Турбулентная структура приповерхностного слоя моря по данным измерительного комплекса «Сигма-1»

А.М. Чухарев, В.А. Барабаш, А.Г. Зубов, О.И. Павленко

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Севастополь

Аннотация

Приводятся результаты экспериментальных исследований характеристик турбулентности в слое волнового перемешивания. Данные о пульсациях скорости, температуры и электропроводности получены с помощью измерительного комплекса «Сигма-1». Рассчитанные значения скорости диссипации турбулентной энергии сопоставляются с различными моделями для приповерхностного слоя. Показано, что имеющиеся модели не дают достаточно хорошего совпадения расчетов и эксперимента в слое активного волнового воздействия, в частности при наличии зыби. Сделан вывод о необходимости параметризации и включения в модели более полной информации о состоянии поверхности моря, структуре течения и приводного слоя атмосферы.

Для цитирования

Турбулентная структура приповерхностного слоя моря по данным измерительного комплекса «Сигма-1» / А.М. Чухарев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2007. № 2. С. 15-28. EDN YOVZJJ.

Chukharev, A.M., Barabash, V.A., Zubov, A.G. and Pavlenko, O.I., 2007. Turbulent structure of the subsurface layer of the sea according to the data of the Sigma-1 measuring complex. Physical Oceanography, 17(2), pp. 75–87. https://doi.org/10.1007/s11110-007-0007-7

Список литературы

  1. Монин А.С., Озмидов Р.В. Океанская турбулентность. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 320 с.
  2. Kitaigorodskii S.A., Lumley J.L. Wave turbulence interactions in the upper ocean. Parts I and II // J. Phys. Oceanogr. — 1983. — 13. — P. 1977–1999.
  3. Terray E.A., Donelan M.A., Agrawal Y.C. et al. Estimates of kinetic energy dissipation under breaking waves // Ibid. — 1996. — 26, № 5. — P. 792–807.
  4. Csanady G.T. The free surface turbulent shear layer // Ibid. — 1984. — 14, № 2. — P. 407–411.
  5. Soloviev A.V., Vershinsky N.V., Bezverchnii V.A. Small-scale turbulence measurements in the thin surface layer of the ocean // Deep-Sea Res. — 1988. — 35, № 2. — P. 1859–1874.
  6. Agrawal Y.C., Terray E.A., Donelan M.A. et al. Enhanced dissipation of kinetic energy beneath breaking waves // Nature. — 1992. — 359, № 4. — P. 219–220.
  7. Craig P.D., Banner M.L. Modelling of wave-enhanced turbulence in the ocean surface layer // J. Phys. Oceanogr. — 1994. — 24, № 12. — P. 2546–2559.
  8. Craig P.P. Velocity profiles and surface roughness under breaking waves // J. Geophys. Res. — 1996. — 101, № C1. — P. 1265–1277.
  9. Kitaigorodskii S.A. On the influence of wind wave breaking on the structure of the subsurface oceanic turbulence // Изв. РАН. — 2001. — 37, № 4. — С. 566–576.
  10. Cheung T.K., Street R.L. The turbulent layer in water at an air-water interface // J. Fluid Mech. — 1988. — 194, № 9. — P. 133–151.
  11. Gemmrich R.J., Farmer D.M. Near-surface turbulence and thermal structure in a wind-driven sea // J. Phys. Oceanogr. — 1999. — 29, № 3. — P. 480–499.
  12. Soloviev A., Lucas R. Observation of wave-enhanced turbulence in the near-surface layer of the ocean during TOGA COARE // Deep-Sea Res. — 2003. — 50, № 2. — P. 371–395.
  13. Чухарев А.М. Вклад необрушивающихся ветровых волн и сдвига скорости дрейфового течения в турбулентный обмен // Известия РАН. ФАО. — 2003. — 39, № 5. — С. 673–679.
  14. Donelan M.A., Drennan W.M., Katsaros K.B. The air-sea momentum flux in conditions of wind sea and swell // J. Phys. Oceanogr. — 1997. — 10. — P. 2087–2099.
  15. Дыкман В.З., Багимов И.С., Барабаш В.А. и др. Измерительный комплекс «Сигма-I» для исследования процессов перемешивания и диссипации энергии в верхнем слое моря / Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Вып. 10. — Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. — С. 395–409.
  16. Donelan M.A., Drennan W.M., Graber H.C. Eddy-correlation measurements of air-sea fluxes from a discus buoy // J. Atmos. and Ocean. Technol. — 1994. — 11. — P. 1144–1150.
  17. Справочник по теории корабля / Под ред. Я.И. Войткунского. Т. 2. — Л.: Судостроение, 1985. — 440 с.
  18. Stewart R.W., Grant H.L. Determination of the rate of dissipation of turbulent energy near the sea surface in the presence of waves // J. Geophys. Res. — 1962. — 67, № 8. — P. 3177–3180.
  19. Oakey N.H. Determination of the rate of dissipation of turbulent energy from simultaneous temperature and velocity shear microstructure measurements // J. Phys. Oceanogr. — 1982. — 12, № 3. — P. 256–271.
  20. Роди В. Модели турбулентности окружающей среды // Методы расчета турбулентных течений. — М.: Мир, 1984. — С. 227–324.
  21. Richman J.G., de Szoke R.A., Davis R.E. Measurements of near surface shear in the ocean // J. Geophys. Res. — 1987. — 92, № C11. — P. 2851–2858.
  22. Самарский А.А. Теория разностных схем. — М.: Наука, 1977. — 656 с.
  23. Donelan M.A., Hamilton J., Hui W.H. Directional spectra of wind-generated waves // Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. — 1985. — A 315. — P. 509–562.

Файлы

Полный текст

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.