Исследование динамики и внутренней структуры придонных гравитационных течений

• Автор: Гриценко, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 11.00.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 288 с. : ил.

Введение
Глава 1. Придонные гравитационные течения в океане физикогеографический портрет явления

1.1. Натурные примеры придонных равитационных течений

1.2. Вертикальная структура средних полей придонных гравитационных течений .

1.3. Турбулентная структура придонных гравитационных течений

1.4. Теоретические модели придонных течений .

1.5. Выводы .

Глава 2. Основные уравнения и постановка задачи исследования динамики придонных гравитационных течений в океане .

2.1. Исходные уравнения. Теоремы Бъеркнесса .

2.2. Уравнения движения стратифицированной жидкости для случая придонных гравитационных интрузионных течений. Подход Рейнольдса
2.3. Декомпозиция исходной задачи распространения стратифицированных течений на X и ХУ задачи .
2.4. Выводы .
Глава 3. Исследование процесса распространения стратифицированного течения в вертикальной плоскости ХЪ задача
3.1. Натурные примеры фронтатьных зон подповерхностных, придонных гравитационных или интрузионных течений .
3.2. Численная модель распространения фронтальной части придонного гравитационного течения .
3.3. О схемной вязкости и диффузии конечноразностных уравнений численной модели придонного течения . . . . .
3.4. Модельное пространство. Начальные и граничные условия задачи
3.5. Распространение фронта придонного течения по ровному дну
3.6. Задача распространения придонного гравитационного течения по склону дна .
3.7. Роль штормового перемешивания в формировании возвратных взвесенесущих течений
3.8. Выводы .
Глава 4. Численный аналог гидролотка Торпа .
4.1. Виртуальный лоток Торпа
4.2. Результаты численных экспериментов . 2
4.4.0 роли давления . . . .
4.3. Выводы .
Глава 5. Численное моделирование распространения интрузионных те 3 чений в горизонтальной плоскости X задача
5.1. Натурные примеры интрузионных течений, распространяющихся
в горизонтальной плоскости
5.2. Динамика тонкого слоя жидкости на наклонном дне в приближении погранслоя Экмана. одход ЖмураНазаренко . .
5.3. Численная модель Xзадачи .
5.4. Результаты расчетов в Xплоскости . . .
5.5. Распространение интрузионных течений переменной интенсивности .
5.6. Выводы .
Глава 6. Некоторые приложения к исследованию динамики вод Балтийского моря .
6.1. Динамика вод Балтийского моря краткий обзор результатов
6.2. Модельные расчеты и интерпретация данных
6.3. Выводы .
Заключение.
Литература


Результаты изучения придонной структуры океана в ШагРокс проходе в подводном ЮжноАнтильском хребте, соединяющим в придонной области море Скотия с Аргентинской котловиной . Стрелками на рисунках отмечена верхняя граница Антарктической донной воды. Слева внизу на рисунках схематически показано положение донной установки с измерителями скорости
плотность атлантических вод на той же глубине. Данные натурных наблюдений Лакомб, , i, , , , говорят о двухслойной структуре течений в Гибралтарском проливе с хорошо выраженной границей раздела и значительными скоростями у дна до 1 мс. Подавление перемешивания в зонах значительных градиентов плотности обеспечивает распространение средиземноморских вод повышенной солености тонким слоем почти на пятую часть площади Атлантическою океана, составляя лишь 4 объема его вод Бубнов, , Кукса, . На имеющихся разрезах хорошо видна прослойка средиземноморской воды, толщина которой по мере удаления от пролива увеличивается весьма мало не только при движении по материковому склону, но и по изопикнической поверхности. Горизонтальный размер языка средиземноморских вод достигает пяти тысяч километров. Еще одним классом придонных гравитационных течений являются течения взвесенесущие или мутьевые. Их существование и распространение на большие расстояния часто приводит к отрицательным, с экономической точки зрения, последствиям заилению портов, судоходных фарватеров и оросительных систем, загрязнению заливов и морей, причем к последствиям гораздо более сильным, чем это предполагалось из общих соображений. Мутьевые течения наиболее часто образуются как продолжение речного потока, погруженного на дно моря или водохранилища Шепард, Айбулатов, Емельянов, . В современной литературе первым этот факт, повидимому, отметил Ф. Форель , . В конце прошлого века он показал, что в определенное время года речная вода, несколько более холодная и несущая значительное количество взвешенного материала, становится тяжелее вод Женевского озера, погружается на его дно и образует мугьевой поток, являющийся как бы продолжением реки. Замечательно, что эта подводная река существует на протяжении км от входа в озеро. Аналогичные наблюдения были выполнены Р. Дейли , . Он наблюдал, как после впадения реки Колорадо в озеро Мид образовался придонный мугьевой поток, имевший среднюю скорость по
рядка смс при почти постоянном уклоне дна 0,1. Благодаря слабому перемешиванию, поток был заметен на протяжении почти 0 км. Имеются и другие факты значительного горизонтального распространения мутьевых потоков. Р. Лихи установил , , что влияние наносов реки Параны, одной из крупнейших рек Южной Америки, прослеживается в Атлантическом океане на расстоянии свыше км восточнее устья. В результате наблюдений на абиссальной равнине Гаттерас уклон дна 0, и менее, глубина м были обнаружены устойчиво существующие придонные слои с повышенной плотностью и мутностью, медленно перемещающиеся по дну i, , . Типичный пример результатов отдельного вертикального зондирования, и поля изотерм в придонной области по данным серии зондирований приведены на рис. На рисунке отчетливо виден придонный слой, несколько более холодный и мутный. Очевидно, что только сильное подавление процессов обмена в окрестности верхней границы придонного мутьевого потока позволяет ему в течение длительного времени сохранять свою индивидуальность. Аналогичные результаты были получены и на абиссальной равнине Мадейра , , . Описание результатов натурных наблюдений других придонных термохалинных и мутьевых гравитационных течений в том числе и очень большой мощности, подтверждающих факт их огромного по длине жизненного пути , можно найти в обзорах Владимирцев, Сафьянов, i, i, , и монографиях Гришанин, Михайлова, , i, Лонгинов, Пыхов, Шадрин, Бурков, i, i, Леонтьев, Айбулатов, Судольский, . Рис. Район работ. Полигон на карте отмечен треугольником. Время выполнения наблюдений . Глубина м. Поле изотерм в придонной области, проведенных через 2 мС 2юзо потенциальной температуры, построенные по данным серии вертикальных зондирований вверхвниз у дна.