Оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии по данным CTD/LADCP-измерений в северо-западной части Черного моря в мае 2004 года

А.Н. Морозов✉, Е.М. Лемешко

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

✉ e-mail: anmorozov@yahoo.com

Аннотация

Приводятся осредненные по ансамблю станций профили частоты плавучести, вертикальных сдвигов измеренных и геострофических скоростей течений, рассчитанных по данным CTD/LADCP-измерений, выполненных в северо-западной части Черного моря в мае 2004 г. Оценки параметров вертикального перемешивания получены с использованием модели HWF86. Детально обсуждается методика расчетов. Получено, что скорость диссипации турбулентной энергии изменяется в пределах 10–10 – 2*10–9 Вт/кг в слое 70 – 500 м и имеет хорошо выраженный максимум в слое основного пикноклина. Коэффициент вертикальной турбулентной диффузии имеет значение 10–6 м2/с в центре пикноклина и увеличивается с глубиной по экспоненциальному закону, достигая 10–5 м2/с на глубине ~500 м.

Ключевые слова

вертикальное перемешивание, LADCP, Черное море

Для цитирования

Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии по данным CTD/LADCP-измерений в северо-западной части Черного моря в мае 2004 года // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 1. С. 58-67. EDN TDXUUT.

Morozov, A.N. and Lemeshko, E.M., 2014. Estimation of Vertical Turbulent Diffusion Coefficient by CTD/LADCP-measurements in the Northwestern Part of the Black Sea in May, 2004. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (1), pp. 58-67 (in Russian).

Список литературы

  1. Gregg M.C. Scaling turbulent dissipation in the thermocline // J. Geophys. Res. – 1989. – 94. – P. 9686 – 9698.
  2. Wijesekera H., Padman L., Dillon T. et al. The application of internal-wave models to a region of strong mixing // J. Phys. Oceanogr. – 1993. – 23. – P. 269 – 286.
  3. Polzin K.L., Toole J.M., Smith R.W. Finescale parameterizations of turbulent dissipation // Ibid. – 1995. – 25. – P. 306 – 328.
  4. Лемешко Е.М., Морозов А.Н., Станичный С.В. и др. Вертикальная структура поля скорости течений в северо-западной части Черного моря по данным LADCP в мае 2004 г. // Морской гидрофизический журнал. – 2008. – No 6. – С. 25 – 37.
  5. Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Методические аспекты использования акустического доплеровского измерителя течений (ADCP) в условиях Черного моря // Там же. – 2006. – No 4. – C. 31 – 48.
  6. Polzin K., Kunze E., Hummon J. et al. The finescale response of lowered ADCP velocity profiles // J. Atmosph. Oceanic Techn. – 2002. – 19. – P. 205 – 224.
  7. Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Вертикальное перемешивание в Черном море по данным CTD/LADCP-наблюдений // Системы контроля окружающей среды. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2008. – С. 266 – 268.
  8. Alford M.H., Gregg M.C. Near-inertial mixing: Modulation of shear, strain and microstructure at low latituide // J. Geophys. Res. – 2001. – 106, No C8. – P. 16947 – 16968.
  9. Gregg M.C., Sanford T.B., Winkel D.P. Reduced mixing from the breaking of internal waves in equatorial waters // Nature. – 2003. – 402. – P. 513 – 515.
  10. McComas C.H., Muller P. The dynamic balance of internal waves // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11. – P. 970 – 986.
  11. Henyey F.S., Wright J., Flatte S.M. Energy and action flow through the internal wave field: an eikonal approach // J. Geophys. Res. – 1986. – 91. – P. 8487 – 8495.
  12. Cairns J.L., Williams G.O. Internal Waves Observations From a Midwater Float, 2 // Ibid. – 1976. – 81, No 12. – P. 1943 – 1950.
  13. Naveira Garabato A.C., Oliver K.I.C., Watson A.J. et al. Turbulent diapycnal mixing in the Nordic seas // Ibid. – 2004. – 109, C12010. – 9 p.
  14. Osborn T.R. Estimates of the local rate of vertical diffusion from dissipation measurements // J. Phys. Oceanogr. – 1980. – 10. – P. 83 – 89.
  15. Moum J.N. Efficiency of mixing in the main thermocline // J. Geophys. Res. – 1996. – 101. – P. 12057 – 12069.
  16. Fer I. Scaling turbulent dissipation in Arctic fjord // Deep-Sea Res. II. – 2006. – 53. – P. 77 – 95.
  17. Морозов А.Н. Спектральные характеристики инерционных колебаний в Черном море // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2001. – Вып. 2. – C. 61 – 69.
  18. Kunze E. Near-Inertial Wave Propogation in Geostrophic Shear // J. Phys. Oceanogr. – 1985. – 15. – P. 544 – 565.
  19. Mauritzen C., Polzin K.L., McCarthey M.S. et al. Evidence in hydrography and density fine structure for enhanced vertical mixing over the Mid-Atlantic Ridge in the western Atlantic // J. Geophys. Res. – 2002. – 107, No C10, 3147. – 19 p.
  20. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2011. – 209 с.
  21. Gregg M.C., Kunze E. Shear and strain in Santa Monica Basin // J. Geophys. Res. – 1991. – 96. – P. 16709 – 16719.
  22. Богуславский С.Г., Иващенко И.К. Вертикальная мезоструктура глубинных вод Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 1989. – No 5. – C. 25 – 32.
  23. Еремеев В.Н., Кушнир В.М. Слоистая структура течений и вертикальный обмен в Черном море // Океанология. – 1996. – 36, No 1. – C. 13 – 19.
  24. Самодуров А.С., Иванов Л.И. Среднее вертикальное распределение скорости диссипации турбулентной энергии в Черном море. Сравнение с существующими моделями // Морской гидрофизический журнал. – 2003. – No 3. – C. 3 – 8.
  25. Самодуров А.С., Чухарев А.М. Оценка интенсивности вертикального турбулентного обмена в Черном море по экспериментальным данным // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2006. – C. 524 – 529.
  26. Зацепин А.Г., Голенко Н.Н., Корж А.О. и др. Влияние динамики течений на гидрофизическую структуру вод и вертикальный обмен в деятельном слое Черного моря // Океанология. – 2007. – 47, No 3. – С. 327 – 339.
  27. Cisewski B., Strass V.H. and Prandke H. Upper-ocean vertical mixing in the Antarctic Polar Front Zone // Deep-Sea Res. – 2005. – 52, Issues 9-10. – P. 1087 – 1108.

Скачать статью в PDF-формате