Структура и динамика синоптических океанских вихрей по данным температурно-плотностных съемок на гидрофизических полигонах

• Автор: Сажина, Татьяна Германовна
• Шифр специальности: 11.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Основы теории движений синоптического масштаба.

Глава Б. Объективный анализ океанологических полей по

данным температурноплотностных съемок полигона ПОЛИМОДЕ в февралемае г.

I. Исходные данные и метод их обработки.

2. Оптимальная интерполяция и оптимальное дифференцирование скалярных полей.

3. Результаты объективного анализа полей синоптических возмущений плотности, функции тока и связанных с ними характеристик.

Глава Ш. Структура и динамика синоптических вихрей полигона ПОЛИМОДЕ.

I. Вертикальная структура вихрей.

2. Взаимодействие вихрей с крупномасштабным течением.

3. Горизонтальный перенос тепла, обусловленный вихрями.

Глава 1У. Синоптическая изменчивость Аравийского моря и Антарктического циркумполярного течения по результатам наблюдений на гидрофизических полигонах.
I. Структура и динамика синоптических вихрей на ПОЛИГОНЕ.
2. Циклонический вихрь в Антарктическом циркумполярном течении.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Как обычно, при разделении гидрофизических полей на крупномасштабную и синоптическую составляющие подразумевается, что первая представляет собой результат усреднения по статистическому ансамблю вихрей, вторая случайную пульсарионную добавку. После оценки порядка величин различных слагаемых в уравнениях 1. О и 0т для рассматриваемых движений выполняются условия К иРЬ 1 и 5л 4с. ГГ
Iр 1. Ы 5 я о. В уравнении 1. Аналогичное уравнение для вертикальной компоненты вихря свободных синоптических вихрей, в отсутствии среднего течения, имеет оледуший вид . Ш р. Это означает, что в данном случае изменение относительного вихря жидкой частицы определяется изменением планетарной завихренности вдоль меридиана и растяжением вихревых нитей в поле синоптических течений. Перепишем более подробно уравнение 1. ТУиэй . Ри Щ ,0Л 1. Из выражения 1. I и с крупномасштабным наклоном изопикн слагаемые, обозначенные цифрой II. Уравнения 1. Геострофические соотношения позволяют ввести функцию тока V г Д и рассматривать линию как касательную к вектору скорости. В качестве примера можно привести работу Брайдена ВГеп, . В ней описан эксперишнт, проводившийся в районе полигона МОДЕ, в ходе выполнения которого сравнивались значения вертикальном сдвига скорости дк , непосредственно измеренного и рассчитанного по данным наблюдений за температурой в предположении о геострофическом характере движений ЪУ д. Более тщательная проверка была проведена МакВилльямсом мсдаииатз, по данным полигона МОДЕ. Был проведен объективный анализ синоптической компоненты гидрофизических полей и по его результатам проверена выполняемость соотношения. Показано, что в пределах ошибки выбранного метода расчета синоптические вихри полигона МОДЕ удовлетворяли уравнению сохранения квазигеострофичеокого потенциального вихря. Рассмотрим вопрос о возможных источниках синоптической энергии. Как уже отмечалось, современная теория океанских течений разделяет синоптические возмущения по механизмам их генерации на вихри, порожденные непосредственным атмосферным воздействием, особенностями рельефа дна и внутренней неустойчивостью крупномасштабных течений. Вихри, порожденные атмосферным воздействием представляют собой резонансный отклик океана на действие касательного напряжения ветра Каменкович, Кошляков, Монин, . Сравнение данных наблюдений с теоретическими оценками показывает, что атмосферное воздействие может играть существенную роль в районах с низкой вихревой активностью и ответственно в основном за генерацию баротродных вихрей Ргапк1впои1, Миег, . В диссертации действие атмосферных факторов не рассматривается. Не останавливаясь подробно на механизме генерации синоптических возмущений на рельефе дна, отметим только одно из его возможных проявлений при обтекании крупномасштабным потоком неровностей дна могут возникать квазистационарные захваченные вихри. Повидимому, именно такой вихрь наблюдался на полигоне года в африканском секторе АЦТ Бубнов и др. Некоторые его свойства обсуждаются в четвртой главе диссертации. Россби . Ы средняя по глубине частота Вяйсяля, И глубина океана. Для синоптических вихрей открытого океана отношение имеет порядок единицы, а характерные значения плотности кинетической
энергии лежат в пределах эргсм . В соответствии с I. II тот же порядок величины должна иметь плотность доступной потенциальной энергии. С другой стороны, оценки, проведенные на основании фактических данных, показывают, что для крупномасштабных течений средняя плотность доступной потенциальной энергии на порядок выше Вулис, Монин, . Это означает, что в районах с ярко выраженной синоптической изменчивостью течений энергия вихрей составляет около 1С от энергии крупномасштабной циркуляции. Выделенные здесь масштабы движений не являются независимыми. Их взаимодействия сопровождаются перераспределением энергии между синоптически и крупномасштабными движениями. Одним из известных проявлений такого энергообмена является рост вихрей за счет бароклинной неустойчивости крупномасштабных течений. При этом энергия возмущений пополняется из запаса доступной потенциальной энергии крупномасштабной циркуляции.