Структурообразование и вертикальный турбулентный обмен в прибрежной зоне Севастопольского региона

А.С. Самодуров✉, А.М. Чухарев, А.Г. Зубов, О.И. Павленко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: anatol_samodurov@mail.ru

Аннотация

С применением высокоразрешающего зонда-турбулиметра «Сигма-1» собраны натурные данные о распределении флуктуаций гидрофизических параметров в верхнем слое моря вокруг Гераклейского п-ова (Крым). На основе анализа этих данных по разработанной ранее методике оценены масштабы турбулентных пятен в стратифицированном слое, рассчитаны коэффициенты вертикального турбулентного обмена и величины скорости диссипации турбулентной энергии в исследуемом районе. Показано, что пространственное распределение коэффициентов диффузии отражает особенности вертикального обмена, обусловленные гидрологической структурой и морфологией дна. Сопоставление результатов с предложенной нами ранее «спектральной» моделью обмена показало ее хорошее соответствие натурным измерениям.

Ключевые слова

зонд-турбулиметр, микроструктура, внутренние волны, сдвиговая неустойчивость, турбулентная диффузия, диссипация энергии, модели обмена

Для цитирования

Структурообразование и вертикальный турбулентный обмен в прибрежной зоне Севастопольского региона / А. С. Самодуров [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 6. С. 3-16. EDN VHEWVJ. doi:10.22449/0233-7584-2015-6-3-16

Samodurov, A.S., Chukharev, A.M., Zubov, A.G. and Pavlenko, O.I., 2015. Structure-formation and Vertical Turbulent Exchange in the Coastal Area of the Sevastopol Region. Physical Oceanography, (6), pp. 3-14. doi:10.22449/1573-160X-2015-6-3-14

DOI

10.22449/0233-7584-2015-6-3-16

Список литературы

  1. Совга Е.Е., Пасынков А.А., Андреева О.А. Экологическое состояние прибрежно-морских районов Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. – Вып. 25. – Т. 1. – С. 169 – 180.
  2. Wunsch C., Ferrari R. Vertical mixing, energy, and the general circulation of the ocean // Ann. Rev. Fluid Mech. – 2004. – 36. – P. 281 – 314.
  3. McComas C.H., Muller P. The dynamic balance of internal waves // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11, № 7. – P. 970 – 986.
  4. 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.
  5. Winters K.B., D’Asaro E.A. Direct simulation of internal wave energy transfer // J. Phys. Oceanogr. – 1997. – 27, № 9. – P. 1937 – 1945.
  6. Gargett A.E., Holloway G. Dissipation and diffusion by internal wave breaking // J. Mar. Res. – 1984. – 42, № 1. – P. 15 – 27.
  7. Gregg M.C. Scaling turbulent dissipation in the thermocline // J. Geophys. Res. – 1989. – 94, № 7. – P. 9686 – 9698.
  8. Самодуров А.С., Глобина Л.В. Диссипация энергии и вертикальный обмен в стратифицированных бассейнах за счет сдвиговой неустойчивости в поле квазиинерционных внутренних волн // Морской гидрофизический журнал. – 2011. – № 6. – С. 16 – 27.
  9. Самодуров А.С., Глобина Л.В. Зависимость скорости диссипации турбулентной энергии и вертикального обмена от стратификации по обобщенным экспериментальным данным (сравнение с существующими моделями) // Там же. – 2012. – № 6. – С. 17 – 34.
  10. Самодуров А.С., Дыкман В.З., Барабаш В.А. и др. Измерительный комплекс «Сигма-1» для исследования мелкомасштабных характеристик гидрофизических полей в верхнем слое моря // Там же. – 2005. – № 5. – С. 60 – 71.
  11. Океанология. Физика океана / Отв. ред. В.М. Каменкович, А.С. Монин. – М.: Наука, 1978. – Т. 2. Гидродинамика океана. – 455 с.
  12. Hebert D., Moum J.N., Paulson C.A. et al. Turbulence and internal waves at the equator. II. Details of a single event // J. Phys. Oceanogr. – 1992. – 22, № 11. – P. 1346 – 1356.
  13. Самодуров А.С., Любицкий А.А., Пантелеев Н.А. Вклад опрокидывающихся внутренних волн в структурообразование, диссипацию энергии и вертикальную диффузию в океане // Морской гидрофизический журнал. – 1994. – № 3. – С. 14 – 27.
  14. Osborn T.R. Estimations of local rate of vertical diffusion from dissipation measurements // J. Phys. Oceanogr. – 1980. – 10, № 1. – P. 83 – 89.
  15. Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В., Глобина Л.В. Интенсификация внутренних волн в зоне сопряжения шельфа и континентального склона как фактор интенсификации вертикального обмена // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2013. – 6, № 2. – С. 12 – 24.
  16. Самодуров А.С., Чухарев А.М. Экспериментальная оценка коэффициента вертикального турбулентного обмена в стратифицированном слое Черного моря в окрестности свала глубин // Морской гидрофизический журнал. – 2008. – № 6. – С. 14 – 24.
  17. Самодуров А.С., Чухарев А.М., Кульша О.Е. Режимы вертикального турбулентного обмена в верхнем стратифицированном слое Черного моря в районе Гераклейского полуострова // Процессы в геосредах. – 2015. – № 3. – С. 63 – 69.
  18. Ivanov L.I., Samodurov A.S. The role of lateral fluxes in ventilation of the Black Sea // J. Mar. Syst. – 2001. – 31, № 1 – 3. – P. 159 – 174.

Скачать статью в PDF-формате