ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫ
Для воспроизведения поверхностного и внутреннего K1-приливов в Белом море используется трехмерная конечно-элементная гидростатическая модель QUODDY-4. Решение показывает, что поверхностный прилив в Белом море формируется в результате суперпозиции двух встречных волн Кельвина, а внутренний прилив, или внутренние приливные волны (ВПВ), имеет характер захваченных волн, локализованных вблизи крупномасштабных неровностей дна. Выявлены два очага генерации ВПВ. Один из них находится у выхода из Горла, другой – к северу от входа в Онежский залив. Приводятся модельные оценки средней скорости диссипации баротропной и бароклинной приливной энергии. Для Белого моря в целом первая из них контролируется горизонтальным переносом баротропной приливной энергии из Баренцева моря, вторая – взаимными преобразованиями баротропной и бароклинной приливной энергии. Скорость диссипации бароклинной приливной энергии для гармоники K1 примерно на два порядка меньше скорости диссипации баротропной приливной энергии для той же гармоники, а она на два порядка величины меньше скорости диссипации баротропной приливной энергии для гармоники M2.
Представлены результаты натурных исследований скорости и температуры в верхнем слое Черного моря в августе 2005 г. Получена информация, отражающая динамику и структуру этих полей. Показано существование внутренних волн, локализованных в пространстве замкнутых областей равной температуры и скорости в диапазоне мезомасштабов. Оценены энергетические и геометрические параметры структур различной природы в районе сезонного термоклина.
Представлены результаты измерений течений, проведенных на глубинах ниже слоя термоклина в восточной части Финского залива во второй половине июля 2010 г. Установлено, что структура циркуляции вод на рассматриваемой акватории имела в целом циклонический характер. Сравнение рассчитанных скоростей геострофической циркуляции с инструментальными измерениями течений показало качественное согласие между ними только по направлению течений. Скорость течения, по данным контактных измерений, превышала полученную динамическим методом в 2–8 раз.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
Изучается изменчивость берегов, вызванная совместным воздействием двух различных систем волн (судовых и ветровых), разнесенных по спектру, в условиях бесприливного Финского залива. Делается попытка качественно изучить воздействие на берег каждой из систем. Особое внимание уделяется двум параметрам – притоку (оттоку) наносов и изменению формы профиля, который определяется как показатель степени при аппроксимации берега степенной функцией. На основе распределений этих параметров и их изменчивости в случае как судовых, так и ветровых волн делаются выводы об особенностях воздействия тех и других волн на берег.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ГИДРОФИЗИКА
Представлен программный комплекс, предназначенный для численного моделирования распространения и трансформации внутренних гравитационных волн в Мировом океане. Приведен краткий обзор реализованных математических моделей: расширенного нелинейного эволюционного уравнения Кортевега-де Вриза с комбинированной нелинейностью, переменными коэффициентами (уравнение Гарднера), рефракционной лучевой модели. Разработанный программный комплекс является универсальным, своевременным, востребованным и единственным в своем роде для такого класса геофизических задач. Приведено описание пользовательского интерфейса и рассмотрены основные режимы работы.
Рассмотрены методы приближенного восстановления основных гидрофизических полей на основе глубоководных термохалинных измерений. Предложены методы решения нестационарных и стационарных, так называемых диагностических, задач. Предлагаемые подходы позволяют решать поставленные задачи на основе полных нелинейных систем уравнений геофизической термогидродинамики. Приведены результаты конкретных расчетов, которые выполняются с середины 1980-х годов до настоящего времени.
В настоящее время в связи с истощением запасов углеводородного сырья на суше наблюдается тенденция к освоению глубоких месторождений нефти и газа. При обустройстве таких месторождений выполняется значительное количество различных спускоподъемных операций. На основе метода статистических испытаний (метод Монте-Карло) решена задача об определении усилий при подъеме груза с большой глубины в условиях нерегулярного волнения моря. В математической модели учтены нелинейности, обусловленные рывковыми явлениями, и нелинейности сил гидродинамического сопротивления груза. Приведено сопоставление результатов с соответствующими решениями линейных задач.
ISSN 2782-5221 (Online)