Спектральные характеристики синоптических течений на полигоне полимоде

• Автор: Козубская, Галина Игоревна
• Шифр специальности: 11.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ СТрв

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Частотные спектры скорости синоптических течений.

1.1 Исходные данные.

1.2 Частотные автоспектры.

1.3 Осреднение взаимных спектров и эффек

тивное число степеней свободы осредненных оценок .

1.4 Горизонтальная когерентность скорости

течения .

1.5 Вертикальная когерентность колебаний

скорости течения

ГЛАВА 2. Пространственновременные спектральные характеристики кинетической энергии течений на отдельных горизонтах и связь между ними .
2.1 Методика оценивания. пространственно
временных спектров
2.2 Сечения пространственновременных спектров кинетической энергии течений .
2.3 Сопоставление пространственновремен
ных спектров кинетической энергии течений с параметрами волн Россби .
2.4 Пространственные спектры кинетической
энергии течений .
2.5 Трехмерная когерентность .
ГЛАВА 3. Четырехмерный спектр кинетической энер
гии синоптических течений .
3.1 Спектры по вертикальным волновым числам. Вопросы нормировки
3.2 Адаптивные оценки четырехмерного
спектра
3.3 Двумерные спектры кинетической энергии течений по вертикальным волновым числам
3.4 Четырехмерный спектр кинетической
энергии течений на ПОЛИМОДЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .ИЗ
ЛИТЕРАТУРА


Частотные спектры составляющих скорости течений и кинетической энергии, рассчитанные по данным советской буйковой системы как для отдельных буев на разных горизонтах, так и средние по всей акватории эксперимента или по отдельным районам анализировались разными авторами с использованием различных методик оценивания спектров б, II, , , . При этом были выявлены пики спектра на периодах ,5 ч полусуточный прилив, ч инерционные колебания, суток и 0 суток синоптические колебания и глубокий минимум на периодах суток. При обработке данных американской части эксперимента ПОЛИМОДЕ также использовались методы спектрального анализа. Так в работе предпринята попытка оценить связь между течениями в глубоком океане и напряжением ветра. V горизонты измерений 0, 0 и м в течение 5 дней и радиозондовых измерений скорости ветра на Барбадосе А, и построены частотные спектры компонент скорости течений и напряжений ветра. Кроме того, подсчитаны когерентности и разности фаз между составляющими напряжения ветра и скорости течения на разных глубинах. Оказалось, что ветер и течения когерентны во всей толще воды до м в диапазоне периодов от 4 до суток, причем наибольших значений достигает когерентность между зональным ветром и меридиональными течениями над гладким дном. Разность фаз между ветром и течением не зависит от глубины и мало меняется на 0 километровой антене. Амплитуда отклика течения на ветер наиболее сильна у поверхности океана, с уменьшением частоты она увеличивается, что находится в соответствии с теорией. Авторы делают вывод, что баротропные волны с периодом менее суток возбуждаются крупномасштабной атмосферной изменчивостью. В работах , предпринята попытка сравнить характеристики вихрей, зарегистрированных тремя кластерами буйковых станций ПОЛИМОДЕ, расположенными в разных районах Северной Атлантики. Кластеры А А, , В А, л находились по разные стороны СрединноАтлантического хребта, уже упоминавшийся кластер С л, и в тропиках. Измерения кластерами А и В проводились на 5 буях в каждом с мая г по октябрь , а кластером С на 4 буях с мая по май года. Частотные спектры колебаний составляющих скорости течений и температуры выявили период около 0 суток, как наиболее энергонесущий, причем на этом периоде энергия меридиональной компоненты скорости течения существенно преобладала над зональной. На больших периодах, напротив, все кластеры, особенно В и С, зарегистрировали преобладание зональной компоненты, в то время как на более коротких периодах наблюдалась изотропия колебаний скорости. Энергия вихрей и их пространственные масштабы примерно такие же, как и у вихрей, обнаруженных во время эксперимента МОДЕ, временные масштабы у вихрей в районах кластеров А и В несколько больше, а у вихрей в районе кластера С несколько меньше, чем у вихрей . МОДЕ. А и В это проявляется между горизонтами 0 и м, а в районе кластера С по всей толще воды. Анализ структуры вертикальных смещений выявил преобладание первой бароклинной моды в районе кластера А в районах кластеров В и С. Проведенное исследование выявило некоторые общие черты в синоптической изменчивости трех районов и различия между ними, однако ответа на вопрос какие из различий имеют динамическую значимость, то есть выживут при большей длительности наблюдений не получено. Одномерный частотный спектральный анализ в пооледнее десятилетие широко применяется при исследовании временных записей температуры и скоростей течений в синоптических масштабах с целью выделения периодов колебании наиболее энергонесущих зон спектра , , . Часто применяется и аппарат взаимного спектрального анализа, расчет ко и квадратурных спектров, когерентности, разности фаз, амплитудной частотной характеристики для выявления связи колебаний в разных точках по пространству и на разных горизонтах по глубине , . Гораздо реже встречаются работы, в которых рассматриваются одномерные спектры по горизонтальному волновому числу к , что, повидимому, объясняется недостаточностью соответствующих данных. В этой связи следует отметить построенные Виртки 2 спектры колебаний температуры по зональному волновому числу. Для расчетов использовались данные измерений температуры в верхнем слое океана до глубины м на меридиональных разрезах поперек Северного пассатного течения в районе к юговостоку от Гавайских островов.