Purpose. The paper is aimed at studying the influence of an underwater ridge on the movement of anticyclonic eddies over a sloping bottom under the effect of the topographic beta effect in a rotating fluid under laboratory conditions.
Methods and Results. Experiments were carried out in a cylindrical tank placed on a rotating platform. A cone was inserted into the tank so that its base coincides with the bottom of the cylinder. The cone height is less than the base radius. Prior to the experiment, the tank is filled with fresh or salt water of a certain salinity. The water layer thickness is greater than the cone height. Anticyclonic eddies are generated using a local source of constant flow of fresh water dyed blue. The source is located directly below the water surface at a distance equal to half the radius of the tank from its center. The eddies produced by the source, upon reaching a critical diameter, leave the source and drift along the isobaths in the “western” direction (“north” is the cone apex in the tank center) under the effect of the topographic beta effect. The experiments were carried out over a cone with a smooth surface and over a cone with a ridge protruding on the lateral surface, the height of which is much less than the height of the cone, located along the eddy drift path. In the experiments with a ridge, the drift of both barotropic (fresh water in the tank) and baroclinic (salt water in the tank) eddies slowed down in comparison with the experiments over a smooth cone. After crossing the ridge, the orbital velocity of the eddies also decreased significantly.
Conclusions. Observations and numerical modeling of the Sevastopol anticyclonic eddy in the Black Sea moving over the continental slope along the isobaths in the southwestern direction revealed that the eddy movement slows down in the area of an underwater ridge formed by a local elevation of the bottom topography between two canyons – the paleo-channel of the Danube and the paleo-channel of the Western Dnieper. The results of the laboratory experiment confirmed the observational and numerical data on the slowdown of the Sevastopol eddy propagation and the decrease in its orbital velocity when crossing the underwater ridge.
Цель. Исследовано влияние подводного хребта на перемещение антициклонических вихрей над наклонным дном под действием топографического бета-эффекта во вращающейся жидкости в лабораторных условиях.
Методы и результаты. Проведены эксперименты в цилиндрическом бассейне, расположенном на вращающейся платформе. В бассейн вставлен конус так, что его основание совпадает с нижним основанием цилиндра. Высота конуса меньше, чем радиус основания. Перед началом опыта бассейн заполняется пресной или соленой водой с определенной соленостью. Толщина водного слоя больше высоты конуса. Антициклонические вихри создаются с помощью локального источника постоянного расхода подкрашенной интенсивным красителем в синий цвет пресной воды. Источник расположен непосредственно под поверхностью водного слоя на расстоянии, равном половине радиуса бассейна, от его центра. Вихри, продуцируемые источником, при достижении критического диаметра уходят из-под него и под действием топографического бета-эффекта дрейфуют вдоль изобат в «западном» направлении («север» – вершина конуса в центре бассейна). Опыты проводились над конусом с гладкой поверхностью и над конусом с выступающей на боковой поверхности в виде хребта частью, высота которой значительно меньше высоты конуса, расположенного на пути дрейфа вихрей. В опытах над конусом с хребтом дрейф вихрей как баротропных (пресная вода в бассейне), так и бароклинных (соленая вода в бассейне) замедлялся по сравнению с опытами над гладким конусом. После пересечения хребта значительно уменьшалась и орбитальная скорость вихрей.
Выводы. При наблюдениях и численном моделировании Севастопольского антициклонического вихря в Черном море, перемещающегося над континентальным склоном вдоль изобат в юго-западном направлении, было обнаружено, что движение вихря замедляется в области подводного хребта, образованного локальным поднятием рельефа дна между двумя каньонами – палеоруслом Дуная и палеоруслом Западного Днепра. Результаты лабораторного эксперимента подтвердили данные наблюдений и численных расчетов о замедлении распространения Севастопольского вихря и уменьшении его орбитальной скорости при пересечении им подводного хребта.