Топографический фактор и предельные переходы в уравнениях для субинерционных волн
https://doi.org/10.59887/fpg/92rg-6t7h-m4a2
Аннотация
Рассматриваются топографические субинерционные волны, распространяющиеся на шельфе и океаническом желобе. На фоне обзора истории исследования топографических волн и появления соответствующих терминов авторы дают описание особенностей распространения этих волн и вывод основных дисперсионных уравнений. Показано, что все варианты представленных в статье решений в основе своей базируются на одном и том же дисперсионном соотношении — это дисперсионное соотношение для топографических волн Россби. Построены два класса локализованных решений: одно для шельфовых волн, второе, фактически, тоже шельфовое, но его принято называть желобовыми волнами. Показано, что для желобовых волн поперечное волновое число не является независимым, как для шельфовых волн, а является функцией от продольного волнового числа. Другими словами, топографические волны Россби — это всегда двумерные волны, в то время как шельфовые волны представлены квазиодномерными решениями. Аналитическая новизна работы состоит в том, что в ней удалось произвести сшивки желобовых и шельфовых волн, которые ранее отсутствовали в работах по данной тематике.
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке гранта СПбГУ № 93016972, гранта РНФ 22-27-00004 и по теме государственного задания 0128-2021-0003.
Об авторах
В. Г. Гневышев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия
Россия
ГНЕВЫШЕВ Владимир Григорьевич
РИНЦ Author ID: 298530, Scopus Author ID: AAZ-6352-2021, WoS ResearcherID: 6507346231
117997, Россия, Москва, Нахимовский проспект, 36
В. С. Травкин
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
ТРАВКИН Владимир Станиславович
РИНЦ Author ID: 1023273, Scopus Author ID: 57509420800, WoS ResearcherID: HPE-4729–2023
199034, Россия, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
Т. В. Белоненко
Санкт-Петербургский государственный университет
Россия
Россия
БЕЛОНЕНКО Татьяна Васильевна
РИНЦ Author ID: 66026, Scopus Author ID: 6507005889, WoS ResearcherID: K-2162–2013
199034, Россия, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
Список литературы
1. Drivdal M., Weber J.E.H., Debernard J.B. Dispersion relation for сontinental shelf waves when the shallow shelf part has an arbitrary width: Application to the shelf west of Norway // Journal of Physical Oceanography. 2016. Vol. 46, Iss. 2. P. 537–549. doi:10.1175/jpo-d-15–0023.1
2. Гневышев В.Г., Фролова А.В., Колдунов А.В., Белоненко Т.В. Топографический эффект для волн Россби на зональном сдвиговом потоке // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2021. Т. 14, № 1. С. 4–14. doi:10.7868/S2073667321010019
3. Pedlosky J. Geophysical fluid dynamics. Berlin: Springer, 1979. 624 p.
4. Gnevyshev V.V., Frolova A.V., Belonenko T.V. Topographic effect for Rossby waves on non-zonal shear flow // Water Resources. 2022. Vol. 49, N 2. P. 240–248. doi:10.1134/S0097807822020063
5. Гневышев В.Г., Фролова А.В., Кубряков А.А., Собко Ю.В., Белоненко Т.В. Взаимодействие волн Россби со струйным потоком: основные уравнения и их верификация для Антарктического циркумполярного течения // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55, № 5. С. 39–50. doi:10.31857/S0002-351555539-50
6. Ефимов В.В., Куликов Е.А., Рабинович А.Б., Файн И.В. Волны в пограничных областях океана. Л.: Гидрометеоиздат., 1985. 250 с.
7. Белоненко Т.В., Фролова А.В. Антарктическое циркумполярное течение как волновод для волн Россби и мезомасштабных вихрей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 1. С. 181–190. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-1-181-190
8. Belonenko T., Frolova A., Gnevyshev V. Detection of waveguide for Rossby waves using satellite altimetry in the Antarctic Circumpolar Current // International Journal of Remote Sensing. 2020. 41:16, P. 6232–6247, doi:10.1080/01431161.2020.1752955
9. Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане, в 2-х частях / Пер. с англ. М.: Мир, 1981. 846 с.
10. Mysak L.A., Leblond P.H., Emery W.J. Trench Waves // Journal of Physical Oceanography. 1979. Vol. 9, N 5. P. 1001– 1013. doi:10.1175/1520–0485(1979)009<1001: TW>2.0.CO;2
11. Mysak L.A. Recent advances in shelf wave dynamics // Reviews of Geophysics and Space Physics. 1980. Vol. 18, N 1. P. 211–241.
12. Сандалюк Н.В., Гневышев В.Г., Белоненко Т.В., Кочнев А.В. Приложение задачи о вихревом слое для района течения Гольфстрим // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 5. С. 242–251. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-5-242-251
13. Longuet-Higgins M.S. On the trapping of waves along a discontiunity of depth in a rotating ocean // Journal of Fluid Mechanics.1968. Vol. 31, pt. 3. P. 417–434.
14. Longuet-Higgins M.S. Double Kelvin waves with continuous depth profiles // Journal of Fluid Mechanics. 1968. Vol. 34, N 01. P. 49. doi:10.1017/s002211206800176x
15. Mysak L.A., Johnson E.R., Hsiem W.W. Baroclinic and barotropic instabilities of coastal currents // Journal of Physical Oceanography. 1981. Vol. 11, N 2. P. 209–230. doi:10.1175/1520–0485(1981)011<020
16. Buchwald V.T., Adams J.K. The propagation of continental shelf waves // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1968. Vol. 305, N 1481. P. 235–250. doi:10.1098/rspa.1968.0115
17. Пелиновский Е.Н. Гидродинамика волн цунами. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1996. 156 с.
18. Didenkulova I., Pelinovsky E. On shallow water rogue wave formation in strongly inhomogeneous channels // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. 2016. Vol. 49, N 19. P. 194001. doi:10.1088/1751-8113/49/19/194001
19. Ermakov A.M., Stepanyants Y.A. Transformation of longsurface and tsunami-like waves in the ocean with a variable bathymetry // Pure and Applied Geophysics. 2019. Vol. 177, N 3. P. 1675–1693. doi:10.1007/s00024-019-02259-4
20. Rabinovich A.B., Thomson R.E. Evidence of diurnal shelf waves in satellite-tracked drifter trajectories off the Kuril Islands // Journal of Physical Oceanography. 2001. Vol. 31. P. 2650–2668. doi:10.1175/1520-0485(2001)031<2650:EODSWI>2.0.CO;2
21. Rabinovich A.B., Thomson R.E., Bograd S.J. Drifter observations of anticyclonic eddies near Bussol’ Strait, the Kuril Islands // Journal of Oceanography. 2002. Vol. 58. P. 661–671. doi:10.1023/A:1022890222516
22. Булатов Н.В., Лобанов В.Г. Исследование мезомасштабных вихрей восточнее Курильских островов по данным метеорологических спутников Земли // Исследование Земли из космоса. 1983. № 3. С. 40–47.
23. Rogachev K.A. Rapid thermohaline transition in the Pacific western subarctic and Oyashio fresh core eddies // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2000. Vol. 105, Iss. C4. P. 8513–8526. doi:10.1029/1999JC900330
24. Kaneko H., Itoh S., Kouketsu S., Okunishi T., Hosoda S., Suga T. Evolution and modulation of a poleward propagating anticyclonic eddy along the Japan and Kuril-Kamchatka trenches // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. Vol. 120. P. 4418–4440. doi:10.1002/2014JC010693
25. Prants S.V., Lobanov V.B., Budyansky M.V., Uleysky M. Yu. Lagrangian analysis of formation, structure, evolution and splitting of anticyclonic Kuril eddies // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2016. Vol. 109. P. 61–75. doi:10.1016/j.dsr.2016.01.003
26. Ефимов В.В., Рабинович А.Б. О резонансных приливных течениях и их связи с континентальными шельфовыми волнами в северо-западной части Тихого океана // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1980. Т. 16, № 10. С. 1091–1101.
27. Пранц С.В. Вихри глубоководных желобов северо-западной части Тихого океана: обзор // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57, № 4. С. 387–400. doi:10.31857/S0002351521040106
Рецензия
Для цитирования:
Гневышев В.Г., Травкин В.С., Белоненко Т.В. Топографический фактор и предельные переходы в уравнениях для субинерционных волн. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2023;16(1):8–23. https://doi.org/10.59887/fpg/92rg-6t7h-m4a2
For citation:
Gnevyshev V.G., Travkin V.S., Belonenko T.V. Topographic Factor and Limit Transitions in the Equations for Subinertial Waves. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2023;16(1):8–23. https://doi.org/10.59887/fpg/92rg-6t7h-m4a2
Просмотров:
300
Послать статью по эл. почте 