Список используемых сокращений..........................................................................3
Введение...........................................................................................................4
Глава 1. Особенности района исследования................................................................7
1.1 Физико-географические особенности...................................................................7
1.2 Метеорологические характеристики....................................................................9
1.3 Гидрологические характеристики......................................................................12
1.4 Внутренние волны.........................................................................................19
Глава 2. Материалы и методы................................................................................21
2.1 Спутниковые методы наблюдения за внутренними волнами.....................................21
2.2 Описание исходных данных и методов их обработки.............................................26
Глава 3. Анализ полученных результатов.................................................................31
3.1 Пространственно - временная изменчивость проявлений КВВ в летний период.............31
3.2 Пространственно - временная изменчивость проявлений КВВ в осенний период...........37
3.3 Пространственно - временная изменчивость проявлений КВВ в весенний период..........43
3.4 Пространственно - временная изменчивость проявлений КВВ в зимний период............49
3.5 Особенности проявлений КВВ на рассматриваемой акватории в целом за год..............55
3.6 Обсуждение возможных механизмов генерации КВВ.............................................61
Заключение.......................................................................................................66
Список литературы.............................................................................................68
Купить

Внутренние волны - это волны, наблюдаемые на поверхностях раздела плотности или
в пределах слоев, где существуют вертикальные градиенты плотности. Они могут
существовать в любой стратифицированной жидкости и могут быть вызваны потоком над
неровной поверхностью дна, атмосферными возмущениями, приливными силами и сдвигом
скоростей. Амплитуда внутренних волн существенна на всех горизонтах, за исключением дна,
где она нулевая, и поверхности, где она крайне мала. На изменение амплитуды с глубиной
влияет распределение плотности, причем для смещения нечетко выраженной границы раздела
плотности требуется меньше энергии, чем для смещения четко выраженной границы. Из-за
больших вертикальных и горизонтальных смещений частиц воды внутренние волны являются
одним из важных факторов перемешивания и переноса водных масс. В отдельных районах
океана высота внутренних волн может достигать сотен метров, это само по себе показывает
необходимость изучения данного явления.
Однако, до настоящего времени большинство программ наблюдений в океане в
основном нацелены на исследование особенностей режима крупномасштабной циркуляции и
процессов синоптического масштаба, так как работа по выявлению процессов меньшего
масштаба осложнена как их обнаружением, и так и нахождением связей с явлениями других масштабов.
Привлечение аэрокосмического радиолокационного зондирования морской
поверхности к исследованию внутреннего волнения в океане значительно расширило
возможности изучения процессов их генерации, распространения и расширило представление
о географии и физике внутренних волн в океане. Наиболее эффективным инструментом для
обнаружения ВВ их космоса, который сочетает в себе всепогодность и высокое
пространственное разрешение, являются радиолокаторы с синтезированной апертурой.
Наблюдения внутренних волн на радиолокационных снимках стало возможным с запуска ИСЗ
Seasat в 1978 году. Модулируя ветровую рябь своими орбитальными течениями, внутренние
волны проявляются на морской поверхности в виде сликов - полос выглаженной ряби (в зоне
дивергенции) и в виде сулоев - полос повышенной интенсивности ряби (в зоне конвергенции).
Основная форма поверхностных проявлений внутренних волн на спутниковых изображениях
- это чередование полос выглаженной и шероховатой морской поверхности. В океане и
приливных морях основным механизмом генерации внутренних волн является
взаимодействие приливных течений с неоднородностями дна или краем шельфа (Лаврова,
2018). Таким образом, появление во второй половине XX века спутниковых радиолокаторов с
синтезированной апертурой позволило обнаружить, что поверхностные проявления
короткопериодных внутренних волн встречаются во многих районах Мирового океана.
Одной из областей постоянных проявлений внутренних волн на радиолокационных
изображениях является российская часть шельфа Тихого океана у берегов Камчатки и
Курильских островов (Епифанова и др., 2019; Jackson, Apel, 2004).
Обобщение данных спутниковых и контактных наблюдений (Сабинин, Серебряный,
2007) выявило, что вблизи океанского побережья Камчатского полуострова наблюдается
сложная картина цугов короткопериодных внутренних волн, взаимодействующих друг с
другом, а также с меандрами Камчатского течения. Также было установлено, что
проявляющиеся с приливной периодичностью интенсивные внутренние волны высотой 10-15
м – типичное явление, как для шельфа полуострова, так и прилегающих участков
материкового склона (Сабинин, Серебряный, 2007; Pao, 2002). Однако несмотря на
значительный объем накопленной спутниковой информации отсутствуют обобщающие
работы, дающие представление о пространственно-временном распределении характеристик
КВВ в данном регионе.
Изучения картины распределения КВВ с учетом региональной специфики
протяженного океанского шельфа не вызывает сомнения. Особый интерес представляет
оценка интенсивности внутреннего волнения и выделение локальных районов его наиболее
частых проявлений («горячих точек») в российской части шельфа Тихого океана у берегов
Камчатки и Курильских островов. Так как высокая повторяемость внутреннего волнения на
шельфах может вызывать проблемы и трудности подводного мореплавания и акустической
связи (Родионов и др.,2012). Также внутренние волны могут воздействовать на
гидротехнические сооружения, которые размещены на дне (Тюгини др. 2014; Fraser, 1999).
Целью работы является анализ пространственно-временной изменчивости характеристик поверхностных проявлений короткопериодных внутренних волн по данным спутниковых радиолокационных наблюдений вблизи Тихоокеанского побережья полуострова Камчатка и Курильских островов за декабрь 2018 – ноябрь 2019.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) Создать банк исходных данных (архив РЛИ изображений)
2) Снять характеристики (координаты центра гребня лидирующей волны, количество
гребней в волновом пакете, средняя длина волны, длина лидирующего гребня, направление
распространения) КВВ на РЛИ
3) Выполнить статистическую обработку полученных данных о характеристиках КВВ
и их графическое представление. Построить карты и провести оценку встречаемости в течении года
4) Выделить районы большей встречаемости КВВ
5) Оценить связь встречаемости КВВ с процессами большего масштаба
Работа состоит из трех глав, введения, заключения и списка литературы.
В первой главе описаны особенности физик географического положения
Тихоокеанского побережья полуострова Камчатка и Курильских островов и основные
гидрометеорологические характеристики важные для изучения изменчивости характеристик
внутреннего волнения в районе.
Во второй главе приставлены основы применяя радиолокации для изучения
внутреннего волнения, а так же использованные материалы, и методы обработки
радиолокационных изображений.
В третьей главе показана пространственно – временная изменчивость проявлений КВВ
по сезонам и в целом за год. Также выявлены возможные механизмы генерации
зарегистрированных КВВ.
В данной работе использованы литературные источники и спутниковые данные. Работа
состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы из 68 наименований (на
русском языке – 49, на английском языке – 19).
Автор выражает благодарность Свергуну Егору Игоревичу, аспиранту 2 курса СПбГУ,
младшему научному сотруднику СПбФ ИО РАН за помощь в освоении навыков работы со
спутниковыми изображениями и обработки данных.
Купить