Луньков А.А., Петников В.Г., Hwung Hwung-Hweng, Wang Yu-Huai, Yang Ray-Yeng «Частотные смещения интерференционной структуры звуковых полей в мелком море, обусловленные солитоноподобными внутренними волнами второй моды» Акустический журнал, 59, № 1, с. 77-85 (2013)

В рамках численного моделирования проанализировано влияние внутреннего солитона второй гравитационной моды на распространение низкочастотного звука на океанском шельфе. При моделировании использовались данные натурного эксперимента на шельфе Южно-Китайского моря около атолла Донгша, где указанные солитоны были зарегистрированы с помощью вертикальных стационарных термисторных цепочек. При расчетах учитывался эффект горизонтальной рефракции звуковых волн. Предполагалось, что стационарная акустическая трасса ориентирована поперек преимущественного направления распространения внутренних волн. Результаты моделирования показали, что одни моды звукового поля фокусируются, а другие дефокусируются, когда солитон пересекает стационарную трассу. Продемонстрировано, что параметры солитона могут быть адекватно определены по частотным смещениям интерференционной структуры звукового поля. В то же время подобная оценка параметров возможна только при ограниченной длине стационарной трассы, когда эффекты, связанные с горизонтальной рефракцией, проявляются слабо. DOI: 10.7868/S0320791912060093

Мельникова О.Н., Показеев К.В. «Увеличение глубин проникновения волновых колебаний в толщу воды при усилении волн ветром» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 5, с. 85-87 (2010)

Экспериментально исследовано проникновение нелинейных ветровых волн в глубину жидкости в лабораторном канале. Найдено, что амплитуда нелинейных волн на глубокой воде определяется только крутизной волны на глубине, нормированной на длину волны. Предлагается выражение, связывающее рост массы волн с величиной крутизны волны.

Каган Б.А., Софьина Е.В. «Пространственная структура приливной волны М₂ в районе Канадского Арктического архипелага» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 48, № 2, с. 267-280 (2012)

Для воспроизведения динамики и энергетики поверхностного М₂ прилива используется трехмерная конечно-элементная гидростатическая модель QUODDY-4. Особое внимание уделяется сопоставлению наблюдаемых и предсказываемых значений амплитуд и фаз приливных колебаний уровня и параметров эллипсов (большой полуоси и эксцентриситета) баротропной составляющей скорости приливного течения. Приводятся их распределения и распределения средних (за приливный цикл) значений плотности, горизонтального переноса и скорости диссипации баротропной приливной энергии. Показано, что по сравнению с Мировым океаном Канадский Арктический архипелаг является значительно менее эффективным диссипатором баротропной приливной энергии.

Морозов Е.Г., Марченко А.В. «Короткопериодные внутренние волны в арктическом фиорде (Шпицберген)» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 48, № 4, с. 453-460 (2012)

Рассмотрены измерения температуры и солености в диапазоне частот короткопериодных внутренних волн. Измерения проводились во фиорде Ван-Майен (Шпицберген). Доминирующие периоды короткопериодных внутренних волн составляют несколько минут. Они соответствуют внутренней волне с безразмерным волновым числом 1/2. Генерация короткопериодных внутренних волн определяется внешним воздействием за счет ветра и приливов. Зимой, когда поверхность фиорда покрыта льдом, ветровое напряжение не передается внутренним колебаниям и спектральный уровень внутренних волн уменьшается.

Каган Б.А., Тимофеев А.А., Рашиди Э.Х.А. «Влияние пространственной неоднородности коэффициента сопротивления на динамику приливной волны M₂ в Белом море» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 48, № 4, с. 487-500 (2012)

Для отыскания изменений динамики поверхностного M₂ прилива в Белом море, создаваемых пространственной неоднородностью коэффициента сопротивления, используется модифицированная версия трехмерной конечно-элементной гидростатической модели QUODDY-4. Она отличается от первоначальной версии введением модуля, обеспечивающего определение коэффициента сопротивления в придонном пограничном слое (ППС). Коэффициент сопротивления находится из законов сопротивления для осциллирующего вращающегося турбулентного ППС над гидродинамически шероховатой и неполностью шероховатой (гладко-шероховатой) подстилающими поверхностями, описывающими зависимость коэффициента сопротивления и других интегральных характеристик сопротивления от безразмерных параметров подобия – числа Россби морского дна Ro, потокового числа Рейнольдса Re и относительной (нормированной на приливную частоту) инерционной частоты f/σ. Показано, что учет пространственной неоднородности коэффициента сопротивления не приводит к большим изменениям приливных характеристик. Они получаются в несколько раз большими погрешностей инструментальных измерений уровня и скорости, но меньшими ошибок их расчета.

Долин Л.С., Долина И.С., Савельев В.А. «Лидарный метод определения характеристик внутренних волн» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 48, № 4, с. 501-511 (2012)

Разработана аналитическая модель лидарного изображения пикноклинных внутренних волн (ВВ). Показано, что изображение ВВ представляет собой суперпозицию двух изображений – отражательного и теневого. В первом из них отображаются возмущения профиля показателя обратного рассеяния света в поле ВВ, а во втором – возмущения оптической толщины водного слоя, в котором внутренняя волна нарушила горизонтальную однородность оптических характеристик. Предложены алгоритмы восстановления поля ВВ по этим изображениям. Показано, что теневое изображение, в отличие от отражательного, не чувствительно к тонким деталям профилей гидрооптических характеристик и может быть использовано для определения параметров ВВ на основе очень грубых данных об оптических свойствах воды. На примере Баренцева моря с привлечением реальных, одновременно измеренных профилей плотности воды и показателя ослабления света продемонстрирована возможность определения модового состава, длины и амплитуды мод ВВ по их лидарным изображениям.

Мольков А.А., Долин Л.С. «Определение характеристик ветрового волнения по подводному изображению морской поверхности» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 48, № 5, с. 617-630 (2012)

Исследованы возможности диагностики ветрового волнения с помощью средств подводного видения. Разработана модель изображения взволнованной морской поверхности, наблюдаемой из-под воды в условиях естественного освещения. Показано, что статистическая обработка изображения солнечной дорожки, которая образуется в результате преломления прямого света Солнца на морской поверхности, позволяет определять не только дисперсии уклонов и кривизны поверхности, но и коэффициент пространственной корреляции уклонов. Приведены алгоритмы определения характеристик волнения по солнечной дорожке и результаты их апробации с использованием данных численного и натурного экспериментов. Установлено, что вблизи границы круга Снеллиуса – подводного изображения небосвода, контрастно отображаются волны даже очень малой амплитуды.

Талипова Т.Г., Пелиновский Е.Н. «Трансформация внутренних волн над неровным дном: аналитические результаты» Океанология, 51, № 4, с. 621-626 (2011)

Трансформация внутренних волн на океанском шельфе переменной глубины исследуется аналитически в рамках линейной теории двухслойного потока. Показано, что при определенном характере изменения глубины внутренняя волна распространяется без отражения от откоса, даже если он достаточно крутой. Исследованы свойства таких бегущих волн: их форма и структура течения в верхнем и нижнем слоях. Рассмотрен процесс трансформации волны, приходящей из открытого океана, где глубина предполагается постоянной. Показано, что на кромке шельфа волна трансформируется, а при дальнейшем распространении по шельфу не меняет своей формы во времени. Рассчитана высота и форма внутренней волны на границе перехода двухслойного потока в однослойный. Обсуждаются приложения развитой аналитической теории к оценке характера трансформации внутренних волн на реальных шельфах.

Зимин А.В. «Внутренние волны на шельфе Белого моря по данным натурных наблюдений» Океанология, 51, № 6, с. 16-25 (2011)

На основании обработки экспериментальных данных, полученных летом 2010 г., анализируются характеристики интенсивных внутренних волн (ИВВ) и их связь с баротропным приливом. Показано, что ИВВ обладают значительной нелинейностью, их высота может достигать половины глубины моря, период – десятков минут. Оценен вклад ИВВ в вертикальный обмен.

Чубаренко Б.В., Лейцина Л.В., Есюкова Е.Е., Куренной Д.Н. «Модельный анализ полей течений и волнения в Вислинском заливе Балтийского моря» Океанология, 52, № 6, с. 811-817 (2012)

Рассматриваются результаты численного моделирования формирования устойчивой структуры ветровых течений и ветрового волнения при воздействии на Вислинский залив продолжительного постоянного ветра. Выявлено, что структура течений в мелководном заливе существенно трехмерна – у берегов направление течений определяется направлением ветра и простиранием линии берега, а в глубоких частях возникает двухслойная структура (течение сонаправлено с ветром в верхнем слое, а компенсационные потоки на глубине направлены в сторону, обратную скорости ветра). До скоростей ветра 6–8 м/c поверхностное волнение зависит от скорости ветра, длины разгона волн и глубины места, по мере усиления ветра зависимость от длины разгона исчезает, высоты волн определяются только величиной ветра, а для штормовых ситуаций с силой ветра более 15 м/с поле волнения определяется только глубиной.

Белогорцев А.С., Рыбак С.А., Серебряный А.Н. «Нелинейные внутренние волны второй моды над наклонным дном» Акустический журнал, 59, № 1, с. 70-76 (2013)

Обсуждаются особенности распространения внутренних волн второй моды над наклонным дном на основе численного моделирования в рамках модели уравнения Кортевега–де Вриза. Проводится сравнение процессов трансформации солитонов внутренних волн первой и второй моды при распространении над наклонным дном в одинаковых условиях фоновой гидрологии среды Южно-Китайского моря. Рассматриваются волны второй моды "растяжения" и "сжатия" и показывается реальная возможность их перехода из первого состояния во второе при распространении из глубоководных районов на шельф – аналог эффекта смены полярности амплитуд, известного ранее у внутренних волн первой моды. DOI: 10.7868/S0320791913010048