Ковалев Д.П., Ковалев П.Д. «Особенности волновых процессов в районе мыса Острый, юго-восточное побережье о. Сахалин» Экологические системы и приборы, № 10, с. 3-14 (2023)

С использованием пяти автономных измерителей волнения АРВ–10 получены временные серии наблюдений с секундной дискретностью за колебаниями уровня моря на разных расстояниях от берега в акватории в районе м. Острый, юго-восточное побережье о. Сахалин. Проведено изучение волнового поля с акцентом на диапазон волн зыби и инфрагравитационных (ИГ) волн. Расчет периодов сейшей показал, что в исследуемой акватории отсутствуют условия для возбуждения сейшей с периодами пиков обнаруженных в спектрах. Волновые процессы в диапазоне периодов колебаний уровня моря от 15 минут до 3,5 часов, как показывает модельный расчет, являются шельфовыми сейшами. В диапазоне ИГ волн 0,5–10 мин обнаружены хорошо выраженные волновые процессы, когерентность между которыми для разных пар приборов превышает доверительный уровень, а рост фазы с уменьшением периода колебаний указывает на распространение волн в направлении попрек берега. Отмечена особенность изменения энергии обнаруженных волновых процессов, заключающаяся в том, что соотношение энергии колебаний для разных приборов и периодов различно. Проведено модельное исследование вдольбереговой структуры краевых волн с использованием дисперсионного соотношения Урселла. Показано, что для обнаруженных пиков в спектрах для диапазона 0,5–10 мин всех приборов возможно существование краевых волн нулевых мод, которые могут быть ответственны за формирование ритмических форм рельефа в прибрежной зоне южнее м. Острый. Дано объяснение замеченной особенности изменения соотношений энергии спектральных пиков с помощью рассчитанного прибрежного поперечного профиля отраженных нормально падающих на берег ИГ волн, который приблизительно описывается функцией Бесселя первого рода нулевого порядка. Профиль таких волн существенно зависит от их периода и поперечные размеры существенно меньше, чем для краевых волн. Показано, что спектры колебаний уровня в диапазоне ветровых волн и зыби достаточно сглаженные и не содержат существенно выраженных подъемов энергии. Ключевые слова: зыбь, инфрагравитационные волны, сейши, краевые волны.

Епифанов С.А., Епифанова А.С., Куркина О.Е. «Оценки поля давления, индуцированного длинными внутренними волнами, в рамках слабонелинейной теории» Экологические системы и приборы, № 10, с. 67-78 (2023)

Определение полей орбитальной скорости частиц жидкости и динамического давления при прохождении внутренних волн, особенно пиковых значений этих величин и их временной изменчивости, важно для оценок воздействия интенсивных регулярных и нерегулярных волн на препятствия, инженерные сооружения и рельеф дна. В традиционных подходах к анализу динамики внутренних волн для получения эволюционных уравнений для скорости или смещения пикноклина обычно исключаются и не рассматриваются поля плотности и волнового давления. В нашем исследовании, основанном на слабонелинейной теории длинных внутренних волн, ряды для изменения волнового давления получены в явном виде, а поправки к давлению в разных порядках слабонелинейной теории выражаются через смещение пикноклина, поскольку большинство существующих моделей внутренних волн ориентированы на расчет функции η(z, x, t) (вертикальное смещение изоповерхности плотности, соответствующей фиксированному значению плотности в невозмущенном состоянии на некотором заранее выбранном горизонте). Это позволяет объединить в единой численной модели как расчеты поля смещений изопикнических поверхностей, так и моделирование изменений давления, вызванных внутренними волнами. Проведено исследование пространственной структуры волнового динамического давления при прохождении стационарных внутренних волновых возмущений в двухслойной жидкости. Ключевые слова: внутренние волны, двухслойная жидкость, уравнение Кортевега–де Вриза, динамическое давление.