WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Щевьев В.А. Ветровые течения во внутренних морях и озерах

Научная статья

 

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        50      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

Ветровые течения во внутренних морях и озерах

Щевьев В. А. fShtshevev@rambler.ru ) Институт водных проблем РАН

Течения в морях и озерах - сложный процесс, зависящий от многих причин. Существуют ветровые, термохалинные, сейшевые, приливные, стоковые, инерционные, захваченные берегом и другие течения. В.В. Шулейкин писал, что "самые важные и самые сильные течения возникают под действием ветра на поверхность вод", имея в виду экмановские течения. [13]. Вместе с тем, скоро исполнится 100 лет (в 2005 г.) существования этой теории, а никто так и не наблюдал спираль Экмана. Более того, многочисленные измерения течений в океане показывают, что течения изменяются с периодом 1-2 мес. (волны Россби, шельфовые, захваченные берегом и т. д.), имеют волновую природу, и, что очень важно, изменение скорости и направления течений зачастую синхронны на всех горизонтах до глубин 4-5 тыс. м. [15]. Во многих публикациях показано, что влияние ветра на течения проявляется в верхних горизонтах.

Существуют различные точки зрения на природу ветровых течений, как на качественном уровне (теория Экмана, теория Стокса), так и по поводу количественных характеристик- величины ветровых коэффициентов, глубины проникновения, времени развития, влияния морфометрии и т.д.

По мнению А.С. Судольского ветровые течения относятся к числу наименее изученных явлений [12].

Сотрудники ИВП РАН с 1981 г. проводят экспериментальные исследования течений Северного и Среднего Каспия. Первоначально мы придерживались общепринятой точки зрения на природу течений Северного Каспия, в соответствии с которой "главный вопрос, на   который   нужно   ответить:    при   каких   ветрах   и   за   какое   время   формируются


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        51      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

циркуляционные системы в Северном Каспии. Это имеет наибольшее практическое значение. "[9].

Можно привести большое количество высказываний по этому поводу. Так автор экспериментальных работ [11] считает, что течения Северного Каспия - ветровые. Но попытки установить связь течений и ветра, построить схемы течений для определенных направлений ветра терпят неудачу. Наблюдения автора показали, что при сильных ветрах течения меняются со средним периодом одни сутки, и построить схему течений, соответствующую определенному направлению ветра невозможно [11]. Автор строит схемы течений для фазы развития ветра после его длительного затишья. Отметим, что эти схемы построены не по экспериментальным данным, а исходя из общетеоретических рассуждений.

Другой метод исследования использовали авторы [5]. Столкнувшись с фактом высокой изменчивости течений, авторы пришли к выводу, что возможно рассчитать результирующий перенос за длительный период по результатам измерений. Были построены схемы результирующего переноса для навигационного и ледового периодов. Наблюдаемые изменяющиеся по направлению и результирующие течения они считали ветровыми.

На основании анализа результатов многих экспериментальных работ можно констатировать, что авторы , сталкиваясь с фактом, когда натурные данные не совпадают с гипотезой, пытаются показать статистическую связь, расчитывают процентное содержание скоростей течений определенных румбов и даже строят схемы течений для определенных направлений ветра [11].

Мы начали наши исследования в Северном Каспии в 1981 г. с реализации метода исследования ветровых течений, в соответствии с которым планировалось проводить измерения параметоров течений при последовательном обходе станций векового разреза между западной и восточной частями Северного Каспия.  Были так же поставлены 3


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        52      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

автономных станции с приборами АЦИТТ в центре Северного Каспия. Один прибор не сработал. Данные параметров ветра измерялись на судне весь период работ, но для большей надежности впоследствии анализировались данные синоптического архива (кольцовки).

Анализ результатов измерений по вековому разрезу с борта судна показал, что течения имеют высокую изменчивость и совершенно не связаны с изменением ветра. Для понимания происходящих процессов очень ценными оказались результаты измерений автономных приборов продолжительностью 21 сутки [3]. Ветер за это время изменялся 2 раза, первые 8 суток дул с запада, и последующие 13 суток - с востока. Течение менялось 20 раз со средним периодом 1 сутки. Вектора результирующего переноса вод в точках измерения направлены на северо-восток и на восток, в то время как результирующий перенос ветра направлен в противоположную сторону - на запад. Основные движения воды направлены по линии СЗ-ЮВ, а воздуха—по линии 3-В. Такое несоответствие натурных данных предполагаемым связям ветер-течения заставили нас отказаться от метода исследования закономерностей ветровых течений посредством последовательного обхода станций векового разреза, а проводить измерения только на автономных станциях.

В 1984, 1986 г.г. были произведены измерения в 7 точках по разрезу между западной и восточной частями Северного Каспия и в четырех точках между Северным и Средним Каспием. Анализ этих результатов измерений [2] показал, что основной перенос воды осуществляется результирующими течениями, связь этих течений с ветром установить не удалось. Течения изменяются со средним периодом одни сутки.

Анализ натурных данных на плавмаяке Астраханский приемный (в северо-западной части Северного Каспия) показал, что ситуация еще более странная [2]. В продолжении двух недель, когда скорость ветра над Каспийским морем была в пределах 5 м/с, вдруг наблюдались течения до 60 см/с в продолжении целых суток. С точки зрения ветровых течений это объяснить нельзя.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        53      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

Объяснение было найдено из анализа измерений вблизи восточного берега Среднего Каспия. Автономные приборы были поставлены вдоль восточного берега в 5 точках на трех горизонтах от м. Урдюк до м. Песчанный (расстояние 150 км.). Анализ результатов [2] показал, что в основном наблюдаются течения двух видов: инерционные, с периодом 17,5 ч., и течения с периодом 140 ч., имеющие волновую природу. В настоящее время мы называем их захваченными берегом волнами [3]. По данным измерений были вычислены длина волн и скорость распространения (на север). По функциям спектральной плотности рассчитана энергия отдельных видов течений. Показано, что 99% энергии течений сосредоточено в инерционных и захваченных берегом волновых (ЗБВ) течениях и лишь 1% принадлежит ветровым течениям. Последующие исследования показали, что результирующее движение ЗБВ - это и есть квазипостоянное течение Каспийского моря.

Что касается ветровых течений, то результат оказался совершенно неожиданным для тех, кто на протяжении более 50 лет рассчитывал их на математических моделях. Тем более, что имеются несомненные экспериментальные доказательства проявления ветрового воздействия на перемещение водных масс- нагоны в Северном Каспии, в Финском заливе Балтийского моря и других районах.

Объяснением этой ситуации может быть высказывание А. С. Судольского: "Измеренные в водоемах ограниченных размеров течения, которые мы называем ветровыми, часто являются результирующими. Нередко они обусловлены совместным действием ветра и волнового переноса, действием сейшевых, конвективных, стоковых и других видов течений.... Оценить степень участия каждого из видов течений на результирующий перенос водных масс затруднительно, а чаще невозможно. В связи с этим течения, измеряемые в замкнутых водоемах при действии ветра, считаются ветровыми только условно." [12].


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        54      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

Перед нами встала задача- показать на натурных данных результат ветрового воздействия на существующие течения другой природы (захваченные берегом, инерционные, сейшевые) в водоемах различных размеров.

Вопреки распространенному мнению о том, что натурных данных очень мало, мы их находим в количестве достаточном для того, чтобы выявить основные закономерности на качественном уровне, и даже сделать некоторые количественные оценки. [1-4, 6,10, 14-19].

Приведем примеры исследований, непосредственных измерений параметров течений по которым можно судить о закономерностях течений, вызванных ветром или о влиянии ветра на существующие в водоеме течения другой природы. .

Методически правильное исследование природы ветровых течений находим в работе В.В. Шулейкина [13]. Исходной точкой является теория Экмана, согласно которой предполагалось, что движение передается из слоя в слой посредством тангенцальных напряжений турбулентного трения между слоями. Приводятся соответствующие расчетные схемы. Затем в параграфе « О роли волнового течения» автор приводит расчет полного потока «волнового» стоксова переноса и пишет: «Как ни странно, никто не думал о практическом значении этого «волнового» потока, пока не появилась работа Е.Г. Никифорова [10], который показал, что различие между схемой ветровых течений по Экману и действительным механизмом переноса ветрового волнения велико.»

Е. Г. Никифоров пишет: «Как показывает опыт наблюдений, все океанографические явления ветрового происхождения развиваются одновременно и в одном и том же пространстве. Любая частица воды одновременно участвует в следующих движениях: перемещается по траекториям ветрового течения, совершает движение по круговым орбитам и участвует в ветровом перемешивании. Толщина поверхностного слоя охваченного этими движениями определяется преобладающей длиной волны. [10]". По существу из этой теории следует, что ветровые течения - это волновой перенос ветровых волн.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        55      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

«Под влиянием работы Е.Г. Никифорова Н.А. Лабзовский и др. пересмотрели чрезвычайно важный вопрос о причине ленинградских наводнений, которые никак нельзя было объяснить дрейфовым нагоном, т.к. формулы Экмана давали сильно преуменьшенные подъемы уровня воды в р. Неве. Расчеты стоксова волнового потока (а не дрейфового) дали хорошее совпадение с наблюдавшимися нагонами. Расчеты по формулам Никифорова привели в примерах катастрофических нагонов к результатам близким к истине».[13]. По поводу других выводов теории Никифорова - отрицания существования дрейфового течения, и сведения всего переноса вод при ветре к «волновому» потоку, Шулейкин пишет, что Никифоров «впал в крайность». Почему последовала такая разная оценка? Видимо потому, что расчет катастрофических нагонов очень важен с практической точки зрения. Его правильность легко проверяется, а ошибки ведут к большим материальным потерям. Расчеты близкие к истине дают возможность предсказать катастрофу, а значит и подготовиться. Но самое важное, что новая теория проверяется экспериментально. Данных, показывающих вклад волнового потока на больших глубинах нет. Отделить один вид переноса от другого в натурных условиях, да еще на фоне действующих более сильных течений затруднительно. Возможно, что с помощью физического моделирования удалось бы показать действительную физику процесса. Наилучшие возможности для таких исследований были в штормовом бассейне. Такую работу проводил Иванов Р.Н. [7]. Он получил зависимость изменения скорости течения при ветре определенной скорости и затухания ее после выключения ветра. Но вклад дрейфового течения и волнового переноса он вычислял, а не получал из наблюдений. Может быть потому, что «разделить работу ветра на части соответствующие только росту волн и только росту течений вряд ли возможно, да и не нужно [10]", целесообразно определить экспериментально общий перенос вод из за действия ветра, а затем, как в случае с нагонами, подобрать математический расчет.

Основным фактом, показывающим зависимость течения от ветра, является наличие или отсутствие течения при ветровом воздействии и без него. Так в работе [6] отмечается,


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        56     http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

что «Спектр для оз. Красного (7x1 км) построить довольно сложно, так как в этом озере течения эпизодического характера, обычно они существуют всего несколько суток после воздействия ветра... .и могут отсутствовать после этого от нескольких часов до 2 суток». [6, стр.80] Отсюда следует методически важный вывод: ветровые течения, их природу гораздо легче можно исследовать именно в таких водоемах, а не в Каспийском море, где их энергия составляет 1% от энергии других течений.

Примером может служить работа [18], в которой приводятся результаты исследования течений озера Эствейт Вотер (Esthwaite Water) на трехмерной математической модели, подтвержденные экспериментально. Можно отметить хорошее совпадение результатов расчетного и экспериментального методов. Длина озера около 2 км, ширина - около 500 м., глубина- 30 м. На рисунках представлены рассчитанные и измеренные профили течений. В соответствии с приведенными данными при ветровом воздействии в поверхностном слое возникает течение с направлением близким к направлению ветра. В глубинных слоях возникает противотечение (рис.1а,б). К сожалению исследовния ограничены во времени, и дают только информацию о распределении течений по глубине при конкретной ветровой ситуации. Процесс возникновения и затухания течений не показан.


-5-4-3-2-10   1    2   3   4   5


см./с. -5-4-3-2-1012345

III»

г—1—|—г—г

L10

б)


Скорость ветра 5 м/с

5       3       1    0

<      I       i     Т     I      I

-1

Глубина, м


Рис. 1. Измеренные (1) и вычисленные (2) профили скоростей в оз. Эствейт-вотер [19] вдоль направления ветра (а) и поперек направления ветра (б). Измеренный профиль скорости течения вдоль направления ветра в оз. Строгино Москва.(в).


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        57      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

Используя описанные выше представления о процессах, возникающих при ветровом воздействии на поверхность малого озера, нами разработан метод исследования ветровых течений [14,16,20]. В основе метода- представления о причинно-следственных связях. Исходя из этих представлений планируется набор параметров, которые необходимо измерять, т. е. вид и последовательность измерений, а так же методы обработки и анализа информации - спектральная обработка, сопоставительный и сравнительный анализ и т. д. Применительно к малому озеру планировалось регистрировать следующие параметры:

  1. Скорость и направление течений в нескольких точках на трех горизонтах послойно от поверхности до глубины 2 м. посредством автономных приборов АЦИТТ.
  2. Колебания уровня  (4-5  точек  по  периметру,  желательно  на  подветренной  и наветренной стороне).

3.    Скорость и направление ветра (непрерывная регистрация).

Измерения должны включать ситуации развития и затухания течений при возникновении и затухании ветра, а так же при смене его направления.

С целью использования приборов АЦИТТ для измерения в поверхностных слоях нами произведена доработка блока скоростей прибора с таким расчетом, чтобы можно было установить эти приборы относительно неподвижно в перевернутом состоянии- блоком скоростей вверх.

Нами были запланированы подобные исследования в малом озере (Строгино, Москва). Диаметр озера равен около 1 км., глубина достигает 18 м. В связи с тем, что течения в таких озерах малы, близки к порогу чувствительности приборов АЦИТТ, первоначально для измерения скоростей течений использовались дрифтеры. Измерения показали, что на поверхности при скорости ветра около 5 м/с. скорость течения составляла около 5 см/с. (рис.1в). Скорость течения уменьшается до 0 на глубине 1,5 -2 м. Обратного


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        58      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

течения в глубинных слоях зарегистрировано не было. Возможно потому, что при такой большой глубине (18 м.) скорость компенсационного потока очень мала и для того, чтобы ее зарегистрировать, необходимо гораздо больше времени. Возможно, что в озерах с небольшой глубиной компенсационный поток зарегистрировать легче. При следующих измерениях, когда направление ветра изменилось на противоположное, скорость течения при таких же скоростях ветра составляла около 1см/с, т.е. время действия ветра нового направления было недостаточно для того, чтобы развилось течение, характерное для наблюдаемого ветра. Попытки зарегистрировать обратный поток по краям озера не дали результата. Эти исследования носили пилотный характер, проводились для отработки методики наблюдений, для оценки наблюдаемых эффектов, но тем не менее результаты оказались ценными. Они не противоречат точке зрения Никифорова Е. Г. о том что ветровые течения - это "волновой" перенос ветровых волн.

Описанные представления о механизме ветровых течений позволяют показать влияние ветра на течения характерные для водоемов разных размеров.

Выше было показано, что во внутренних морях и крупных озерах основная энергия сосредоточена в инерционных и захваченных берегом волновых течениях. Поэтому для того, чтобы показать влияние ветра на основные течения, необходима послойная регистрация течений в верхних горизонтах совместно с регистрацией параметров ветра.

В озерах среднего размера (Чудское оз.) и в крупных, но мелководных озерах и морях (Аральское, Азовскоое) характерными являются сейшевые течения [16]. Приведем примеры исследований по которым можно судить о роли ветра в образовании течений в водоемах этого типа.

Очень информативна работа об исследованиях течений Чудского озера [1]. Приведены данные измерений скоростей и направлений течений и ветра и расчетным путем построены схемы течений для СЗЗ ветра. В соответствии с этой схемой поверхностные течения действуют по  направлению  ветра,  а глубинные  образуют две


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        59      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

циркуляции, циклоническую и антициклоническую, с потоком против ветра в средней части озера. Но здесь же приводятся графики изменения векторов течения и их составляющих в придонном слое Чудского озера. При ветре одного направления продолжительностью 5 суток течение меняется с периодом 2ч. 20 мин. (рис.2 [1]). Эти данные противоречат расчетной схеме. Ведь прибор, установленный в любой точке водоема, должен показывать определенное, не изменяющееся направление и скорость. В действительности регистрируется изменяющееся по направлению течение. Этот факт делает маловероятным образование циркуляции, рассчитанных авторами на модели Соскина. По всей видимости по этим натурным данным [1] можно было показать процесс возникновения и затухания течений при изменениях скорости и направления ветра. Тогда процесс (модель) была бы описана полнее. Вместо этого авторы производят статистический анализ. Для определенных направлений ветра построены круговые диаграммы, показано процентное содержание различных по градациям течений разного направления. Наверно эти оценки для каких-то практических задач могут быть использованы. Но гораздо важней вычислить результирующий перенос, его изменчивость для разных направлений ветра.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        60      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf



rCMfC                                                                                                         


О S Wchic

i___ i___ i


16    17   13    13   20   21   22   23   2<t    1     2    3    4     5    6     7     8ч

15августаJaSeycma

Рис. 2. Колебания компонент вектора скорости течения на параллель (1) и на меридиан (2) в центре Псковского озера и колебания уровня в августе 1971 г., 3- уровень, 4- векторы течения см/с.[1]

Ранее [16] мы интерпретировали эти наблюдения таким образом, что в водоемах соизмеримых с Чудским озером (20x50 км) при ветровом воздействии возникают изменяющиеся по направлению течения с периодом 2ч 20 мин., которые А. В. Караушев называл сейшеобразными. В работе [8] в 1946 г. он писал, что течения в озерах зачастую не совпадают с направлением ветра, и дал расчет, показывающий возможность возникновения изменяющихся по направлению течений при ветре одного направления.

Но  дополнительные  экспериментальные  данные   позволили  уточнить   понимание происходящих процессов. В нашем распоряжении оказались данные наблюдений на


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        61      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf


30 20 10 0

Нем

^^^x^^/XaJ^^W^^

< J^J* <* v, -nUv^4 / //Х //Vs А ^^х^^Пг* yf^^' * '

;"Ю~    П     12    13     14    15    16    17    18'    19    20    21    22     23     24'


. Itw/lk//^


Рис 3. Изменение уровня Аральского моря (1), ветра (2) на станции Аральское море а) зимой, подо льдом, январь 1967 г., б) летом, май 1967 г.

гидрометеосети в Аральском море- измерения скорости и направления ветра и изменения уровня в пунктах Аральское море, Барсакельмес, Уялы, Тигровый. Наиболее интересно проанализировать изменение уровня на противоположных берегах моря ( станции Аральское море и Тигровый). К сожалению измерения на разных станциях неравноценны в том, что на станции Аральское море приведены измерения через каждый час, а на остальных станциях - через 6 часов. Рассмотрим изменчивость параметров в январе, когда море покрыто льдом и ветровое воздействие на водную поверхность отсутствует. На образце записи (рис.3) отчетливо видно, что уровень изменяется с периодом 23 ч., амплитуда изменений 5-10 см.

Сопоставление изменения среднего уровня на станциях Аральское море и Тигроый показывает, что они изменяются в противофазе. Очевидно, что увеличение атмосферного давления в пункте Тигровый повлекло увеличение уровня в пункте Аральское море на 10 см., и периодические колебания с периодом 23 ч. действуют при повышенном уровне.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        62      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

Несколько иная картина в безледный период, в мае (рис.3). Амплитуда основных колебаний с периодом 23 ч. при малом ветре и в безветренную погоду больше- 15-20см. Ветровое воздействие приводит к увеличению амплитуды основных колебаний до 60 см., и изменяет средний уровень в результате сгона- нагона. По аналогии с Псковским озером можно предположить, что течения Аральского моря будут изменяться с периодом 23 ч. в соответствии с изменением уровня.

Таким образом, анализ натурных данных Псковского озера и Аральского моря показывает, что в подобных по размеру объектах существуют сейшевые течения и подо льдом. При отсутствии льда ветровое воздействие вызывает увеличение амплитуды основных колебаний и изменение среднего уровня в результате сгона- нагона. Вклад волнового переноса ветровых волн в сейшевые течения этих водоемов по имеющимся экспериментальным данным показать не удалось. Для этого необходимы длительные измерения скорости течения на нескольких горизонтах при различных синоптических ситуациях. Очевидно, что ЗБВ, которые образуются в крупных озерах и внутренних морях, в средних озерах и крупных мелководных морях не образуются. Сейши образуются и в малых озерах [18], но амплитуда изменения их скорости столь мала (2-3 мм/с), что требуется свой метод их исследования (измерения параметров).

Очень показательны для характера внутреннего водообмена среднего озера являются исследования в оз. Альпнах (Alpnach) в Швейцарии [17]. Размер озера 4 х 1,5 км, максимальная глубина 34 м., средняя глубина 21,6 м. Объем водной массы 0,1 кубический километр. В озеро втекатекают 3 речки и далее вода вытекает по узкому проливу в другое озеро.

На глубине 26 м. была выпущена флюоресцирующая краска (уранин), а затем через 3 дня (3 раза) и через 10 дней (2 раза) были определены ареалы распространения. В конце срока наблюдения (через месяц) уранин распространился по горизонту 26 м. до берегов. Ветер дул преимущественно вдоль, но на картине распространения краски это не


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»        63      http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2008/005.pdf

отразилось.     Преимущественного     однонаправленного     распространения     краски     не

обнаружено. Такой характер распространения краски позволяет предположить, что в озере

действуют изменяющиеся по

направлению течения (возможно, как сейши в Чудском озере), которые перемешивают воду,

но циркуляции не образуют.

И так, в соответствии с наблюдениями можно отметить, что существует 3 типа водоемов, в каждом из которых наблюдаются свои, характерные дла них виды течений. :

  1. Внутренние моря и крупные озера.
  2. Средние озера и большие мелкие моря.
  3. Малые озера.

Выводы о природе ветровых течений и вкладе их в течения водоемов различного типа сведены в таблицу 1.

Анализ   многочисленных   натурных   данных,   как   прямых   измерений   скорости

течений,  так  и  косвенных,  полученных  при участии  автора,  так  и  по  литературным

источникам показал: В крупных озерах и замкнутых морях наблюдаются инерционные

течения и захваченные берегом волновые течения. Показать по нашим измерениям вклад

ветровых течений не удалось [2,3,4]. Ветровое воздействие на водную массу проявляется в

нагонах, во вдоль береговом течении, и в волновом переносе ветровых волн. В средних


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       64       http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2007/000.pdf

Таблица 1 Роль ветровых течений во внутренних морях и озерах различных размеров

Основные виды течений

Вклад ветра.

Внутренние     моря     и крупные озера.

Захваченные  берегом  волновые  течения  (в  Каспийском море период 140 ч., в Черном- 240 ч., средние скорость 15 см/с,                  максимальная-                  70                  см/с), инерционные течения, в Каспии период 17,5 ч., средняя амплитуда 30 см/с, максимальная 70 см/с

Нагоны, вдольбереговые течения, поверхностные ветровые течения, как волновой перенос ветровых волн.

Мелкие моря, большие, мелкие и средние озера.

Сейшевые течения.

Период в Аральском море 25ч.,  ср.  скорость 5-8  см/с, максимальная 20  см/с,  в оз.  Псковское-2ч 20 мин.,  ср. скорость 5 см/с, максимальная 12 см./с.

Увеличение амплитуды сейшевых течений, изменение среднего уровня (нагон-сгон), ветровые течения, как волновой перенос ветровых волн.

Малые озера.

Ветровые течения, как волновой перенос ветровых волн. При скор, ветра 5 м/с. скор, течения на поверхности 5 см/с, на гл. 2 м. скор, течения равна нулю. Сейши, период 3 мин., и 30 мин., аплитуда Змм/с

Волновой перенос ветровых волн


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       65       http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/000.pdf

озерах и крупных мелких морях (Азовское) наблюдаются сейшевые течения, период изменчивости которых зависит от размеров водоема. При ветровом воздействии амплитуда сейшевых течений увеличивается, и средний уровень на наветренном берегу увеличивается. Ветровые течения- это волновой перенос ветровых волн. В малых озерах наблюдаются ветровые течения - волновой перенос ветровых волн. Ветровой коэффициент на поверхности близок к 0,01. На глубине равной длине волны скорость течения равна 0. Параметры обратного потока, время необходимое для развития течения- требуют дополнительных исследований.

Разработан метод исследования закономерностей ветровых течений на качественном уровне и количественных оценок в водоемах разного типа. В основе метода- представления о ветровых течениях, как волнового переноса ветровых волн и соответствующая физика явления. Эти представления с необходимостью диктуют применения определенного набора измерений параметров, дискретности установки в пространстве и измерений во времени. А так же необходимость соответствующих методов обработки и анализа получаемой информации.

Литература

  1. Богачев А. Г., Филатова Т. Н. Течения в мелководных нестратифицированных водоемах (на примере Чудско-Псковского озера). Труды IV Всесоюзного гидрологического съезда. Л. Гидрометеоиздат, 1975., с. 15-23.
  2. Бондаренко А. Л. Течения Каспийского моря и формирование поля солености Северного Каспия. М. Наука. 1993, 122с.
  1. Бондаренко А. Л., Ведев Д. Л., Комков И. А., Щевьев В. А. Экспериментальные исследования волновых течений в Среднем Каспии. Водные ресурсы, №1, 1993, с. 129-131.
  2. Бондаренко А. Л., Перминов С. М., Щевьев В. А. Пространственно-временная изменчивость течения при исследовании водообмена между западной и восточной частями Северного Каспия. // Гидрофизика Северного Каспия. М. Наука, 1986 с. 51-64.

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       66       http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/000.pdf

  1. Валлер Ф. И., Егоров Н. Г. О преобладающем переносе вод Северного Каспия в навигационный и ледовый периоды. // Сб. работ Астраханской гидрометеорологической обсерватории: Гидрология южных морей. М. Гидрометеоиздат, 1980, Вып.2, с. 73-92.
  2. Демин Ю. Л., Филатов Н. Н. Особенности динамики вод разнотипных озер. // Моделирование гидрофизических процессов и полей в замкнутых водоемах и морях. М. Наука, 1989, с.79-93.
  1. Иванов Р. Н. Волновой и дрейфовый нагоны в море. // Физика атмосферы и океана. Т. 1, №1, 1965г., с. 94-108.
  2. Караушев А. В. О дрейфовых течениях малых озер. Метеорология и гидрология, 1946, №4, с.43-47.
  3. Косарев А. Н. Гидрология Каспийского и Аральского морей. М. Изд-во МГУ, 1975, 272 с.
  1. Никифоров Е. Г. О связи ветрового течения с ветровым волнением. Известия АН СССР, серия геофизическая, №12 1956, с. 1450-1460.
  2. Скриптунов А. Н. Водообмен между западной и восточной частями Северного Каспия, обусловленный ветром. // Тр. ГОИН, 1986, Вып. 179. с. 120-138.
  3. Судольский А. С. Динамические явления в водоемах. Л. Гидрометеоиздат., 1991. 262 с.
  4. Шулейкин В. В. Физика моря. М. Изд-во Наука, 1968, 1083 с.
  1. Щевьев В. А. Роль статистического и генетического методов в экспериментальных исследованиях ветровых течений озер. // Труды конференции. Современные проблемы стохастической гидрологии. М. 2000 г. С. 243-245.
  2. Щевьев В.А. О причине образования течений в океанах, внутренних морях и крупных озерах. М. 2002 г. Государственный океанографический институт. Депонировано ВИНИТИ 21.06.2002. № 1159-В2002. 14 с.
  3. Щевьев В. А. Экспериментальные исследования ветровых течений в натурных условиях. //. Физическая экология. Тр. Первой Всероссийской конференции "Физические проблемы экологии" №3, М, 1998, с.81-86.

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       67       http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/000.pdf

  1. Goudsmit G.H, and other. Boundary versus internal diapycnal mixing in stratified natural. // JGR, V.102, NO.C13 p. 27,903-27,914, 1997.
  2. Malm J. Some properties of currents and mixing in a shallow ice-covered lake. // Water resources research . Vol. 35, no.l. P. 221-232.
  3. Falconer R. A., George D. G., Hall P. Three- dimentional numerical modelling of winddriven circulation a shallow homogenious lake // Journal of Hydrolodgy. V 124, № 1-2, 1991. P. 59-79.

20.   Shtchev'ev V. A. Statistical and genetic methods of stadyregime and nature inside seas

currents (Exemplified by the Caspian sea). // Stochastic models of gydrological processes and their

applications to problems of environmental preservation. Moscow, russia, 1998. P. 260-262.

 



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.