ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ НЕЛИНЕЙНЫХ ВНУТРЕННИХ ВОЛН НА ШЕЛЬФЕ И В ГЛУБОКОМ ОЗЕРЕ

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Характерной особенностью стратифицированных течений в больших водоемах является генерация интенсивных короткопериодных внутренних волн на фронте длинноволновых возмущений. Наиболее выражены нелинейные процессы при распространении придонных и приповерхностных возмущений. Эффективным инструментом исследования волновых процессов в океане является теория многослойной мелкой воды с учетом эффектов нелинейности и дисперсии. Показано, что разработанные математические модели пригодны для описания трансформации нелинейных внутренних волн как в шельфовой зоне моря, так и в глубоких пресноводных водоемах. В частности, проведено сравнение структуры придонных внутренних волн в шельфовой зоне Японского моря и недавно обнаруженных приповерхностных внутренних волн в Телецком озере. Обсуждается механизм генерации интенсивных внутренних волн при возбуждении сейшевых колебаний в узких водоемах. Построены бегущие волны в многослойной жидкости и найдены численные решения нестационарной проблемы генерации внутренних волн. Проведено сравнение с лабораторными экспериментами по генерации пакета короткопериодных внутренних волн при сейшевых колебаниях двухслойной жидкости в длинном канале, а также с зарегистрированной приповерхностной внутренней уединенной волной в Телецком озере.

About the authors

В. Кириллов

Институт водных и экологических проблем СО РАН

Author for correspondence.
Email: vkirillov@iwep.ru
Россия, Барнаул

В. Ляпидевский

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

Author for correspondence.
Email: liapid@hydro.nsc.ru
Россия, Новосибирск

И. Суторихин

Институт водных и экологических проблем СО РАН

Author for correspondence.
Email: sia@iwep.ru
Россия, Барнаул

Ф. Храпченков

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Author for correspondence.
Email: fedi@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

References

  1. Helfrich K.R., Melville W.K. Long nonlinear internal waves // Ann. Rev. Fluid Mech. 2006. V. 38. P. 395–425. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.38.050304.092129
  2. Arneborg L., Liljebladh B. The Internal Seiches in Gullmar Fjord. Part I: Dynamics // J. Phys. Oceanogr. 2001. V. 31. P. 2549–2566. https://doi.org/10.1175/1520-0485(2001)031<2549:TISIGF>2.0.CO;2
  3. Hutter C., Yongqi Wang, Chubarenko I. Observation and Analysis of Internal Seiches in the Southern Basin of Lake of Lugano. In book: Physics of Lakes. V. 2. Lakes as Oscillators. Chapter 18. Springer-Verlag. 2011. https://doi.org/10.1007/978-3-642-19112-1_18
  4. Lemmin U., Mortimer C.H., Bauerle E. Internal Seiche dynamics in Lake Geneva // Limnol. Oceanogr. 2005. V. 50. № 1. P. 207–216. https://doi.org/10.4319/lo.2005.50.1.0207
  5. Bourgault D., Kelley D.E., Galbraith P.S. Interfacial solitary wave run-up in the St. Lawrence Estuary // J. Marine Res. 2005. V. 63. P. 1001–1015. https://doi.org/10.1357/002224005775247599
  6. Klymak M., Moum J.N. Internal solitary waves of elevation advancing on a shoaling shelf // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. № 20. P. 2045. https://doi.org/10.1029/2003GL017706
  7. Серебряный А.Н. Проявление свойств солитонов во внутренних волнах на шельфе // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1993. Т. 29. № 2. С. 244–252.
  8. Scotti A., Pineda J. Observation of the very large and steep internal waves of elevation near the Massachusetts coast // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L22307. https://doi.org/10.1029/2004GL021052
  9. Wallace B.C., Wilkinson D.L. Run-up of internal waves on a gentle slope, // J. Fluid Mech. 1988. V. 191. P. 419–442. https://doi.org/10.1017/S0022112088001636
  10. Sutherland B.R., Barrett K.J., Ivey G.N. Shoaling internal solitary waves // J. Geoph. Res. Oceans. 2013. V. 118. P. 4111–4124. https://doi.org/10.1002/jgrc.20291
  11. Grimshaw R., Talipova T., Pelinovsky E., Kurkina O. Internal solitary waves: propagation, deformation and disintegration // Nonlin. Proces. Geoph. 2010. V. 17. Is. 6. P. 633–649. https://doi.org/10.5194/npg-17-633-2010
  12. Lamb K. Shoaling solitary internal waves: on a criterion for the formation of waves with trapped cores // J. Fluid Mech. 2003. V. 478. P. 81–100. https://doi.org/10.1017/S0022112002003269
  13. Liapidevskii V.Yu., Gavrilov N.V. Large Internal Solitary Waves in Shallow Waters. 2018. P. 87-108. In book: The Ocean in Motion: Circulation, Waves, Polar Oceanography. Editors: M.G. Velarde, R.Yu. Tarakanov, A.V. Marchenko. Springer Oceanography. https://doi.org/10.1007/978-3-319-71934-4_9
  14. Кукарин В.Ф., Ляпидевский В.Ю., Храпченков Ф.Ф., Ярощук И.О. Нелинейные внутренние волны в шельфовой зоне моря // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2019. № 3. С. 38–47. https://doi.org/10.1134/S0568528119030083
  15. Ляпидевский В.Ю., Храпченков Ф.Ф., Чесноков А.А., Ярощук И.О. Моделирование нестационарных гидрофизических процессов на шельфе Японского моря // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2022. № 1. С. 57–68. https://doi.org/10.31857/S0568528122010066
  16. Ляпидевский В.Ю., Турбин М.В., Храпченков Ф.Ф., Кукарин В.Ф. Нелинейные внутренние волны в многослойной мелкой воде // ПМТФ. 2020. Т. 61. № 1. С. 53–62. https://doi.org/10.15372/PMTF20200105
  17. Ляпидевский В.Ю., Чесноков А.А., Ермишина В.Е. Квазилинейные уравнения динамики уединенных внутренних волн в многослойной мелкой воде // ПМТФ. 2021. Т. 62. № 4. С. 34–45. https://doi.org/10.15372/PMTF20210404
  18. Dorostkar A., Boegman L. Internal hydraulic jumps in a long narrow lake // Limnology and oceanography. 2013. V. 58. № 1. P. 153–172. https://doi.org/10.4319/lo.2013.58.1.0153
  19. Horn D.A., Imberger J., Ivey G.N. The degeneration of large-scale interfacial gravity waves in lakes // J. Fluid Mech. 2001. V. 434. P. 181–207. https://doi.org/10.1017/S0022112001003536
  20. Леонтьев А.П., Ярощук И.О., Смирнов С.В., Кошелева А.В., Пивоваров А.А., Самченко А.Н., Швырев А.Н. Пространственно-распределенный измерительный комплекс для мониторинга гидрофизических процессов на океаническом шельфе // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 1. С. 128–135. https://doi.org/10.7868/S0032816216060227

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (117KB)
3.

Download (43KB)
4.

Download (192KB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 В.В. Кириллов, В.Ю. Ляпидевский, И.А. Суторихин, Ф.Ф. Храпченков

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies