СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ............................................................. 5
ГЛАВА 1. ОКЕАНСКИЕ ФРОНТЫ, ВИХРИ И ИНТРУЗИОННАЯ ТОНКАЯ
СТРУКТУРА........................................................... 31
1.1. Современные представления о физической природе океанских фронтов .......................................................................... 31
1.2. Определяющие свойств*, пространственно-временные масштабы и механизмы генерации интрузионной структуры в океане................ 35
1.3. Пример исследования особенностей мелкомасштабных вихрей на океанских фронтах по данньм анализа спутниковых изображений .. '14
1.4. Феноменологическое описание вихря, зарегистрированного в отру© Гольфстрима ................................................. 52
1.5. О пространственной и временной изменчивости термохалинной структуры игельфоЕЫХ и склоновых вод мористее о.Лонп-Айленд ... S9
1.6. О вертикальной тонкой структуре и горизонтальной меэострухтуре Фронтальной зоны Азорского течения .................. 76
1.7. О связи гидрологических характеристик с параметрами интрузионного расслоения в Гольфстриме ............................ 86
1.8. О структурных особенностях интрузий на океанских фронтах 92
ГЛАВА 2. 2D НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ОКЕАНСКИХ ФРОНТОВ С СУЩЕСТВЕННОЙ
ТБРМОЮШННССТЬЮ И ЕАРОКПИННССТЫЗ (МОДЕЛЬНЫЕ РАССМОТРЕНИЯ) . . 105
2.1. Модели неустойчивости чисто термохалинных фронтоЕ ........... 105
2.2. Влияние на интерливинг турбулентного перемешивания .......... 108
2.3. О влиянии бароклинности на образование тер-юхалинных интрузий
во фронтальных зонах океана ................................. 113
2.4. Критерии неустойчивости океанского фронта с существенной термоклинностью и Оароклишостью................................... 119
2.5. Численные расчеты и обсуждение результатов ................... 134
ГЛАВА 3. ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ИНТРУЗИОННОГО РАССЛОЕНИЯ НА ОКЕАНСКИХ
ФРОНТАХ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ИНТРУЗИЙ ..144
3.1. Субарктическая фронтальная зона Тихого океана. Связь гидрологических параметров с интенсивностью интрузионного расслоения и интерпретация механизмов генерации интрузий ... 144
3.2. Фронтальная зона Азорского течения. Связь гидрологических параметров с интенсивностью интрузионного расслоения и интерпретация механизмов генерации интрузий ...................... 151
3.3. Параметризация интрузионного расслоения с помощью метода построения автомодельных эмпирических функций (на пр>а<ере Азорской фронтальной зоны) ....................................... 154
3.4. О различии интрузионного расслоения п циклонических и
антциклонических меандрах Азорской фронтальной зоны ......... 163
3.5. Эмпирические автомодельные функции для Субарктической фронтальной зоны Тихого океана ................................... 170
ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ АВТОМОДЕЛЬНЫХ
ЭМПИРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ И НЕКОТОРЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ....................... 174
4.1. Автомодельность в теории .................................... 174
4.2. Параметризация турбулентного перемешивания .................. 179
4.3. Анализ влияния "шума" в данных на эмпирические зависимости интенсивности интрузионного расслоения ........................... 183
4.4. К вопросу о статистической значимости оценки коэффициента турбулентного перемешивания ................................. 191
4.5. К вопросу о стационировании интрузий ........................ 195
26
Иа1з1), ЯисШск, 1999), которые Сипи посвящены исследованию изменения формы интрузии - переходу от инверсионного типа к ступенчатому. В данных работах учитывалось зависимость коэффициента переноса массы и конвекции типа солевых пальцев от среднего плотностного соотношения. Кваэистаиионарное состояние интрузии достигалось тогда, когда первоначальная инверсионная форма интрузии трансформировалась а ступенчатую форму, то есть учет нелинейности (зависимости коэффициента переноса массы в конвекции типа соловых пальцев от среднего псля| является важны* эфектом, объясняющим фазу стационирования двойно-диффузионного интерливинга, контролируемого термохалинным фактором. Однако, проведенные в (Кузьмина, 1996,
1997), исследования дают основание для предположения, что учет нелинейности в моделях интерливинга, даже при постоянстве коэффициента диффузии в солевых пальцах, может играть не меньшую роль при достижении фазы стационирования интрузии. Действительно, если рассматривать интерливинг, как частный класс движений в теории гидродинамической неустойчивости, то можно из общих предположений ожидать, ориентируясь на формулу Ландау (Ландау, Лифшиц, 1953;
Монин, Озмидов, 1981), что между скоростью роста з линейной теории и стационарной амплитудой существует определенная связь, например, следующего вида: А - «1/?, что удовлетворительно соответствует гипотезе об адекватности между скоростью роста з линейной теории и оценкой ог стационарной амплитуды на вертикальных профилях: ог~ <о°, которая была предложена в (Кузьмина, 1996, 1997). Приводится метод оценивания значения 0.
В параграфе 4.6 дана методика оценивания характерного числа Прандтля дпя Азорской фронтальной зоны с помощью симуляции по модели Кузьминой и Родионова (1992) массива скоростей роста самой неустойчивой мода ©! и сравнения автомодельных теоретической и
27
эмпирической функций. Было проведено 9 экспериментов симуляции массивов «о, для различных значений фактических параметров. Из выбранных значений фактических параметров наиоолее удовлетворительное соответствие между расчетными значениями скоростей роста и эмпирическими оценками амплитуд на профилях было подучено при числе Экмана Е = 0.3 и значениях числа Прандтля, лежащих в диапазоне: 2<Рг<6.
Пятая, заключительная глава посвящена анализу эмпирических данных и моделям описания одиночных интрузий, в частности, линзам и внутритермоклинным вихрям.
В параграфе 5.1 по данный наблюдений в северо-западной части Тропической Атлантики проанализированы свойства инверсий температуры и солености (интрузий), которые наблюдаются в квазиоднородных слоях термохаликных ступенек. По мнению автора, они обусловлены весьма специфическим механизмом формирования, а именно - адвективными (боковыми) циркуляциями, возникающими только внутри наклонных квазиоднородных по плотности слоев в устойчиво стратифицированной среде. Разработана аналитическая модель явллния, удовлетворительно воспроизводящая форму инверсионных профилей и позволяющая оценить эффективность теплосолеобмена внутри квазиоднородных слоев термохалинных ступенек в океане (~ 1 см*/с по вертикали и - 1 м 2/с вдоль наклонного слоя) (параграф 5.2).
Динамика линз во вращающейся устойчиво стратифицированной среде проанализирована в параграфе 5.3. Показано, что под действием силы Корислиса линза приобретает антиииклоническое вращение. В идеальной жидкости линза достигает стационарного состояния, при котором горизонтальные градиенты давления уравновешиваются силой Корислиса (геострофический баланс|• Используя уравнение сохранения потенциального вихря, получено, что при начальном радиусе линзы г0,
- Київ+380960830922