Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Пространственно-временные особенности интрузионного процесса формирования тонкой структуры вод океана

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Пространственно-временные особенности интрузионного процесса формирования тонкой структуры вод океана"

Российская Академия наук

На правах рукописи ЛОЖКИН АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕШИЫЕ ОСОБЕННОСТИ ШИРУЗМОННОГО ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ВОД ОКЕАНА

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени ■кандидата физико-математических наук

-// (9 (Р. О Л

Москва-1994

Работа выполнена в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН. ,

Научные руководители:

доктор физико-математических наук А.М.Кудин кацдидат физико-математических, наук Т.О.Абрамян

Официальные сшонентн:

доктор физико-математических наук В.М.КурОас (ИО РАН) кандидат физико-математических наук Г.Н.Вишняков (ВНИИОФИ)

Ведущая организация- Институт Прикладной Физики РАН.

Защита диссертации состоится " "_ 1994г.

_час._мин. на'заседании Специализированного Совета

Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН

Москва, 117218 , ул. Красикова, д.23 ;

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Института

Автореферат разослан " /О 1994г.

Ученый секретарь Специализированного

Совета С.Г. Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш.

.Повсеместно регистрируемая тонкая структура гидрофизических полей, является следствием процессов обмена теплом, солью и импульсом в стратифицированной среде океана. Будучи звеном единой цепи каскадной передачи энергии в океане между синоптическими, мезо-маситабами с одной стороны и микроструктурой с другой, тонкая структура в значительной степени определяет пространственно -временные закономерности этого процесса.

Одним из основных процессов приводящих я образованию тонкой структуры является процесс перемешивания, и .последующий коллапс областей перемешивания в стратифицированной среде океана.

Существующие в настоящее время теоретические и экспериментальные модели эволюции перемешанных областей рассматривают их как единичные, однородные либо ¿шнейзостраткйщировгнные области, колдапсируидиэ в безграничной стратифицированной среде. В тохе время, многочисленные лабораторые эксперименты по импульсного возбуждению турбулентности в стратифицированной среда показывает, что, как правило, в результате перемешивания образуются слонно-стратафдарованвне области, состоящие из совокупности близкорасположенных, различно ориентированных в пространстве пятен частично или полностьв перемешанной яидкости. -Процесс коллапса таких областей ■ с учетом гидродинамического взаимодействия составляющих их объемов в настоящее время теоретически и экспериментально практически не изучен.

Нэ менее важным представляется и практическая значимость изучения этого процесса. Так, например, необходимость решения экологических проблем морских акваторий , требует разработки моделей эволюции областей загрезнения водной среды, возникавдих в результате воздействия различных естественных и антропогенных факторов. Как правило эти воздействия сопровоядаются процессии перемешивания различной степени интенсивности. Динамика гидродинамически нейтральной примеси, которой являются загрязняадие вещества определяется кроме адвекцией и турбулентной диффузией, и собственной динамикой перемешанной области..

Исследование пространственно-временных особенностей интрузи-онного процесса в натурных условиях, связано часто с неразрешимыми трудностями: в реальном океане большинство процессов, приводящих к образованию элементов тонкой структуры и влиящих на их динамику,

дзйствует практически однопрэкенно, перекрывая друг друга по прос транству и врзглевн. Это подчас исключает' возможность выделки?; влияния какдого из присутствующих механизмов на процесс оЗрг:?о ваьйя тонкой структуры. К тому кз, исследования.в натурных, уело-г>: ях емэвт ряд принципиальных недостатков связанна с шсовзриоас? вон методакп проведения измерений; Лабораторный зксперимеы*' позво ляэт-'КДШИЕВ фоновые помехи, исследовать каздгй из возгош^з: ханкзьов в отдельности в строго коетройфу&яа условиях, Злата-тэльпш,; достоинство;,: лабораторного экспоршеата является взвези-нос-ть щшздвсияя назболвэ иифорштЕвзых нвконзгехгвшс методов те сжодоеааья в реальной врапэни процесса, таких как, папт/эл-ц го-лэграЗяческай пытерфороштр^я, оптическая то;логрсф:1л к т.д.

Тг-зсд обрасок, лабораторное исследование процесса фэржтаслзь токкой структура вод океана в результата кодказез цэ,'.

пел пг.тэн шрекаианвей гкдаости, получекао прис^т-жз очого сло:;:о-го иктрузионногс процесса к его даншалэегт* еи-адаЯ, явдюгш актуальной пройлшой совракошой океанологии.

Г/лн взаааэдэйстаия пятен пзремеиашой жхоста в рплдаосе коллапса одево определить исходя нз вошзяюго их распадок, юш I пространстве огаэсаммы» друг друга, а иыенпо:

1. Горюсп^алъное взакиодейетвла пятой. Пш нулевой хак^у-чэсти паходяа^ол на одном уровне .равновесной хкотпогга (р<- ~рз).

2. Еэр:;..::.-гкоэ взаимодействие пятая, пькыцше обдул ¿ирш-каяьауа ось сж:,;этрал, распроотрашшд>о;ся по раеяявыа раьлоьзе-

уровням (вертикальный пакет пятен), (р1<рз<.....<рп).

3. Бза^юдвЧствга пятен не тагдке обадй вэрязкешюй осп кадитрла " распространяющихся навстрочу друг другу по разгачонк равновесии уровням.'

Шли и задача; исследования.

Польз работа является лабораторное, исследование прострапст-вгано-врзмэнных особенностей процесса коллапса взаимодействуй^ различно ориентированных в пространстве перекопанных объемов.

Основные задачи исследования заклинались:

1. в Есслэдов&каи пространственно -временных характеристик процесса коллапса ступенчато- стратифицированной области (вертикального пакета перекаленных пятен ) в линейно стратпфщпрованноа среде

2. в исследовании динамики поля плотности в области рзспрост-

з

анания а), единичной интрузии, б), вертикального пакета пятен еремешанной кидкости, в), интрузий распространяющихся по различим горизонтам навстречу друг другу.

3. в применении результатов .лабораторных экспериментов при втурном изучении интрузионных форм образования тонкой структуры ¡од океана.

Основные научные результаты. Основные научные результаты, ¡риве денные в диссертации, состоят, в следующем:

1. Исследован процесс коллапса вертикального пакета пятен, мевщего среднюю стратификацию отличную от фоновой. Показано, что 1ри монотонном развитии периферийных интрузий на всем временном штврвале наблюдений (со скоростями близкими к скоростям соотве.т-зтвукдих ем по объему единичных пятен), динамика центральной штрузиа (или нескольких центральных при колнчествэ пятен в пакете 5олее трех) имеет следующие характерные особенности:

При ОТ <20 (Н-начальная• частота В'яйсяля внешней стратифицированной ерэда, г-время) размера центральной интрузии значительно превышают размеры перефзргнпнх и единичных интрузий того-ке объема. К Н-ГЗО, распространение центральной интрузии приостанавливается и при 30<К1;<100 наблюдается явление, названное "ангиколлап-сом"- подтягивание центральной интрузии, достигающее ~50й от ее ; дайны при Ш~30. При МЯОО возобновляется распространение центральных интрузий, практически достигащих (при "Х~300) размеров периферийных.

2. С помодао метода топографической интерферометрии, получено качественное объяснение физического механизма, сшредедяяцего,закономерности эволюции вертикального пакета перемеванннх пятен, которое сводится к следующему. На начальных' стадиях коллапса динамика • центрального языка пакета определяется избыточным горизонтальным градиентом дазления, создаваемым вертикальным пакетом, как единой плотностной нводнородностыо. Обладающие запасом плавучести, периферийные пятна, выходя на равновесные уровни плотности, совершают относительно них как минимум одно колебание. Ироскакававие" периферийными пятнами уровней равновесной плотности (при нг~30) приводит к тому, что средний по пакету пятен градиент плотности становится больше величины низшей стратификации, что и"вызывает "ав-тиколлапс" центральной ^штрузии пакета, продолЕаицийся до момента возвращения центров масс периферийных пятен на равновесные уровни 0«~Т5). С этого момента каждое из составляющих пакет пятен раз-

вивается практически по законам динамики единичных интрузий.

3.Исследована динамика'поля плотности в области распространения единичных интрузии и вертикального пакета пятен в линейностра-тифицированной среде. Получении автомодельные зависимости относительных частот Вяйсяля (аналогов чисел Кокса) для границ (высокоградиентных прослоек) и квазиоднородного слоя единичных интрузий от времени и. начальных условий формирования перемешанной области (ее характерного размера и величины фоновой стратификации). Показано, что на вязкой стадии эволюции вертикальный градент плотности на границах интрузий как единичных, так и составляющих вертикальный пакет, превосходит фоновое значение меньше чем на порядок и не зависит от начального размера перемешанной области.

4. Обнаружено, что при динамическом взаимодействии пятен распространявдихся навстречу друг другу по различным горизонтам г

где Ь-текущий вертикальный размер пятен), в вертикальном зазоре между пятнами величина градиента плотности может на порядок превышать начальные фоновые значения.

5. На основании полученных результатов предложен новый классификационный признак механизмов формирования элементов тонкой структуры вод океана и их динамического состояния по данным СТ®— зондирования: превышение локальной величины . градиента поля плотности в прослойке среднего значения более чем на порядок .свидетельствует о. присутствии динамической фазы встречного взаимодействия.

6. Получено уравнение, описывающее вероятностную структуру степени перемешанности квазиоднородных пятен. Проведены специальные лабораторные эксперименты по определению констант функциональных зависимостей, входящих в теоретической описание. На основании натурных экспериментальных данных по выделению пятен в различных районах Мирового океана показано качественное согласие полученных натурных гистограмм с теоретически предсказанной формой распределения степени перемешанности внутри пятен.

г .

■ Научная новизна исследований, достоверность полученных результатов и научных выводов..

Лабораторные исследвания,' выполненные в диссертации, привели к ряду принципиально новых результатов, основными из которых, можно считать следующие:

I. Показано, что в процессе коллапса различно ориентированных

! пространстве пятен перемешанной жидкости их взаимодействие жазывает существенное влияние на закономерности динамшш линейных шмеров и в некоторых случаях плотносзных характеристик кавдого ттна.

2. Впервые выявлена ранее неизвестная стадия эволщии ступен-тто-стратифицированннх областей в стратифицированной среде (стадия "антиколлапса" центральных интрузий), которая затек была обнаружена и в натурных условиях. С помощью методов топографической штерферометрии получено объяснение физического механизма, приво-шцего к значительным колебаниям горизонтальных размеров центральных интрузий.

3. Впервые исследована динамика поля плотности в области распространения единичных, взаимодействующих, различноориентированных з пространстве пятен перемешанной жидкости. Получен критериальный зризнак (по закономерностям распределения поля, вертикальных градиентов плотности) динамического состояния и типа взаимодействия антрузионных объемов.

Научные вывода, полученные по экспериментальным дайным, обеспечены использованием результатов измерений калиброванными приборами с необходимым контролем их тарировочных характеристик. -Статистическая обработка основывалась на обеспеченных выборках анализируемых данных, что позволило получить достоверные статистические оценки характеристик. ' '

Практическая значимость работы. Результаты работы имеют важное значение для понимания процессов формирования тонкой структуры вод океана, процессов эволюции перемешанных областей, а также энергетического и массообмена нлотностных неоднородностей с окружающей водной средой в ходе их эволщии. Модельные представления опи-сыващие динамику линейных размеров ступенчато-стратифицированных областей (вертикальных пакетов перемешанных пятен) и закономерности деформации поля плотности в области распространения взаимодействующих интрузий позволяют на качественно новом уровне совершенствовать методику классификации форм товкоструктурных неоднородностей.

Предложенная модель эволщии вертикального пакета пятен перемешанной жидкости в стратифицированной среде нашла практическое подтверждение при интерпретации данных акустического зондирования плотностной неоднородности искусственно созданной -з морской среде.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке

G

и совершенствовании моделей эволюции областей загрязнения морских акваторий, и тем самым способствовать совершенствованию методов прогноза экологической ситуации, например, при нормативных сбросах сточных вод, аварийных ситуациях.

■Личный вклад автора и публикация результатов работы.

- ■ . Диссертационная работа является результатом обобщения цикла лабораторных экспериментальных исследований автора, выполненных в Институте геохимии и аналитической химии РАН. Непосредственно автором созданы' все используемые лабораторные установки, в том числе и с использованием метода голографической интерферометрии. Проведение экспериментов и вся обработка экспериментальных даннах-(включэя первичную) производилось лично автором.' Анализ интерфе-рограмм проводился по оригинальным методикам, разработанным автором. Автор принимал участие в разработке программ ряда натурных экспериментов по изучению эволюции областей перемэшашой кидкостк, осуществлял обработку, анализ и теоретическую интерпретацию получении. результатов.

Основные результаты исследований, полученные в диссертации опубликованы в 9 научвых работах, список которых приведен в коецэ автореферата.

Апробация -р'-Дэты- Результаты, полученные в диссертации бшш доложены и обсуэдевн на I Всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений" (Саласшлс, 1988), всесоюзном сешнарэ "Измерения в потоках. Методы, аппаратура и применение". (Москва, 1990), на I Всесоюзной конференции "Оптические методы исследования потоков" (Новосибирск 1931), II Всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений" Канев, 1991г., шздународной конференции "Проблемы Черного моря" (Севастополь 1992), семинарах ГЕОХИ РАН, ИО РАН, ИГИ УАН (в 1990-1993Г.Г.), 17 General Assembly of Europian Geophysical Society (Edinburgh. 1992), 9th International Pollution Engineering Exhibition (Paris 1993).

II. СТРУКТУРА И СОДЕЕЕ&НИЕ РАБОТЫ

■ Диссертационная работа . состоит из'введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Она содержат страниц машинописного текста (без рисунков) и рисунка. Спи-

сок литературы содержит назвзний, в том числе иностранных.

Во введении обосновывается выбор теш диссертационной работы, определены ее цель/ задачи, научная новизна, практическая значимость.4

ГЛАВА I СВОЙСТВА ИНГРУЗИОНШГО ПРОЦЕССА КАК ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ .... ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ВОЛ ОКЕАНА . -

В главе представлены современные представления о коллапсе перемешанных областей в стратифицированной среде, как об одном из основных процессов образования тонкой структуры вод океана (К.Н.Федоров, Р.В.Озмидов, В.М.Журбас и др.).

Рассмотрены работы, содержащие фундаментальные теоретические модели эволюции: единичных однородных (Г.И. Баранблатт) и стратифицированных (А.Г.Зацепин) областей постоянного и переменного объема в безграничной лкнейно-страти&щированной среде. Приведены результаты основных лабораторных исследований коллапса единичных, полностью перемешанных или линейно-стратифицированных, щшшщрическсЗ п круговой формы, постоянного объема, с подпиткой, с нулевой и ненулевой начальной плавучестью, интуузий, распространявшихся в линейно-стратифицированной среде я в слое .скачка плотности. Отмечены лабораторые эксперименты по импульсному возбундешт турбулентности в стратифицированной среде, показывайте-, что, как правило, в результате перемешивания образуются сложно-стратифкцп-■ ровавшё области состоящие из -совокупности близко расположенных, различно ориентированных в пространстве пятен частично или полностью переметанной жидкости. Процесс коллапса таких областей с учетом гидродинамического взаимодействия составляющих их объемов в настоящее время недостаточно изучен.

Рассмотрен лабораторный эксперимент (Т.О.Абрамян) по изучению взаимодействия однородных пятен, коллапсирующих на общем равновесном уровне плотности (первый возможный элементарный тип' взаимодействия). Показано, что взаимодействие оказывает значительное влияние на динамику каздого из взаимодействует пятен. В поле плотности такое взаимодействие отражается как единая плотностная неоднородность суммарного горизонтального размера- Практическим следствием этой работы явилась модель, дающая еще одно возможное объяснение наблюдаемым в . океане значениям ЬЛГШ~3 (где Н-толпшна тонкоструктурной неоднородности, Ъ ее длина).

На основании представленных в главе данных сделан вывод о .значимости явлений взаимодействия коллапсирущих объемов при пространственно-временном формировании тонкой структуры вод океана.

ГЛАВА 2. ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЛАПСА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПАКЕТА ПЕРЕМЕШАННЫХ ПЯТЕН.

Целью проведенных лабораторных экспериментов являлось исследование процесса коллапса вертикального пакета перемешанных пятен (ступенчато-стратифицированной. области) в линейно-стратифицированной среде с учетом взаимодействия составляющих ее объемов. Вблизи одной из торцевых стенок бассейна (1200x700x50мм) заполнявшегося линейно-стратифицированной жидкостью помещалась небольшая камера (120x200x50мм) с тонкой подвижной перегородкой. Вертикальная..система пятен однородной жидкости моделировалась путем создания в камере ступенчатой структуры из М=,3,4,5,8,® однородных слоев одинаковой толщины со средней стратификацией по слоям К=, отличной от фоновой N, Nc/N=0.7 .После быстрого (1,5-2сек) и плавного подала стенки созданная таким образом -неоднородность распространялась в виде.языков интрузий. Процесс растекания фиксировался на фотопленку в последовательные моменты времени. Анализ результатов показывает значительное взаимное влияние интрузий при их коллапсе в составе вертикального пакета. Во' всех проведенных экспериментах можно выделить три характерных временных интервала:

1 .Rt<20-25- распространение _ всех интрузий в пакете имеет волновой характер. Скорости распространения центральных интрузий в 2-3 раза превышают скорости периферийных интрузий, которые незначительно отстают в распространении от равных им по1 объему единичных пятен.

2. При 30<Nt<100 происходит уменьшение горизонтальных размеров (до 50% от длины достигаемой при Ht~ 30), утолщение ("антиколлапс") центральной интрузии и распространение периферийных интрузий со скоростями близкими" к скоростям соответствующих им единичных интрузий. -

3 При Ht>100 центральный язык возобновлял поступательное движение и постепенно догонял периферийные.

Период колебаний размеров центральных языков оставался практически постоянным при любом количестве пятен в пакете и составлял величину' ~150/N.

Для выяснения механизма вызывающего закономерности динамики коллапса вертикального пакета перемешанных пятен была проведена серия специальных экспериментов с' использованием метода гологра--фической интерферометрии. Анализ полученных интерферограмм дал

а

возможность объяснить качественное отличие закономерностей динамики коллапса вертикального пакета пятен от законов коллапса единичных интрузий : На 'начальной стадии коллапса (Nt < 30) динамика центрального языка системы определяется избыточным горизонтальным градиентом давления, создаваемым средней по всем пятнам стратификацией №:.■ Начальная стадия продолжается до момента достижения . периферийными пятнами своих уровней равновестной плотности (Nt~2J>). Периферийные пятна обладающие в начальный момент запасом' плавучести "проскакивают" свой равновестный уровень плотности и совершают относительно него как минимум одно колебание. "Проска-кивание" периферийными пятнами своих уровней приводит к тому, что давление в области центральной интрузии становится меньше чем фоновое на той-же глубине, что и вызывает "антиколлапс" центральной интрузии пакета, продолжавшийся до момента возвращения центра масс- периферийных интрузий на свои равновесные уровни (Nt~75 -100). С этого момента каждое из составляющих пакет пятен коллап-сирует по законам динамики единичных интрузий.

Таким образом, обнаружено ранее неизвестное явление "антиколлапса" свойственное только коллапсу вертикального пакета пятен, которое, как показано в главе 4 наблюдается и в натурных условиях.

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ПОЛЯ ПЛОТНОСТИ В ОБЛАСТИ 'РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНТРУЗИИ.

Как показано в главе 2, динамика близкорасположенных квазипе-■ремешишх объемов (E/L=£(t)) существенно отличается от динамики единичных интрузий. Для таких случаев, возможной неодназначности ■ интерпретации данных о времени существования взаимодействующих коллапсирующих областей по их -геометрически!« размерам (явления' блокировки, быстрого коллапса и антиколлапса) возникает необходимость в получении дополнительных критериальных признаков интру-зионного процесса я его динамических стадий. Такими дополнительными признаками могут быть закономерности деформации гидрофизических шлей под действием распространявдихся в них интрузий.' Следуя детерминистическому подходу при описании элементов тонкой структуры, для плотностной неоднородности интрузионного происхождения, из соображений размерности, следует:

N • / N = F ( Nt , L /(v/N)1'2 ), (I)

z

где N2 - локальная частота Вяйсяля в выделенном горизонте . (например на границе интрузии или на ее горизонтальной оси), N-

частота Вяйсяля в окружающей жидкости ( внешняя ),т> - коэффициент кинематической вязкости вода, 1 - характерный размер тонкоструктурного элемента, г- текущее время. Предполагалось, что характер . функциональной зависимости (I) имеет степенной вид.

Для экспериментальной проверки функциональной зависимости (I) для единичной интрузии, была выполнена серия лабораторных экспериментов, в ходе которых методами голографической интерферометрии изучалась • динашка значений вертикальных градиентов плотности на характерных горизонтах интрузш-на границах интрузии (в прослойке) и на горизонтальной оси интрузии (в квазиперамэшанном слое) в зависимости от начальных условий ее формирования (начальной величины окрукащей стратификации N. и начального объема перемешанного пятна V. Анализ полученных интерфарограмм дал следующие результаты:

И/ К = ехр(8.61) ( 1<о(Н/т)0*5 Г2-3 О«)0--1' "(2) -

кь/ к = ехр(а.51) (Ь0(й/'р)0-3 )0-01 (ыг)-0-07; <з)

где К1 и соответственно частота Вяйсяля на границе и на горизонтальной оси интрузии, Ь - гидравлический радиус перемешанного пятна Ь =У1''3. При коллапсе вертикального пакета пятен имекпщх общую вертикальную ось симметрии временные зависимости Н1/Н, Кь/ N для любого пятна из пакета не имели значимых отличий от аналогичных, полученных для единичных пятен. При коллапсе пятен не имевших общей.вертикальной оси симметрии (распространение навстречу друг другу го различным горизонтам с А1ГЬ, где Дй-расстоянш мезду равновесными горизонтам, -текущий размер сАоя интрузии (при Кг <30), в вертикальном зазоре-между ними (при №1<30) наблюдались один или несколько горизонтов повышения величин локальных градиентов плотности до ~4Н. По завершении динамической стадии перестройки поля плотности в зазоре (1П;>30) наблюдались результирующие распределения с превышением величины стратификации б зазоре мевду пятнами до значений ~2-4Н. Полученные результаты позволяют дополнить существущие классификационные критерии выделения механизмов формирования элементов тонкой структуры вод океана по результатам СН>-зондирования следующим признаком динамичес--кого состояния интрузионного процесса: превышение локальной величины градиента поля плотности в прослойке. среднего значения более чем на порядок свидетельствует о присутствии динамической фазы встречного взаимодействия (при АЯ~1,).

•и

ГЛАВА 4. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ВЗШЮДШСТВШЦИХ ИКГРУЗ?21

и даошмщ гадашшшк полей при ишшшрл расслош®.

В 54.1. приводятся результата акустических иссоэ^ойэшй эано-номорпостой коллапса плотяостных нзоднороднсстей где уственпо создггсон» в шрекей среде с гододо ззтеплзпшх шшзута струй.

Ка примерз экспэршэнтов, БчголгекЕкх з Черно" гяр? показало, нто эгапяви ступенчато- стратааптлгрованннх областей ттгркйггнегй :zmкости состояла -з трзх а более хРзгпоЕГоролгкх пяте обрззу-ггпх ввракяажвнЗ пакет свойственна ста™;::, а гстсзон-

тглъллэ рзз::зры пзртаэрйгшх т^злгчлсегл'зя .vc:ioi-iso, й

язэяов пгп'грр.лы.'.'х татрузпй оакгаруз?. 'tec я в дзбератзр-2нх условиях шр-кзд нгбдаветгах аогзбазЛ состггпя г-злетшу ~15о-гоо/н.

t 3 §4.2 спясгш рэзультзтн зезлгзазгжя :-:рс r.r:.cr:;cii стру:'-■турк riicpofcsiHQCira. шгея океаня в ра-дас гггфузпк^лега

геросэсса ооргзозгзза .точкестеук'Лрпкх Ееод^срз-згстоЛ. 3 кэтгссгз одного та лзраягр/з гр:~.'г-.лгг;г0 для ^огао-срукту^о-о

расслоена ПйрсС'с.гхс-гпз. поста cxtecso ' гезюльз-втед

безргз'-зрная*тежвй C(s) = 0,<г) /T(i) C,(s} - герткать-

нпй грпдкянт т^ро^гстасгсЗ харггмори-тг.м П на горизонте % "IТ{:') - сродгпй 'Езртпсальлсьг.; гразсэнг Ей лзкг^горзайз. C(z) является аналогом чесло Кс?са, -мсто пегсльзуеи-гго npi з;:ал:!~ .39 тонкоструг.турнщ. изозизролпоствй. Как сскссзлн г^борэтсрЕиз sscnepsmsra пр?дст5злж~-;э з глзеэ 3, дйя С(2><1 (issaesspe-кзваншгй oeoiI яирузЕс) спрзнэдвша отегекхэя зввядгюегь

j = 5 i I; ,где у соответствует 0(з), x^WL,, Ь, = (г»/К)1уг , x_,=Nt. Приняв гипотезу о видах вероятностного распределения-

величин х1,^,:р(х1 )=1/В ехр(-х./В) , р(х,)=1/Т0, при Tj<x2< ?2,

Te= Т - Тг и их статистической независимости в силу изотропности по времени для плотности вероятности р(у) следует:

тг

р (у) = А Jj(x2,y)dx2

ЗГ1/р ' '

где а -- , ф(х,,у) = X,-q'p ехр - Г1ур f''9 хГч/р/В

т0!р|в ^ ^

При y=(1-li/lf)/2 и соответствующих значениях K.p.q, полученных из описанных в главе 3 лабораторных экспериментов, это распределение

совпадает с распределением Вейбулла с модовым ,значением -р ' .

Cmod = к в (1 —р) - В главе приводятся данные о распределениях величины y=(1-C(z))/2 , { при -1<C(z)<1 (квазиперемешанные слои), С(а). е. T2(z).. /ЛГ(г,), T2íz)- вертикальный .градиент...тешератури) и текущей безразмерной толщины квазиоднородных слоев - h/L„ .полученнвые при анализе данных натурных измерений в разных рэги-> озах океана. Показано, что величина х4 удовлетворительно описывается нормальным распределением, а распределение величины у в ряде районов имеет наилучшее согласие с распределением Вейбулла (при уровне значимости по критерию х2 ~ 0.8-0.9), что свидетельствует о хорошем согласии с предлоаенной в глазе 3 лабораторной моделью деформации гидрофизических шлей под действием распространяющихся в них интрузий.

В заключении сформулированны главные научные вывода диссертационной работа.

Основные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А.М.Кудин, Т.О.Абрамян, Ю.Л.Егоров, В.А.Кронрад, А.К.Локкин "Эволюция двумерных термшов в' линэйно-стратифицированной среде Тезисы докладов I Всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений" г.Саласпидс, I9B8.

2. А.М.Кудин, Т.О.Абрамян, А'.'Н.Локкин*'"Исследование 'процесса формирования тонкой структуры гидрофизических полей океана методом • голографической' интерферометрии",' Тезисы докладов Всесоюзного семинара "Измерения в потоках. Метода, аппаратура, применение". Москва, 1990г.

3. А.М.Кудин, А.Н.Ложкин, А.С.Борисов, А.Ю.Колесов "О классификационном критерии кнтрузионвой тонкой термохалшной структуры

■ океана" Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Проблемы стратифицированных течений" Канев, 1991г.

4. А.М.Кудак, А.Н.Ложкин, А.С.Еорисов, А.Ю.Колесов "Исследование штрузиоиного процесса методом голографгческой интерферометрии" Тезисы докладов I Всесоюзной конференции "Оптические метода исследования потоков" Новосибирск 19Э1г'.

5. А.М.Кудин," А.Н.Ложкин, А.В.Холопцев "О коллапсе вертикального пакета перемешанных пятен. -Лабораторное и натурное исследования" Морской гидрофизический журнал, н.5. 1991г. с. 16-19. .

6. A.M.Kudin, -A.N.Lozhkla, AjY.Smolko, I.O.Abramyan "Optical' non-tntruslve experimental techniques in laboratory iiydrophyslcs

Investigations." Proceedings SPIE, Analytical method lor optical tomography, 1992, 1843, pp. 150-160.

7. A.M.Kudln, A.N.LozhfcLn, T.O.Abramyan "On collapse or vertical

■ package of mired spots In stratified medium". EGS, 1T General Assembly of Europlan Geophysical Society, Edinburgh, April 1992, part 2, sapplement 2, vol.10, p.c301.

8. A.N.Lozhkln, Ï.O.Abramyan "On dynamical features of intrusive mechanism of passive admixture transport in the stratified medium" International Conference "Problems of the Black sea", Sevastopol, Ukraine, November 10-15, 1992

9. А.С.Борисов, А.М.Кудин, А.Н.Лоякин "О вероятностной структуре квазипвремешанных слоев" Океанология, 1994, (в печати).

(

Подписано к печати^ (Г Q 199Уг. . 1 Отпечатано на ротапринте в : ■ Формат бумаги 30x42/4 Производственном комбинате Объем X п.-л. Литературного .фонда Зак. Тир. 100