Структуроутворення, дисипація енергії та вертикальний обмін у стратифікованих басейнах - Автореферат

Серед вкладників у формування ТС і МС океану можна назвати: кінематичний ефект внутрішніх хвиль, інтрузійний обмін через фронтальні зони, особливості рельєфу дна і придонне тертя, густинну конвекцію, різні вияви механізму диференційно-дифузійної конвекції, локальне перемішування внаслідок зсувної нестійкості та перекидання внутрішніх хвиль, береговий стік, обмін через протоки, підводну вулканічну діяльність і донний геотермальний потік тепла, танення морського льоду тощо. Одною з основних особливостей механізмів формування і еволюції ТС, важливою з погляду застосування, служить їх внесок в процеси вертикального і горизонтального обміну, а також процеси перетворення енергії в океані. Враховуючи важливість прикладних аспектів явищ, що вивчаються, основною метою дослідження є розробка практичних методів розрахунку вертикальних потоків тепла, солі та інших розчинених хімічних речовин, а також швидкості дисипації енергії як результату дії основних фізичних механізмів обміну в різних фізико-географічних умовах природних стратифікованих басейнів. Мета першого розділу - експериментально визначити залежність характерного масштабу турбулентних плям , що виникають в результаті перекидання ВХ, від визначальних параметрів, зясувати роль вказаного механізму в середній дисипації енергії і вертикальній дифузії в океані, а також виявити джерела енергопостачання турбулентних плям. Вимірювання проводилися за допомогою спеціально сконструйованого CTD-зонда для вимірювань з малих плавзасобів, і включали наступні види робіт: - періодично повторюваний (один раз в місяць) розріз з 17-ти станцій; вимоги до вимірювань полягали в тому, щоб кожна стандартна станція впродовж всього періоду вимірювань виконувалася в один і той же час доби, в однакову фазу і стадію припливу;До першої групи відносяться: опис знайдених в рамках роботи термохалінних і динамічних структур і процесів в них, раніше не описаних, виявлення фізичних механізмів для пояснення природи спостережуваних термохалінних і динамічних структур, існування яких не мало раніше задовільного фізичного пояснення, а також часткові оцінки швидкості дисипації турбулентної енергії, повязані з розвитком цих структур. Другу групу складають одержані в роботі аналітичні вирази функцій, що визначають інтенсивність процесів обміну і швидкості дисипації турбулентної енергії залежно від зовнішніх характеристик середовища, які можна використовувати для практичних розрахунків потоків тепла, солі та інших хімічних домішок, а також для оцінки вертикальних розподілів їх функцій джерел - стоків. Результати роботи можна стисло сформулювати таким чином: В дисертаційній роботі запропоновані практичні методи розрахунку вертикальних потоків тепла, солі та інших хімічних домішок в природних стратифікованих басейнах на основі аналізу даних вимірювань, теоретичних і напівемпіричних моделей. Побудована модель кліматичного спектру внутрішніх хвиль в океані, на основі якого отримані модельні одновимірні спектри, що близько відповідають структурі спектрів, розрахованих по вимірюваннях в океані. Побудовані моделі вертикального обміну за рахунок придонного тертя та донного геотермального потоку тепла на похилому дні, що містять вирази для швидкості дисипації енергії та коефіцієнта вертикальної дифузії залежно від зовнішніх умов, які можна використовувати для практичних розрахунків.