Храпченков Федор Фомич

На основе инструментальных и спутниковых наблюдений рассмотрены характерные особенности локального апвеллинга, наблюдавшегося в октябре 2011 г. в юго-западной части залива Петра Великого Японского моря. Анализ данных натурных измерений и их сравнение с результатами моделирования развития апвеллинга выявили, что пространственный и временной масштаб явления определялся силой, продолжительностью и направлением воздействующего ветра. Неоднородность поля скорости ветра, тесно связанная с особенностями береговой орографии, приводит к усилению апвеллинга у некоторых частей побережья и формированию температурных фронтов и струй холодной воды, поперечных основному течению, идущему вдоль шельфа.

Одним из наиболее ярко выраженных проявлений волновых процессов в океане является внутренний бор, регулярно наблюдаемый в стратифицированных по плотности прибрежных водах в виде резкого вертикального смещения пикноклина с генерацией на фронте возмущения цуга внутренних волн большой амплитуды. Результаты наблюдения внутреннего волнового бора в прибрежной зоне Японского моря с помощью вертикальных цепочек термисторов интерпретированы с использованием математических моделей мелкой воды, в которых учитывается влияние нелинейности и дисперсии на распространение пакетов внутренних волн. В рамках теории многослойной мелкой воды решена задача о трансформации уединенной волны во внутренний бор и показана возможность восстановления пространственно-временной картины течения при прохождении внутреннего бора на участке между соседними экспериментальными донными станциями.

Продолжены наблюдения за проявлением внутренних волн в поле температуры и течений в прибрежной зоне залива Посьет Японского моря. Рассмотрена проблема распространения внутренних волн в прибрежной зоне. На основе математической модели трехслойной мелкой воды построены решения, описывающие эволюцию нелинейных волн над шельфом. Анализ полученных решений дает возможность установить основные закономерности трансформации уединенных волн и нелинейных волновых пакетов большой амплитуды в шельфовой зоне моря. Проанализированы новые возможности применения аналитических и численных решений для интерпретации натурных экспериментов.

На основе многолетнего мониторинга нелинейных внутренних волн в шельфовой зоне Японского моря выявлены их основные особенности распространения и разрушения в зависимости от структуры летнего термоклина. В результате применения нелинейных уравнений многослойной мелкой воды в приближении Буссинеска для моделирования нестационарных гидрофизических процессов в шельфовой зоне приливного моря выполнен расчет вертикального распределения температуры и горизонтальной компоненты скорости вдоль прямолинейной трассы на основе данных о вариации температуры на заданных горизонтах, полученных на одной из донных станций. Результаты численного моделирования верифицированы с использованием данных других контрольных станций, расположенных вдоль рассматриваемой трассы. Показано, что многослойная модель качественно воспроизводит структуру наблюдаемого волнового пакета, а уравнения двухслойного течения описывают динамику центральной части термоклина даже в том случае, когда стратификация существенно отличается от двухслойной. Сравнение результатов расчета с натурными данными позволяет сделать вывод о том, что гипотеза о квазидвумерном характере течения на шельфе, лежащая в основе применяемого подхода, соответствует реальности.