение минерализации, вклад
в частоту Вяйсяля и устойчивость стратификации 50
3.2. Сезонная изменчивость частоты Вяйсяля 64
Глава 4.
Термобарическая неустойчивость________________________________72
4.1. Математическая модель термобарической неустойчивости 7 4
4.1.1. Решение уравнения движения частицы
при температуре, равной Тмп________________________78
4.1.2. Решение уравнения движения частицы для случая, когда профиль температуры параллелен профилю ТМп ________________________________________80
4.1.3. Решение уравнения движения частицы в случае однородного распределения температуры______________83
4.2. Экспериментальные данные о термобарической неустойчивости при положительной температурной стратификации____________________________________________84
Глава 5.
Конвективное перемешивание подо льдом Байкала_________________95
Заключение 106
Список литературы
113
11
Практическая значимость работы
Установленная нами связь между электропроводностью и минерализацией позволяет рассчитывать минерализацию и использовать полученные данные для построения ТБ (температура -соленость) кривых. Это дает возможность применять аппарат анализа ТБ кривых, разработанный в океанологии, для идентификации водных масс и изучения процессов горизонтального и вертикального обмена на Байкале.
Описание нелинейных эффектов плавучести вблизи температуры максимальной плотности может быть использовано при моделировании термогидродинамических процессов в озерах.
Выявленные нами, неизвестные ранее механизмы генерации конвекции позволили объяснить, каким образом комплекс диатомовых водорослей сохраняется в подледный и летний периоды, неблагоприятные для развития этих видов планктона.
Положения, выносимые на защиту
1) Экспериментально установленная зависимость электропроводности от температуры и давления дала возможность впервые получить корректную информацию о вертикальном распределении минерализациии и послужила основой для расчета вертикальной устойчивости стратификации и оценки ее пространственно- временной изменчивости.
2) Математическая модель, описывающая нелинейные эффекты плавучести и термобарическую неустойчивость при температурах, близких к ТШ9 позволила описать неизвестный ранее механизм генерации конвективного перемешивания в период летней температурной стратификации, существование которого подтверждено данными полевых наблюдений.
12
3) Доказано, что одним из механизмов генерации конвекции и турбулентности в подледный период, когда отсутствует касательное напряжение ветра, является поток плавучести за счет увеличения минерализации в тонком слое воды подо льдом в процессе нарастания ледового покрова.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Российских и международных конференциях, семинарах и совещаниях, таких как: Верещагинские международные
конференции (Иркутск, 1988, 1995), Совещание по устойчивому развитию больших озер (Германия, 1991), Ежегодное Совещании Американского Союза Лимнологов и Океанологов (ASLO) (США, 1996), XXVII Конгресс Международного Лимнологического Союза (SIL) (Ирландия, 1998), Международная конференция "Байкал как участок мирового наследия" (Улан-Удэ, 1998), Совместный международный симпозиум БМЦЭИ, БДП (Япония, 1998).
Публикации. Основные результаты отражены в 18 работах, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях.
Исследования выполнены в Лимнологическом институте СО РАН, тематика диссертационной работы входила в координационные планы РАН. Исследования были поддержаны грантами РФФИ N 97-05-96436, грантами ИНТАС N 94-3121, N 96-1937, Королевским Обществом Великобритании и фондом Сороса.
Работа не могла быть выполнена без участия в сборе и
первичной обработке фактического материала сотрудников ЛИН СО РАН Л.А.Горбуновой, А.А.Жданова, В.В.Цехановского, Р.Ю.Гнатовского, В.М. Домышевой и без поддержки директора Института чл.-корр.РАН М.А. Грачева и заведующего лабораторией гидрологии и гидрофизики д.г.н. М.Н. Шимараева, которым я
- Київ+380960830922