Pupose. The purpose of the work is to study the spectral composition and identify the mechanisms of formation of submesoscale and mesoscale variability of hydrological parameters (sea level, temperature and bottom pressure) in the Posyet Bay coastal waters during the maximum development of seasonal pycnocline.
Methods and Results. The internal gravity waves (IGW) were recorded using the measurement data on sea level (level gauge), temperature in the pycnocline layer and bottom pressure, as well as the methods for isolating its baroclinic component. Standard methods of spectral analysis and filtration, as well as the analytical modeling were applied for assessing the periods of natural fluctuations of the basin. It has been established that submesoscale variability is formed by the zero and higher modes of the bay seiche oscillations, as well as the offshore seiches induced by the Poincaré waves. The spectra of temperature and baroclinic pressure have a similar structure, and their decrease in the high-frequency area is described by the law −3. In the mesoscale range (periods are of hours – minutes), the oscillations at tidal frequencies (M2 and its subharmonics) and quasi-inertial oscillations are revealed. The presence of internal Kelvin waves has been proved, and the maximums in pressure spectrum at the frequencies 1/16 and 1/17 h−1 are interpreted as a result of their Doppler shear in the coastal current.
Conclusions. The study has confirmed the assumption that the variability of hydrological parameters in the Posyet Bay is of a topographic nature and is formed by a complex of resonant processes, its own and forced seiches, as well as by the internal waves manifesting nonlinear properties. Record of the baroclinic component of bottom pressure has proven to be an effective method for directly detecting the Kelvin internal waves.
Цель. Целью работы является исследование спектрального состава и выявление механизмов формирования субмезомасштабной и мезомасштабной изменчивости гидрологических параметров (уровня, температуры и придонного давления) в прибрежных водах залива Посьета в период максимального развития сезонного пикноклина.
Методы и результаты. Использовались данные измерений уровня (уровнемер), температуры в слое пикноклина и придонного давления, а также методы выделения его бароклинной составляющей для регистрации внутренних гравитационных волн. Применялись стандартные методы спектрального анализа и фильтрации, а также аналитическое моделирование для оценки периодов собственных колебаний бассейна. Установлено, что субмезомасштабная изменчивость формируется нулевой и высшими модами сейшевых колебаний залива, а также шельфовыми сейшами, возбуждаемыми волнами Пуанкаре. Спектры температуры и бароклинного давления имеют сходную структуру, а их спад в высокочастотной области описывается законом −3. В мезомасштабном диапазоне (периоды часов – минут) выявлены колебания на приливных частотах (M2 и ее субгармоники) и квазиинерционные колебания. Доказано присутствие внутренних волн Кельвина, а маскимумы в спектре давления на частотах 1/16 и 1/17 ч−1 интерпретированы как результат их доплеровского сдвига в прибрежном течении.
Выводы. Исследование подтвердило предположение о том, что изменчивость гидрологических параметров в заливе Посьета имеет топографическую природу и формируется комплексом резонансных процессов, собственными и вынужденными сейшами, а также внутренними волнами, проявляющими нелинейные свойства. Регистрация бароклинной составляющей придонного давления доказала свою эффективность как метод прямого детектирования внутренних волн Кельвина.