hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-1021Research ArticleФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИДРОФИЗИКИFUNDAMENTAL ISSUES OF HYDROPHYSICSИнтенсификация внутренних волн в зоне сопряжения шельфа и континентального склона как фактор интенсификации вертикального обменаInternal Waves Intensification in the Shelf Break Region as a Factor of the Vertical Exchange IntensificationСамодуровА. С.SamodurovA. S.

Севастополь

anatoly_samodurov@ukr.netЧухаревА. М.ChukharevA. M.

Севастополь

НосоваА. В.NosovaA. V.

Севастополь

ГлобинаЛ. В.GlobinaL. V.

Севастополь

Морской гидрофизический институт НАН УкраиныUkraine201327112022621224Copyright © Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В., Глобина Л.В., 20222022Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В., Глобина Л.В.Samodurov A.S., Chukharev A.M., Nosova A.V., Globina L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1021

Анализ данных измерений в зоне сопряжения шельфа и континентального склона Черного моря демонстрирует возрастание коэффициента вертикальной диффузии в среднем на порядок величины по сравнению с условиями открытого моря при одинаковой стратификации. Использование простой модели показало, что возрастание плотности энергии квазиинерционных волн в данной области можно считать наиболее вероятной причиной указанного экспериментального факта. Это явление приводит к существенному уменьшению числа Ричардсона в волновых квазигоризонтальных течениях и, как следствие, к повышению интенсивности перемешивания и вертикальной диффузии.

The analysis of field data at the shelf break in the Black Sea demonstrates increasing of vertical eddy diffusivity by an order of magnitude on the average with respect to the open sea conditions with the same stratification. The use of a simple model showed that increasing in the energy of quasi-inertial waves in this region can be considered as the most probable cause of the mentioned experimental fact. This phenomenon results in considerable decreasing of the Richardson number in quasi-horizontal wave currents and, as a consequence, in-creasing of the mixing intensity and vertical diffusion.

квазиинерционные внутренние волнысдвиговая неустойчивостьвертикальный обмендиссипация энергииReferencesWunsch C., Ferrari R. Vertical mixing, energy, and the general circulation of the ocean // Ann. Rev. Fluid Mech. 2004. V.36. P.281–314.Wunsch C., Ferrari R. Vertical mixing, energy, and the general circulation of the ocean // Ann. Rev. Fluid Mech. 2004. V.36. P.281–314.Ivanov L.I., Samodurov A.S. The role of lateral fluxes in ventilation of the Black Sea // J. Marine Systems. 2001. V.31, N 1–3. P.159–174.Ivanov L.I., Samodurov A.S. The role of lateral fluxes in ventilation of the Black Sea // J. Marine Systems. 2001. V.31, N 1–3. P.159–174.Самодуров А.С., Иванов Л.И. Балансовая модель для расчета средних вертикальных потоков жидкости, тепла, соли и растворенных химических веществ в термохалоклине Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 1. С.7–24.Самодуров А.С., Иванов Л.И. Балансовая модель для расчета средних вертикальных потоков жидкости, тепла, соли и растворенных химических веществ в термохалоклине Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 1. С.7–24.Самодуров А.С., Любицкий А.А., Пантелеев Н.А. Вклад опрокидывающихся внутренних волн в структурообразование, диссипацию энергии и вертикальную диффузию в океане // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 3. С.14–27.Самодуров А.С., Любицкий А.А., Пантелеев Н.А. Вклад опрокидывающихся внутренних волн в структурообразование, диссипацию энергии и вертикальную диффузию в океане // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 3. С.14–27.McComas C.H., Muller P. The dynamic balance of internal waves // J. Phys. Oceanogr. 1981. V.11. P.970–986.McComas C.H., Muller P. The dynamic balance of internal waves // J. Phys. Oceanogr. 1981. V.11. P.970–986.Henyey F.S., Wright J., Flatte S.M. Energy and action flow through the internal wave field: An eikonal approach // J. Geophys. Res. 1986. V.91. P.8487–8495.Henyey F.S., Wright J., Flatte S.M. Energy and action flow through the internal wave field: An eikonal approach // J. Geophys. Res. 1986. V.91. P.8487–8495.Winters K.B., D’Asaro E.A. Direct simulation of internal wave energy transfer // J. Phys. Oceanogr. 1998. V.27. P.1937–1945.Winters K.B., D’Asaro E.A. Direct simulation of internal wave energy transfer // J. Phys. Oceanogr. 1998. V.27. P.1937–1945.Gregg M. C. Scaling turbulence dissipation in the thermocline // J. Geophys. Res. 1989. V.94, N С7. P.9686–9698.Gregg M. C. Scaling turbulence dissipation in the thermocline // J. Geophys. Res. 1989. V.94, N С7. P.9686–9698.McComas C.H. Equilibrium mechanisms within the oceanic internal wave field // J. Phys. Oceanogr. 1977. V.7. P.836–845.McComas C.H. Equilibrium mechanisms within the oceanic internal wave field // J. Phys. Oceanogr. 1977. V.7. P.836–845.McComas C.H., Bretherton P.P. Resonant interactions of oceanic internal waves // J. Geophys. Res. 1977. V.82. N 9. P.1397–1412.McComas C.H., Bretherton P.P. Resonant interactions of oceanic internal waves // J. Geophys. Res. 1977. V.82. N 9. P.1397–1412.Lvov Y.V., Polzin K.L., Yokoyama N. Resonant and near-resonant internal wave interactions // J. Phys. Oceanogr. 2012. V.42. P.669–691.Lvov Y.V., Polzin K.L., Yokoyama N. Resonant and near-resonant internal wave interactions // J. Phys. Oceanogr. 2012. V.42. P.669–691.Сабинин К.Д., Серебряный А.Н. «Горячие точки» в поле внутренних волн в океане // Акустический журнал. 2007. № 3. С. 410–436.Сабинин К.Д., Серебряный А.Н. «Горячие точки» в поле внутренних волн в океане // Акустический журнал. 2007. № 3. С. 410–436.Самодуров А.С., Глобина Л.В. Диссипация энергии и вертикальный обмен в стратифицированных бассейнах за счет сдвиговой неустойчивости в поле квазиинерционных внутренних волн // Морской гидрофизический журнал. 2011. № 6. С.16–27.Самодуров А.С., Глобина Л.В. Диссипация энергии и вертикальный обмен в стратифицированных бассейнах за счет сдвиговой неустойчивости в поле квазиинерционных внутренних волн // Морской гидрофизический журнал. 2011. № 6. С.16–27.Самодуров А.С., Глобина Л.В. Зависимость скорости диссипации турбулентной энергии и вертикального обмена от стратификации по обобщенным экспериментальным данным (сравнение с существующими моделями) // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 6. С.17–34.Самодуров А.С., Глобина Л.В. Зависимость скорости диссипации турбулентной энергии и вертикального обмена от стратификации по обобщенным экспериментальным данным (сравнение с существующими моделями) // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 6. С.17–34.Gargett A.E. Vertical eddy diffusivity in the ocean interior // J. Marine Res. 1984. V.42. P.359–393.Gargett A.E. Vertical eddy diffusivity in the ocean interior // J. Marine Res. 1984. V.42. P.359–393.Самодуров А.С., Чухарев А.М. Оценка интенсивности вертикального турбулентного обмена в Черном море по экспериментальным данным // Экологическая безопасность и комплексное использование прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь. МГИ НАН Украины, 2006. С.524–529. Вып.14.Самодуров А.С., Чухарев А.М. Оценка интенсивности вертикального турбулентного обмена в Черном море по экспериментальным данным // Экологическая безопасность и комплексное использование прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь. МГИ НАН Украины, 2006. С.524–529. Вып.14.Самодуров А.С., Чухарев А.М. Экспериментальная оценка коэффициента вертикального турбулентного обмена в стратифицированном слое Черного моря в окрестности свала глубин // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 6. С.14–24.Самодуров А.С., Чухарев А.М. Экспериментальная оценка коэффициента вертикального турбулентного обмена в стратифицированном слое Черного моря в окрестности свала глубин // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 6. С.14–24.Иванов В.А., Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В. Интенсификация вертикального турбулентного обмена в районах сопряжения шельфа и континентального склона в Черном море // Доповіді Національної Академії Наук України. 2008. № 6. С.108–112.Иванов В.А., Самодуров А.С., Чухарев А.М., Носова А.В. Интенсификация вертикального турбулентного обмена в районах сопряжения шельфа и континентального склона в Черном море // Доповіді Національної Академії Наук України. 2008. № 6. С.108–112.Дыкман В.З., Багимов И.С., Барабаш В.А., Ефремов О.И., Зубов А.Г., Мязин В.В., Павленко О.И., Самодуров А.С., Чухарев А.М. Измерительный комплекс «Сигма-1» для исследования процессов перемешивания и диссипации энергии в верхнем слое моря // Экологическая безопасность и комплексное использование прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь, 2004. С.395–409. Вып.10.Дыкман В.З., Багимов И.С., Барабаш В.А., Ефремов О.И., Зубов А.Г., Мязин В.В., Павленко О.И., Самодуров А.С., Чухарев А.М. Измерительный комплекс «Сигма-1» для исследования процессов перемешивания и диссипации энергии в верхнем слое моря // Экологическая безопасность и комплексное использование прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь, 2004. С.395–409. Вып.10.Fer I., Skogseth R., Geyer F. Internal waves and mixing in the marginal ice zone near the Yermak Plateau // J. Physical Oceanography. 2010. V.40. P.1613–1630.Fer I., Skogseth R., Geyer F. Internal waves and mixing in the marginal ice zone near the Yermak Plateau // J. Physical Oceanography. 2010. V.40. P.1613–1630.Osborn T.R. Estimations of local rate of vertical diffusion from dissipation measurements // J. Phys. Oceanogr. 1980. V.10. P.83–89.Osborn T.R. Estimations of local rate of vertical diffusion from dissipation measurements // J. Phys. Oceanogr. 1980. V.10. P.83–89.Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. М.: Мир, 1981. 478 с. Ч.1.Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане. М.: Мир, 1981. 478 с. Ч.1.Olbers D.J. A formal theory of internal wave scattering with applications to ocean fronts // J. Phys. Oceanogr. 1981. V.11. P.1078–1099.Olbers D.J. A formal theory of internal wave scattering with applications to ocean fronts // J. Phys. Oceanogr. 1981. V.11. P.1078–1099.Olbers D.J. The propagation of internal waves in a geostrophic current // J. Phys. Oceanogr. 1981. P.1224–1233. V.11.Olbers D.J. The propagation of internal waves in a geostrophic current // J. Phys. Oceanogr. 1981. P.1224–1233. V.11.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.