Термохалинная изменчивость и динамические процессы на широком шельфе под влиянием интенсивного материкового стока

• Автор: Завьялов, Петр Олегович
• Шифр специальности: 11.00.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 282 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОПИСАНИЕ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ И ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Крупномасштабная океанская и атмосферная циркуляция

1.2. Местная циркуляция, океанография шельфа п влияние пресноводного

ГЛАВА 2 КЛИМАТИЧЕСКИЕ ТЕРМОХАЛИННЫЕ ПОЛЯ И ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ОКЕАНОМ И АТМОСФЕРОЙ

2.1. Даныые, использованные в этой главе

2.2. Распределения термохалинных параметров и поверхностных тепловых потоков

Краткое изложение основных результатов главы

ГЛАВА 3 ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОКЕАНА В РАЗЛИЧНЫХ ВРЕМЕННЫХ МАСШТАБАХ

3.1. Данные, использованные в этой главе

3.2. Сезонная изменчивость

3.3. Вековые тренды ТПО
3.4. Межгодовая изменчивость пространственное распределение и спектральные характеристики
3.5. Межгодовая изменчивость положения фронтальной зоны и ее связь с материковым стоком
3.6. Суточный цикл и изменчивость в подсуточных временных масштабах
3.6.1. Процедура выделения суточного цикла
3.6.2. Суточный цикл ТПО
3.6.3. Суточная изменчивость температуры и турбулентного теплового потока в верхнем слое
3.6.4 Поверхностные тепловые потоки
3.6.5. Суточный ход стратификации и ночные конвективные неустойчивости
Краткое изложение основных результатов главы
ГЛАВА 4 МЕТОД РАСЧЕТА ПОЛЕЙ СКОРОСТИ НА ОСНОВЕ ТЕПЛОВОГО
БАЛАНСА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ К РАЙОНУ СТОКОВОЙ ЛИНЗЫ ПЛАТА
4.1. Обратный метод расчета течений из теплового баланса
4.2. Условия существования и единственности решения
4.3. Численная процедура
4.4. Применение метода к району исследования
.1. Сезонные поля адвекции
2. Сезонные поля скорости
4.5. Оценки точности
Краткое изложение основных результатов главы
ГЛАВА 5 ПРЯМЫЕ И СПУТНИКОВЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕЧЕНИЙ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЕ РИО ГРАНДЕ
5.1. Данные, использованные в этой главе
5.2. Прямые измерения скорости на заякоренной станции
5.3. Спутниковая инфромация о местной циркуляции
Краткое изложение основных результатов главы
ГЛАВА 6 НЕКОТОРЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
6.1. Данные, использованные в этой главе
6.2. Вертолетное и судовое СТО зондирование стоковой линзы Патос
Мирим
6.3. К оценке влияния поверхностного распреснения на турбулентное перемешивание
Краткое изложение основных результатов главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В частности, документировано существование значимой корреляционной связи между изменчивостью расхода источников пресноводного стока и изменчивостью термохалинных полей даже в сотнях миль от устья и в десятках миль от побережья в широком интервале временных масштабов. Аналогичная корреляция отмечается и для низкочастотных миграций фронтальных зон на шельфе. Механизм этой модуляции термохалинного режима материковым стоком не сводится к простому обмену между океаном и речными водами при перемешивании, и может быть связан с динамическим влиянием стоковой линзы на шельфовую циркуляцию. Важным результатом этой работы представляется обнаружение сперва теоретическое, при исследовании регионального теплового баланса, а затем и средствами прямых и спутниковых измерений, подтвердивших расчеты, ярко выраженного шельфового течения, направленного на север Глава 5. До последнего времени считалось, что локальная циркуляция определяется, главным образом, влиянием Бразильского течения и на всей площади региона преобладает движение вод, направленное на юг, достигающее максимальной интенсивности летом. Это движение происходит вдоль береговой линии и может быть прослежено на протяжении почти полутора тысяч километров, при среднем значении скорости около смс а максимальные ее значения в наших наблюдениях достигали почти 0 смс. Перенос вод к северу этим потоком может достигать, по некоторым оценкам, величин порядка 1 Св. Таким образом, можно говорить о значительном ранее неизвестном прибрежном течении, которое мы предлагаем назвать течение Рио Гранде. Оно имеет, повидимому, стоковую природу и может быть связано с выносом воды из эстуариев Плата и ПатосМирим, а также с нагонным действием климатического поля ветра. Как одно из средств изучения циркуляции, предложен и обсужден способ расчета полей скорости течения, не требующий применения динамических уравнений и основанный только на уравнениях сохранения тепла и массы Глава 4. Как известно, в целом по Мировому океану выполнено на сегодня гораздо большее число гидрографических и метеорологических измерений, чем прямых измерений течений. Поэтому обратный метод, позволяющий восстанавливать поля скорости из анализа теплового баланса и требующий в качестве входных данных только поля ТПО и поверхностных тепловых потоков, может оказаться полезным инструментом исследования региональной циркуляции в других областях океана, где нет или мало экспериментальной информации о режиме течений. Метод тестирован на натурных данных, сформулированы условия единственности решения и рекомендации для численных расчетов, обсуждены ограничения точности и применимости этого подхода. ПатосМирим Глава 6. В конце каждой главы кроме первой приводится резюме се основных результатов. Более общие выводы, следующие из этих региональных результатов, обсуждаются в Заключении. Район, которому посвящена данная работа, показан па Рис. Важнейшим фактором, определяющим океанографические условия в регионе, является его близость к БраоильскоМальвинскому фронту. Как известно со времен экспедиции судна Метеор в х годах , , последний образуется в результате конвергенции между холодным и относительно пресным Мальвинским или Фольклендским течением, направленным на север, и Бразильским течением, переносящим теплые и соленые тропические воды с севера на юг. Рис. Район исследования и схема обшей циркуляции южной Атлантики. Рис. Карта района исследования и топография дна. Для обоих течений характерна интенсивная мезомасштабная изменчивость и меаидрироаание, напр. Среди течений на западной границе океана. Бразильское течение может считаться слабым его объемный транспорт, по большинству оценок, не превышает v iii. При этом транспорт растет с севера на юг как считается, главным образом за счет присоединения рециркуляции из восточной части круговорота. Так, по опенкам v, , геострофический перенос относительно уровня дБар составляет менее v на широте ю. Еще Стоммел . Гольфстримом транспорт Бразильского течения может быть связан с тем. Недавние результаты vi. Возможно по этой причине, абсолютные значения поверхностной скорости в Бразильском течении обычно находятся в пределах между и смс . Гольфстриме нередки скорости свыше 2 мс, напр.