Сокращения 3
Введение 4
1 Теоретические сведения формирования ВКС и теории термоклина 6
1.1 Основные понятия в формировании ВКС и теории термоклина 6
1.2 Теория термоклинаЛинейкинП.С. 13
2 Метод проведения лабораторных исследований 19
2.1 Описание приборов измерений. АКТАКОМ-2036 и АТТ-1006 19
2.2 Описание лабораторной установки 20
2.3 Порядок проведения измерений 21
3 Анализ и оценка результатов измерений 23
3.1 Результаты измерений и их обработка 23
3.2 Анализ полученных результатов 31
3.3 Выводы и результаты проведенного исследования 34
Заключение 35
Список использованных источников 37
В отличие от тропосферы в воздушной оболочке Земли, воды Мирового океана в основном устойчиво стратифицированы. В вертикальных профилях температуры, солености и плотности в океанах и морях выделяются: поверхностный квазиоднородный слой толщиной порядка 100 м, сезонный слой повышенных градиентов (сезонный термоклин) толщиной 50-100 м и слой толщиной порядка 1 км, в котором градиент плотности заметно увеличивается. Этот слой называется термоклином. Термоклин обычно возникает при сильном прогревании верхнего слоя воды и его ветровом перемешивании.
Сложность моделирования эволюции термоклина связана, прежде всего, с многообразием влияющих факторов: ветра, турбулентности, конвективных процессов, волнения и др.
Проблема изучения термоклина состоит в выяснении причин, по которым главный термоклин существует как относительно тонкий пограничный слой, и в объяснении механизма влияния крупномасштабных процессов в термоклине на перенос тепла, солей и импульса в океане.
Таким образом, актуальность данного исследования заключается в необходимости проведения лабораторного эксперимента при разработке методик проведения лабораторных работ, связанных с учебной темой формирования и разрушения термоклина.
Предметом исследования является процесс моделирования эволюции термоклина в лабораторных условиях.
Цель работы: на лабораторной установке воспроизвести процесс формирования ВКС и термоклина, сравнить полученные результаты с данными натурных наблюдений...
В данной работе мы рассматривали процесс формирования термоклина
и верхнего квазиоднородного слоя. Несмотря на многолетние исследования
данных процессов никаких значимых результатов достигнуто не было.
Сложность изучения процессов формирования термоклина и ВКС связана,
прежде всего, с многообразием влияющих факторов: ветра, турбулентности,
конвективных процессов, волнения и др.
Был проведён эксперимент в лаборатории на кафедре океанологии, с
применением усовершенствованного оборудования, а именно АКТАКОМ2036 и АТТ-1006. Действующая установка несколько раз модернизировалась.
Но это не означает, что полученные данные являются достоверными при
дальнейших исследований в этой области.
С помощью усовершенствованного оборудования мы получили
большой массив данных, который был обработан в программе MSExcel. Все
полученные результаты для наглядности представлены в виде вертикальных
профилей. Кроме того также были посчитаны некоторые характеристики, а
именно коэффициент температуропроводности и длина пути смешения,
результаты расчётов представлены в таблице 3.2. По всем значениям
динамический вихрь превышает термический вихрь. Стратификация была
слабая, так как существенного прогрева не было. Путь смешения не превышал
1,5 см – это вполне соответствует толщине перемешанного слоя в
лабораторном бассейне.
В настоящее время достаточно трудно определить соотношение
временного и пространственного масштаба ВКС между модельными и
природными данными. Основными препятствиями являются достаточно
слабая скорость ветра, также слабое вертикальное перемешивание в сочетании
с довольно сильным прогревом...
