Опубликовано: 2 мая 2024 г.
Метки: научная периодика МГИ
Вышел в свет первый номер «Морского гидрофизического журнала» и его переводной англоязычной версии Physical Oceanography
В свежем номере в разделе термогидродинамики океана и атмосферы рассматриваются новые конечно-разностные аппроксимации уравнения потенциальной завихренности, особенности генерации внутренних волн на сдвиговом течении, результаты лабораторного эксперимента по влиянию подводного хребта на перемещение антициклонических вихрей над наклонным дном. Для экспериментальных исследований физики моря предложен новый способ определения спектрального поглощения света в морской среде. Черноморская тематика представлена исследованиями отношения концентраций бериллия-7 в дождевых осадках и атмосфере Севастопольского региона, распределения кислорода и сероводорода в глубоководной части Черного моря по экспедиционным данным 2017–2019 гг. Выполнено тематическое исследование экстремального черноморского шторма в ноябре 2023 г. на основе математического моделирования, данных контактных и спутниковых наблюдений. Для других районов Мирового океана описаны межгодовые изменения солености верхнего 1000-метрового слоя зоны северо-западной части Тихого океана, волновая природа годовых колебаний уровня Балтийского моря, влияние апвеллинга на распределение хлорофилла a в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики в летний период.
Содержание номера:
ТЕРМОГИДРОДИНАМИКА ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
Демышев С. Г. Конечно-разностная аппроксимация уравнения потенциальной завихренности для стратифицированной несжимаемой жидкости и пример его использования при расчете циркуляции Черного моря. Часть I. Дифференциально-разностное уравнение потенциальной завихренности идеальной жидкости
Выведены дискретные уравнения абсолютного вихря скорости и уравнение потенциальной завихренности, которые являются точным следствием конечно-разностной постановки. Уравнение потенциальной завихренности имеет дивергентный вид, двумерные аналоги уравнения вихря на плоскостях (x, y), (y, z), (x, z) обладают двумя квадратичными инвариантами, что обеспечивает сохранение среднего волнового числа. Полученные разностные схемы повышают устойчивость решения и позволяют более точно воспроизводить физику моделируемых процессов.
Слепышев А. А., Анкудинов Н. О. Генерация вертикальной тонкой структуры внутренними волнами на сдвиговом течении
Вертикальная тонкая структура полей температуры и солености в морской среде – весьма загадочный объект, не нашедший пока достаточно полного объяснения. В статье предлагается механизм формирования вертикальной тонкой структуры инерционно-гравитационными внутренними волнами при наличии средних течений. Волны продуцируют вертикальные потоки массы, которые и приводят к генерации тонкой структуры.
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ОКЕАНА
Ли М. Е., Шибанов Е. Б. Новый способ определения спектрального поглощения света в море
Определение спектрального поглощения света в море всегда сталкивается с трудностями сбора на приемном устройстве одновременно лучей, прошедших определенное расстояние в среде после поглощения, и всех рассеянных на этом пути фотонов. В применяющихся в настоящее время методах с использованием кварцевой цилиндрической кюветы сбор всех рассеянных лучей осуществить не удается, поэтому приходится учитывать влияние потерянных фотонов путем теоретической коррекции значений. В статье описан новый способ определения спектрального поглощения света морской водой в конической кювете из кварцевого стекла с внешним зеркальным конусом, который впервые позволил собрать в приемнике все рассеянные в среде лучи и тем самым не только исключить их сильное влияние на определение поглощения света в море, но и отказаться от необходимости проводить коррекцию данных путем теоретического моделирования.
Ростов И. Д., Дмитриева Е. В. Межгодовые изменения солености верхнего 1000-метрового слоя внетропической зоны северо-западной части Тихого океана в условиях интенсификации глобального гидрологического цикла
В статье рассматриваются современные тенденции межгодовых изменений солености и солесодержания в верхнем 1000-метровом слое внетропической зоны северо-западной части Тихого океана и их связи с крупномасштабными и региональными процессами в океане и атмосфере за два последних десятилетия современного периода глобального потепления. Проведенные исследования позволили выявить и охарактеризовать региональные пространственно-временные особенности ускоренных изменений солености в условиях современной фазы потепления, сопровождающегося интенсификацией глобального и местных гидрологических циклов. Дана оценка количественных характеристик отмеченных тенденций и их статистической значимости. В целом по акватории прослеживается тенденция к постепенному уменьшению средних значений солености у поверхности и опреснению вод верхнего 1000-метрового слоя, которая сопровождалась приростом теплосодержания вод этого слоя на 3 %.
Захарчук Е. А., Сухачев В. Н., Тихонова Н. А. Волновая природа и модуляция годовых колебаний уровня Балтийского моря
Впервые для Балтийского моря годовые колебания в поле уровня моря идентифицируются как волновой амплитудно-модулированный процесс. На основе анализа спутниковых альтиметрических данных оценены характеристики годовых волн, которые на большей акватории моря хорошо согласуются с параметрами внутренних волн Кельвина и только на юго-западе моря в редких случаях пересекаются с теоретическими дисперсионными кривыми бароклинных топографических волн Россби. Причины амплитудной модуляции годовых волн в поле уровня моря связываются с влиянием колебаний с периодами 352, 374 и 379 суток, которые выделяются в виде небольших, но значимых амплитудных максимумов в спектрах ряда Фурье уровня моря, скорости ветра и атмосферного давления.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Капустина М. В., Зимин А. В. Влияние апвеллинга на распределение хлорофилла a в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики в летний период 2000–2019 годов
По данным о характеристиках апвеллингов и спутниковых наблюдений концентрации хлорофилла а в прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики за июнь – август 2000–2019 гг. оценено влияние событий подъема вод на концентрацию хлорофилла а в поверхностном слое моря. Установлено, что апвеллинги приводят к снижению концентрации хлорофилла а в прибрежной зоне более чем на 1 мг/м3, которое наблюдается также в недельный период после окончания апвеллинга.
Кременчуцкий Д. А. Временная изменчивость отношения концентраций бериллия-7 в дождевых осадках и в атмосфере в Севастопольском регионе
Чтобы оценить поток вещества из атмосферы с дождевыми осадками, могут быть использованы несколько параметров. Настоящее исследование посвящено одному из них, рассчитываемому как отношение концентрации бериллия-7 в дождевых осадках к его концентрации в атмосфере. В работе представлен анализ многолетней изменчивости осредненных за сезон и за год величин отношения концентраций и их взаимосвязь с параметрами осадков – количеством и частотой. По результатам исследования делается вывод о возможности использования данных о количестве и частоте выпадения осадков для параметризации величины отношения концентраций.
Кондратьев С. И., Масевич А. В. Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в глубоководной части Черного моря по экспедиционным данным 2017–2019 годов
Статья посвящена анализу результатов экспедиционных исследований положения границ кислородной и сероводородной зон Черного моря. Поднятие этих границ может негативно сказаться на жизнедеятельности организмов и экологическом состоянии морской среды.
Зацепин А. Г., Елкин Д. Н. Влияние подводного хребта на перемещение антициклонических вихрей над наклонным дном под действием топографического бета-эффекта: лабораторный эксперимент
Вследствие того, что Основное Черноморское течение обтекает Крымский полуостров, к западу от полуострова образуется мезомасштабный антициклонический вихрь, который называется Севастопольским. В северо-западной части Черного моря находится подводный хребет, образованный локальным поднятием морского дна между двумя каньонами – палеоруслом Дуная и палеоруслом Западного Днепра. При перемещении вихря через хребет значительно уменьшаются его скорость перемещения и орбитальная скорость. Проведенные лабораторные эксперименты подтверждают натурные наблюдения.
СПУТНИКОВАЯ ГИДРОФИЗИКА
Плотников Е. В., Козлов И. Е., Жук Е. В., Марченко А. В. Применение спутниковых радиолокационных измерений Sentinel-1A/B для оценки дрейфа морского льда в прикромочной зоне Арктики
Рассмотрены особенности реализации метода максимальной кросс-корреляции для восстановления полей дрейфа морского льда по парам спутниковых изображений. Расчетная схема проиллюстрирована c использованием двух снимков Sentinel-1A/B в радиолокационном диапазоне с разрешением 40 метров.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МОРСКИХ СИСТЕМ
Дулов В. А., Юровская М. В., Фомин В. В., Шокуров М. В., Юровский Ю. Ю., Барабанов В. С., Гармашов А. В. Экстремальный черноморский шторм в ноябре 2023 года
Тематическое исследование резонансного экстремального шторма в ноябре 2023 г. на Черном море представило детальную картину развития шторма в терминах полей физических характеристик волн – высот значительных волн, направлений и периодов волн спектрального пика. Расчет атмосферных полей был выполнен с помощью модели WRF, расчет волновых полей – с помощью модели SWAN. Результаты расчетов согласуются с данными, полученными с океанографической платформы МГИ РАН, спутниковых альтиметров, волнового скаттерометра CFOSAT SWIM и радаров с синтезированием апертуры.