Вертикальный перенос импульса инерционно-гравитационными внутренними волнами в бароклинном потоке

А. А. Слепышев1,✉, Д. И. Воротников2

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

✉ e-mail: slep55@mail.ru

Аннотация

В приближении Буссинеска рассматриваются свободные инерционно-гравитационные внутренние волны в бароклинном течении. В линейном приближении находятся дисперсионное соотношение и декремент затухания волны. Во втором порядке малости по амплитуде волны определяется скорость стоксова дрейфа. Показано, что поперечная к направлению распространения волны скорость стоксова дрейфа отлична от нуля, если поперечная компонента скорости течения зависит от вертикальной координаты; вертикальные волновые потоки импульса при этом могут быть сравнимы с соответствующими турбулентными потоками либо их превышать; дисперсионные кривые первых двух мод не достигают инерционной частоты в низкочастотной области вследствие влияния критических слоев, где частота волны со сдвигом Доплера равна инерционной.

Ключевые слова

внутренние волны, турбулентность, потоки импульса, стоксов дрейф, критический слой

Для цитирования

Слепышев А. А., Воротников Д. И. Вертикальный перенос импульса инерционно-гравитационными внутренними волнами в бароклинном потоке // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 4. С. 3-15. EDN ZMNTTB. doi:10.22449/0233-7584-2017-4-3-15

Slepyshev, A.A. and Vorotnikov, D.I., 2017. Vertical Transport of Momentum by the Inertial-Gravity Internal Waves in a Baroclinic Current. Physical Oceanography, (4), pp. 3-15. doi:10.22449/1573-160X-2017-4-3-15

DOI

10.22449/0233-7584-2017-4-3-15

Список литературы

  1. Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. – М.: Мир, 1981. – Ч. 2. – 363 с.
  2. LeBlond P.H. On damping of internal gravity waves in a continuously stratified ocean // J. Fluid Mech. – 1966. – 25, Iss. 1. – Р. 121 – 142. – doi:10.1017/S0022112066000089
  3. Островский Л.А., Соустова И.А. Верхний перемешанный слой как сток энергии внутренних волн // Океанология. – 1979. – 19, вып. 6. – С. 973 – 981.
  4. Слепышев А.А. Процессы переноса, обусловленные слабонелинейными внутренними волнами при наличии турбулентности // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. – 1997. – 33, № 4. – С. 536 – 548.
  5. Носова А.В., Слепышев А.А. Вертикальные потоки, обусловленные слабонелинейными внутренними волнами на шельфе // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. – 2015. – № 1. – С. 15 – 25.
  6. Слепышев А.А. Вертикальный перенос импульса внутренними волнами при учете турбулентной вязкости и диффузии // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2016. – 52, № 3. – С. 342 – 350. – doi:10.7868/S0002351516030111
  7. Каменкович В.М. Основы динамики океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 240 c.
  8. Миропольский Ю.З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 302 c.
  9. Banks W.H.H., Drazin P.G., Zaturska M.B. On the normal modes of parallel flow of inviscid stratified fluid // J. Fluid Mech. – 1976. – 75, Iss. 1. – P. 149 – 171. – doi:10.1017/S0022112076000153
  10. Booker J.B., Bretherton F.P. The critical layer for internal gravity waves in a shear flow // Ibid. – 1967. – 27, Iss. 3. – P. 513 – 539. – doi:10.1017/S0022112067000515
  11. Jones W.L. Propagation of internal waves in fluids with shear flow and rotation // Ibid. – 1967. – 30, Iss. 3. – P. 439 – 448. – doi:10.1017/S0022112067001521
  12. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. – М.: Наука, 1976. – 576 c.
  13. Longuet-Higgins M.S. On the transport of mass by time-varying ocean currents // Deep-Sea Res. – 1969. – 16, No. 5. – P. 431 – 447.
  14. Отчет о работах в 44-м рейсе (3-й этап) НИС «Михаил Ломоносов» 7 августа – 15 сентября 1985 г. – Севастополь: МГИ АН УССР, 1985. – Т. 1. – 135 с.
  15. Иванов В.А., Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В. Интенсификация вертикального турбулентного обмена в районах сопряжения шельфа и континентального склона в Черном море // Доп. НАН України. – 2008. – № 6. – С. 108 – 112.

Скачать статью в PDF-формате