Введение к работе
-f
Работа посвящена исследованию особенностей пространственно-временной структуры внутренних приливных волн на Ч..ОІШ океанские динамических образований синоптического масштаба.
Актуальность работы. Согласно современны,.! представления!.!, доминирующий вклад в энергетику колебаний инерционно-гравитапи-онного диапазона частот вносят внутренние гравитационные волны, В силу того, что внутренние волны существуют практически во всем слое океанских вод от поверхности до дна, они оказывают существенное влияние на динамику океана ч целом, и, следовательно, их изучение имеет Еажное значение при решении р...ца прикладных задач. В последние года в связи с возрастающим интересом к проблемо добычи твердых полезных ископаемых on дна океана, появилась необходимость определения флуктуации гидро-данашческих нагрузок, обуоловленних внутренним! волнами, на отдельные узлы добывающего комплекса.
Іїіаогочислешие наблюдения при помощи различных измерительных систем показали, что в некоторых случаях-приливные внутренние волны еносят основной вклад в изменчивость поля скорости течений. Например, вклад бароклинных полусуточных приливов в общую дисперсию колебаний инерционно-гравитационного диапазона частот (по материалам эксперимента Полигон-70) доогигал 45 - 55$. (Большаков, Сабинин, 1983). При этом скорости среднего переноса бит сравнимы и даже меньше скоростей полусуточных приливных течений. Несмотря на целенаправленные исследования,'теоретические схемы, описывающие состояние поля бароклинных прилпЕов в приложении к реальному океану еще дале к j от оптимальных, а натурные наблюдения, до сих пор технически слокнн, что определяет
- 4 -их фрагментарный характер.
Одной из наиболее важных задач, рслаемых экспериментальными исследованиями в океане, является изучение отклонений результатов натурных даблодений за океанскими оаро.клишшли приливами от климатического состояния еолноеого поля, удовлетворительное опшеанае которого удалооь получить лишь для Атлантического океана. Таким образом, основные усилия в этой области океанологии направлены на изучение особенностей нестаияонарнооти и неоднородности флуктуации, обусловленных внутренними ПрИЛИЕ-ными волнами, тем более, что влияние океанских синоптических Еихрей и меандров крупномасштабных течений на энергетическое состояние и пространственную структуру бароклинных приливов изучено далеко не полно.
Цель работы, - исследование нестационарного и неоднородное состояния поля внутренних полусуточных волн на фоне океанских вихревых структур синоптического масштаба - связана, правде всего, с практической необходимостью определения флуктуации та, родинамических нагрузок, обусловленных бэроклиннши црилиЕаш, на отдельные узлы и участки добыващего комплекса. В конкретны задачи работы входило:
установить особенности влияния синоптической изменчивое ти океана на энергетическое состояние поля внутренних прилшвнь еолн по результатам наблюдений за временной изменчивостью температуры воды на автономных буйковых станциях (АБО. Установит особенности флуктуации течений на приливных частотах по матері злам наблюдений за скоростью горизонтальных течений на АБС;
оценить особенности пространственного распределения эш готических характеристик бароклинных приливов в зависимости с конкретной фоновой гидродинамической ситуации, определяемой и резьмі образованиями синоптического масштаба;
определить масштабы горизонтальной и вертикальной когерентности и исследовать их эволюцию на фоне океанской синоптической изменчивости;
оценить пространственные характеристики внутренних приливных воля (горизонтальная и вертикальная проекции волнового вектора, направление распространения) и их трансформацию на."
оне океанских даншяічеоких образований синоптического масштаба.
Фактический матерная. Для решения доставленных задач ис-пользовалноь материалы, полученные по наблюдениям с "судов ГОИНа, ДВШГМН, Производственного Объединения "йшоргеология" в рамках проекта. "Абиссаль" с 1986 по 1989 гг., в том числе полученные при непосредственном участии автора (ШСП "Георгий УыакоЕ", 1986, IS89; ШСП "Волна", 1987). Экспедиционные работы втолня-. лись в северо-восточной части тропической зоны Тихого океана да тихоокеанском испытательном полигоне.
Научная новизна работы определяется следующим:
проведенз адаптация методов Еекторно-алгебраичесхого анализа векторных океанографических рядов для исследования внутренних гравитационных в олії по .материалам наблюдений за скоростью течений;
получены оценки пространственно-временных параметров внутренних полусуточных волн в малоисследованном районе Мирового океана;
приводятся новые факты, подтверждающие существование взаимного энергообмена мепду полем бароклинных полусуточных приливов и океанскими.вихревыми структурами синоптического масштабе, сделан вывод о влиянии пространственных параметров вихрены:: образований на интенсификации полусуточных волн. На различных экспериментальных фактах показана трансформация внутренних прм-ливнцх волн на фоне синоптической изменчивости гидрзйі2й«.геу.:-;/.
_ 6 -
полей; '
- разработана методика расчета модуля горизонтальной проекции волнового вектора по материалам.синхронных наблюдений за скоростью течений и гидродинамическим давлением е одной точке пространства.
Практическая ценность работа соатоит в том, что полученные оценки пространственно-временной структуры внутренних полусуточных' ЕОЛН дозволяют определить гидродинамические нагрузка, необходимые при проектировании и безопасной эксплуатации гидротехнически сооруЕвний. Разработанная методика оценивания горизонтального волнового вектора по наблюдении.! е одной точке позволяет существенно упростить процедуру получения информации о пространственной структуре ВОЛНОВОГО ПОЛЯ. -
' Апробация.работы. Результаты диссертации докладывались на сешнарах лаборатории научю-нетодичеоких исследований Одесского отделения ГОИЙ (1986.- 1990 гг.), на итоговых сессиях Одесской секции Ученого совета ГОИН (1987, 1988), сешнарах отдела океанографии ГОИНа (1986), на семинарах "Статистические метода в онезнологил" кафедры океанологии Одесского гидрометеорологического института (1988, 1990), на конференциях молодых ученых Одесского отделения ГОШ (1987, 1988), на Всесоюзной школе "Технические средства и методы исследования ігрового океана" (1987), на 17 Всесоюзной научно-технической конференции "Вклад молодых ученых а специалистов в решении современных проблем океанологии и гидробиологии" (1989).
По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы.'Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и спиока литературы, включающего 121 нал- основание, Диссертация содержит J&? страниц машинописного текста. 35 рисунков, 7 таблиц.
