WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |

Спектры среднесуточных значений уровня в береговых пунктах Восточно-Сибирского моря (о.Жохова, Амбарчик и Валькаркай) и береговых пунктах Чукотского моря (о.Врангеля, м. Шмидта, м.Ванкарем, о.Колючин, м. Нэттэн, о.Ратманова) выявили, что значимые пики спектральной плотности, превышающие 95% доверительный интервал, чаще всего приходятся на периоды 1 год и 3.7 суток. 80% доверительный интервал, кроме указанных выше, в большинстве случаев превышали пики спектральной плотности на периодах 2.4, 2.8, 2.9, 3.1, 3.2, 6, 8, 14, 17-20, 61-69 суток. На частотно-временных спектрах в северо-западной части Восточно-Сибирского моря (о. Жохова) наибольшие значения спектральной плотности в синоптическом диапазоне частот отмечаются в 1964 – 1967 гг. на периодах изменчивости около 60 суток. Несколько меньшие по интенсивности энергонесущие максимумы отмечаются в 1971-1974 гг. Однако в это время частоты основных энергонесущих максимумов заметно менялись. Так, зимой 1971 года максимальный пик спектральной плотности отмечался на периодах около 36 суток, летом 1972 г. – на периодах около 62 суток, а зимой 1973-1974 гг. основной энергонесущий максимум отмечался на периодах около 28 суток. В период 1975-1976 гг. на северо-западе Восточно-Сибирского моря наблюдается снижение активности синоптических процессов в изменчивости уровня моря, а в 1977-1979 гг. значения спектральной плотности в низкочастотной области синоптического диапазона опять незначительно возрастают. В этот период максимальные пики спектральной плотности отмечаются на периодах от 36 до 78 суток.

На юго-востоке Восточно-Сибирского моря (порт Певек) в 1963-1966 гг. отмечается низкая активность процессов синоптического масштаба в изменчивости уровня, а самые большие значения спектральной плотности в синоптическом диапазоне частот отмечаются в 1967 - 1971 гг. на периодах изменчивости от 42 до 65 суток. Зимой 1974 г. значительные пики спектральной плотности отмечаются не только в низкочастотной, но и в высокочастотной области спектра на периодах около 6 и 8 суток. В период с 1976 по 1984 гг. периоды основных энергонесущих максимумов сначала уменьшаются до 21 суток в 1978 г, а с 1979 г. опять начинают увеличиваться до 62 суток в 1984 г.

На юго-западе Чукотского моря (мыс Шмидта) максимальные значения спектральной плотности в синоптическом диапазоне частот отмечаются в 1964-1965 гг. на периодах 62 и 21 суток и в 1967 – 1971 гг. на периодах изменчивости от 37 до 62 суток. В 1973-1974 основные энергонесущие максимумы наблюдаются в более высокочастотной области синоптического диапазона на периодах около 8 суток. С 1976 по 1979 гг. максимальные пики спектральной плотности отмечаются на периодах около 30 суток, а с 1980 по 1984 гг. - на периодах около 62 суток.

На юге Чукотского моря (мыс. Неттен) наблюдается очень значительное «блуждание» от года к году максимальных пиков спектральной плотности практически во всей частотной области синоптического диапазона на периодах от 6 до 70 суток.

Сравнительно большая плотность станций в арктических морях, омывающих побережье России и синхронность измерений уровня позволяют провести взаимный спектральный анализ между низкочастотными колебаниями уровня в различных береговых пунктах. Такой анализ показал, что ширина частотного диапазона, где отмечается высокая когерентность (более 0.60), обратно пропорциональна расстоянию между береговыми пунктами. С увеличением расстояния диапазон периодов с высокой когерентностью уменьшается в сторону низких частот. Так, в западном секторе Арктики, если двигаться вдоль берега от станции Диксон на восток, высокая когерентность (от 0.60 до 0.91) отмечается в диапазоне периодов от 3 суток до 1 года на расстоянии приблизительно до 700 км (о. Диксон – о. Гейберга). При увеличении расстояния до 800 км, диапазон периодов, где отмечается высокая когерентность, сокращается от 10-12 суток до 1 года (например: между станциями Амдерма и Диксон, или м. Желания и м. Песчаный). При увеличении расстояния до 1500-1650 км высокая когерентность отмечается только в диапазоне сезонной изменчивости (от 0.5 до 1 года) и на отдельных периодах синоптического диапазона изменчивости: 67, 38, 13.6 суток (Амдерма – м. Челюскин) или 61 день (м. Желания – о. Котельный). Увеличение расстояния между береговыми пунктами до 2000 – 3000 км приводит к тому, что высокая когерентность отмечается только в диапазоне периодов близких к годовому ходу уровня моря (например: Амдерма – Терпяй-Тумса, Амдерма – Тикси, м. Желания – о. Врангеля). Такая же закономерность отмечается, если мы будем двигаться в меридиональном направлении. Например, между о. Диксон и о. Визе (670 км) высокая когерентность (0.65-0.88) отмечается в диапазоне периодов от 3 суток до 1 года. Похожие результаты взаимного спектрального анализа были получены в восточном секторе Арктики. Здесь при увеличении расстояния до 1900 км между береговыми пунктами (Кигилях – м. Неттен) высокая когерентность отмечается только на периодах 1 год и 7.7 суток. При увеличении расстояния до 2300 км (Тикси - м. Неттен) когерентность во всей частотной области падает до оценок менее 0.60.

Полученные результаты показывают, что взаимосвязь между низкочастотными возмущениями уровня в арктических морях отмечается на больших расстояниях (700-1650 км для колебаний синоптического масштаба и приблизительно 2000-3000 км для сезонных колебаний уровня моря).

В параграфе 2.3 приведены результаты векторно-алгебраического анализа рядов остаточных среднесуточных значений течений (исключены приливы и сезонные колебания) в Балтийском море и арктических морях, омывающих побережье России.

На графиках временного хода рядов среднесуточных значений течений, измеренных на плавмаяках Балтийского моря отчетливо выделяются синоптические возмущения течений с периодами приблизительно 5 – 30 суток, максимальные скорости в которых достигают 25 – 35 см/с. Скорости среднего потока в районах работы плавмаяков очень низкие и не превышают 0.5 – 2.0 см/с. Скорость среднего течения во всех случаях в 5 – 24 раза меньше линейного инварианта тензора ср. кв. отклонения, т. е. течения являются существенно неустойчивыми (r > 1). Этот результат может свидетельствовать о том, что в низкочастотной области спектра в динамических полях Балтийского моря по интенсивности преобладают течения синоптического масштаба. На плавмаяках Реландерсгрунд и Сторкаллегрунд синоптические возмущения течений являются анизотропными (>), в то время как на двух других плавмаяках вращение вектора синоптических течений осуществляется по траекториям близким к окружности. Во всех случаях направление большой оси у эллипсов дисперсии синоптических течений близко к направлению линии берега.

Оценки двухмерных плотностей распределения вероятностей векторов скорости среднесуточных течений показали, что в Финском заливе и на входе в Ботнический залив распределение вероятностей векторов скорости синоптических течений стремится к равномерному, а в восточной части Ботнического залива (плавмаяки Реландесгрунд и Сторкаллегрунд) проявляется двухмодовая структура векторного распределения вероятностей, с разностью между модами по направлению, близкой к 180°. Результаты спектрального анализа рядов среднесуточных течений на плавмаяках Балтийского моря показывают, что в Финском заливе на обоих горизонтах плавмаяка Арансгрунд максимальные значимые пики спектральной плотности приходятся на период изменчивости около 30 суток. В диапазоне сезонной изменчивости разрешается пик на периоде около 130 суток, но оценки спектральной плотности здесь заметно ниже. На самых низких частотах значения спектральной плотности близки к нулю, что говорит об отсутствии тренда. В более высокочастотной области синоптического диапазона происходит довольно резкое снижение энергии возмущений течений, при отсутствии значимых пиков спектральной плотности.

На входе в Ботнический залив (плавмаяк Сторброттен) наибольшая энергия сосредоточена на частотах сезонной изменчивости. По сравнению с Финским заливом в низкочастотной области синоптического диапазона на периодах приблизительно от 15 суток до нескольких месяцев в спектрах течений отмечается существенное уменьшение дисперсии. В более высокочастотной области синоптического диапазона отмечаются значимые пики спектральной плотности на периодах около 13, 7 и 4 суток.

На юго-востоке Ботнического залива (плавмаяк Реландерсгрунд) снова отмечается существенный рост энергии практически во всем синоптическом диапазоне частот. Здесь основной энергонесущий максимум приходится на период 28 суток. Менее энергичные, но также значимые пики спектральной плотности отмечаются на периодах около 11, 7, 5 и 4 суток.

В центральной части Ботнического залива (плавмаяк Сторкаллегрунд) отмечается довольно значительное снижение спектральной плотности практически во всем диапазоне синоптических частот. Исключение составляет узкий диапазон частот 0.8 – 1.0 рад/сут, где происходит увеличение энергии и отмечается значимый пик спектральной плотности на периоде около 7 суток. Второй, менее энергичный, значимый пик спектральной плотности приходится на период около 30 суток.

За исключением плавмаяка Сторброттен, во всех других случаях оценки спектральной плотности на энергонесущих максимумах для линейного инварианта везде значительно выше, чем у индикатора вращения, что свидетельствует о том, что наибольший вклад в синоптическую изменчивость течений вносят не вращательные, а коллинеарные изменения скорости.

Оценки двухмерных плотностей распределения вероятностей векторов скорости течений в западной части Баренцева моря показали, что в большинстве случаев распределение вероятностей векторов скорости синоптических течений стремится к равномерному, и только на двух самых нижних горизонтах станции N1 отмечается двухмодовая структура векторного распределения вероятностей с разностью между модами по направлению близкой к 180°, что свойственно волновому процессу.

Намного более упорядоченная картина отмечается в двухмерных плотностях распределения вероятностей векторов синоптических течений на северо-востоке Баренцева моря. Здесь в большинстве случаев отмечается двухмодованя структура векторного распределения с приблизительно противоположно направленными течениями.

Спектральный анализ остаточных среднесуточных рядов течений (исключены приливы и сезонные колебания) выявил в Баренцевом море в большинстве случаев наличие узкополосных значимых пиков спектральной плотности. В западной части моря наибольшие значения спектральной плотности в синоптическом диапазоне частот отмечаются на буйковых станциях, работавших в зоне действия Нордкапского течения (N1, SB, SC). На других станциях оценки спектральной плотности резко снижаются более чем на порядок. Можно видеть также, что в этом регионе моря в более низкочастотной области спектра ( < 0.4 рад/сут) отмечается, как правило, значительное преобладание коллинеарных изменений скорости течений над ее вращательными компонентами, в то время, как в более высокочастотной области спектра интенсивность вращательных изменений скорости приближается к ее оценкам для коллинеарных значений. На западе моря максимальные значимые пики спектральной плотности отмечаются на периодах 73-56, 31, 16, 8-9 и 5 суток.

На разрезе буйковых станций, работавших на северо-востоке Баренцева моря, спектральный анализ остаточных среднесуточных рядов течений, показал, что максимальная энергия синоптических колебаний наблюдается в диапазоне временных масштабов от 17 до 75 суток. В этом диапазоне отмечаются значимые узкополосные пики спектральной плотности на периодах 17 - 19, 38, 41 – 46 и 75 суток. Кроме описанного диапазона выделяется еще один, менее значимый по энергетике диапазон периодов 5 – 7 суток, где также отмечаются значимые пики спектральной плотности. Результаты спектрального анализа показывают также, что в более низкочастотной области спектра (Р>10 сут.) синоптической изменчивости течений наблюдается значительное преобладание их коллинеарных изменений над ортогональными (I1() > D()), в то время, как в более высокочастотной области синоптического диапазона в ряде случаев значения спектральной плотности для коллинеарных и вращательных изменений скорости близки по оценкам.

Взаимный корреляционный анализ между низкочастотными колебаниями течений на различных горизонтах в западной части Баренцева моря (станция N1) показал, что в вертикальном направлении корреляция между ортогональными изменениями скорости течений во всех случаях очень низкая. Между коллинеарными изменениями скорости течений высокие значения корреляции отмечаются только в отдельных слоях. Так, самые высокие значения корреляции (0.84) отмечаются при нулевых сдвигах в придонном слое 276 – 323 м. В целом же, с глубиной, при движении от верхних горизонтов к самым нижним горизонтам корреляция между коллинеарными изменениями скорости течений заметно снижается (от 0.57 до 0.29).

В кросс-спектрах |I1VU()| и |DVU()| в подавляющем большинстве случаев наибольший вклад во взаимосвязь течений по вертикали на различных частотах также оказывают коллинеарные изменения скорости течений [F2кол() > F2орт()]. Для цикличности 22 дня высокая когерентность (0.91-0.62) по вертикали между низкочастотными возмущениями течений на верхнем горизонте и нижележащими горизонтами отмечается до глубины 276 м, при небольшом увеличении с глубиной фазовых сдвигов от 5° до 15°.

В глубинном слое для этой цикличности взаимосвязь между течениями низкая, и только в придонном слое 276 – 323 м когерентность опять возрастает до значений 0.82. В более высокочастотной области спектра высокая когерентность (0.86-0.69) по вертикали между низкочастотными возмущениями течений на верхнем горизонте и нижележащими горизонтами отмечается только до глубины 25 м. Для цикличности 9 суток также высокие значения когерентности отмечаются в слое 50 – 323 м, а для цикличности 3.7 суток – только в придонном слое 276 – 323 м. При этом в одних случаях наблюдается запаздывание возмущений течений на верхних горизонтах относительно нижних горизонтов, а на других, наоборот, возмущения течений в верхних слоях опережают возмущения течений в более нижних слоях. Эти результаты могут говорить о том, что значительный вклад в изменчивость течений синоптического масштаба вносят бароклинные возмущения течений.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»