Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.32

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках классической теории морских течений Экмана-Фельзенбаума предложена полуспектральная линейная модель. Рассматриваются случайные стационарные непрерывные процессы с нулевыми средними значениями. Получены аналитические выражения для коэффициентов Фурье ортогональных составляющих градиента уровня, полных потоков и скорости течений. Впервые исследованы особенности суперпозиции чисто дрейфового, бароградиентного и градиентного полных потоков.

В рамках гипотезы Колмогорова о "локальном самоподобии", дополненной предположениями Гейзенберга и Вейцзекера, рассмотрено векторное изотропное соленоидальное поле турбулентных скоростей. Получены новые выражения, описывающие трехмерный и продольный одномерный спектры энергии поля скорости применительно к области универсального равновесия.

С помощью полуспектральной линейной модели ветровых течений исследованы особенности градиентной скорости течений при периодическом ветре для бесконечного шельфа с прямолинейным берегом и глубиной, которая изменяется только по нормали к нему. Показано, что если временные изменения наклона уровня по нормали к берегу имеют преимущественно реверсивный характер, то соотношения между основными инвариантами спектральных тензоров градиентной скорости ветровых течений (их подобие) не зависят от наклона уровня и наклона дна и определяются глубиной места, вертикальной координатой, вязкостью и параметром Кориолиса.

На основании анализа спектральных тензоров скорости течений на шельфе Черного моря (северо-западная часть, у южного берега Крыма и у кавказского побережья), рассчитанных с помощью векторно-алгебраического метода, установлено, что на субинерционных, инерционной и суперинерционных частотах они могут удовлетворять ранее доказанному теоретически для случая баротропного моря тензорному критерию подобия для ее градиентной составляющей, обусловленной реверсивным изменением наклона уровня. В частности, показано, что теоретическое значение "индикатора вращения" спектрального тензора скорости течений, как правило, превышает его эмпирическое значение, что можно объяснить как отклонением исследуемого процесса от его "гармонической" модели, так и некоторой погрешностью определения собственных чисел данного тензора. В дополнение к ранее предложенной теории исследовано влияние горизонтального трения. Полученные результаты могут быть использованы для картирования характеристик спектральной структуры течений, генерируемых длинноволновыми возмущениями уровня.

Характеристики спектрального тензора скорости течений у Крымского побережья Черного моря проанализированы на основании доказанного в рамках ранее разработанной спектральной линейной теории ее длинноволнового приближения. Показано, что инерционные колебания скорости течений могут быть обусловлены длинноволновым проявлением колебаний уровня, например, за счет эффекта захвата энергии в области шельф-материковый склон.

Используя ранее усовершенствованные векторно-алгебраический метод и полуспектральную гидродинамическую модель, исследована скорость течений, полученная по данным наблюдений (21 - 27 апреля 1973 г.) на шельфе Черного моря (глубина 90 м), на отдельно взятых горизонтах с точки зрения проявления ее длинноволновой структуры. Установлено, что колебания скорости течений на инерционной частоте удовлетворяют полученному ранее теоретически спектральному тензорному критерию подобия для градиентной скорости течений при преимущественно реверсивном поведении наклона уровня (в данном случае по нормали к берегу), которое действительно может быть обусловлено длинноволновыми колебаниями уровня, например, в результате проявления волноводной реакции шельфа. Эти колебания на горизонте 50 м наблюдались при среднем значении модуля скорости течений 73 см/с и его максимуме примерно 150 см/с. Установление их природы не требует определения конкретных значений наклона уровня. Показано, что при проявлении данного эффекта в условиях нерегулярного характера береговой линии и рельефа дна в принципе возможно оценить параметры соответствующего ему волнового вектора. Изложены физические основы используемой гидродинамической теории, а также приведен краткий критический обзор существующих на сегодня спектральных методов анализа векторных временных рядов.

Исследована длинноволновая структура скорости течений на прикерченском шельфе Черного моря по данным измерений, выполненным 16 - 24 мая 1979 г. на 3-х АБС на горизонте 5 м. Установлено, что ее колебания на инерционной частоте удовлетворяют полученному ранее в рамках полуспектральной теории морских течений спектральному тензорному критерию подобия для градиентной скорости течений при преимущественно реверсивном поведении наклона уровня, которое действительно может быть обусловлено длинноволновыми колебаниями уровня. При этом не требуется определения конкретных значений наклона уровня и наклона дна, а также воздействующих на течения факторов. Показано, что при проявлении данного эффекта в условиях нерегулярного характера береговой линии и рельефа дна в принципе возможно оценить некоторые параметры соответствующего ему волнового вектора. Изложены физические основы используемой полуспектральной теории морских течений и векторно-алгебраического метода расчета спектрального тензора скорости течений.

Исследованы течения, измеренные на прикерченском шельфе Черного моря. Характеристики спектрального тензора вектора скорости течений проанализированы на основе его подобия теоретическому тензору, доказанного ранее в рамках полуспектральной линейной модели для ее длинноволнового приближения. Установлено влияние рельефа дна и морфометрии берега на инерционные колебания течений.