Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


АНАЛИЗ ДАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ОЗЕРЕ ШИРА

Работа №22635

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

математика

Объем работы24
Год сдачи2016
Стоимость5700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
211
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
1 Объект исследования 5
2 Приборы и методы исследований 7
3 Изотермы и Изопикны 9
3.1 Изотермы 9
3.2 Изопикны 10
4 Преобразование и Ряды Фурье 14
4.1 Ряд Фурье 14
4.2 Преобразование Фурье 14
4.3 Связь между рядом Фурье и преобразованием Фурье 15
4.4 Дискретное преобразование Фурье 15
5 Спектральный анализ 17
6 Частота Брента-Вяйсяля 19
Заключение 22
Список использованных источников 23


В условиях летней устойчивой температурной стратификации, когда увеличение плотности воды происходит по направлению силы тяжести, то есть от поверхности ко дну океана, в озерах возникают внутренние волны. Это волны, возникающие на поверхностях раздела плотности или в пределах слоев, где существуют вертикальные градиенты плотности. Существенная доля энергии внутренних волн рассеивается на границе с дном в прибрежной части озера. Несмотря на узкую пространственную локализацию, эти процессы крайне важны для функционирования биоты озера.
Интерес к внутренним волнам в стратифицированной жидкости возник давно, в начале 20-го века. Очень быстро стало понятно, что внутренние волны являются неотъемлемой частью динамики всех естественных водоемов (океанов, морей, озер и водохранилищ) вследствие вертикальной стратификации бассейнов по температуре, солености. Внутренние волны являются важнейшим проводником энергии открытой части моря в береговую зону, поэтому их изучение во всем многообразии их проявлений является предметом многих исследований.
При всем обилии материалов по данной тематике, данных наблюдений, теоретических исследований, исследование каждого конкретного водоема имеет свою специфику.
Одним из показателей того, что в водоеме идет внутренняя волна, является колебание изотерм, т.е. линий одинаковой температуры, либо изопикн (линий одинаковой плотности).
2. Проанализировать структуру внутренних волн на основе анализа интегральной температуры.
3. Провести спектральный анализ внутренних волн на основе быстрого преобразования Фурье.
4. На основе анализа полученных данных 2014-2015 г. сделать вывод (возможный) о влияния фактора полного перемешивания (зима 2014-2015гг) на структуру внутренних волн в озере Шира.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В ходе магистерской диссертации были исследованы и проанализированы данные измерений температуры для озера Шира. В работы были получены следующие результаты:
1. Построены изотермы для данных измерений 2013-2015 годов;
2. Построены изопикны для температурных измерений;
3. Осуществлено построение частоты Брента-Вяйсяля для озера Шира;
4. Построены интегральные температуры по данным измерениям;
5. Проведен спектральный анализ и оценка спектральной плотности мощности.
В работе были получены следующие выводы:
1. Для уточнения картины прохождения внутренних волн желательно провести измерения плотности в точке измерения температуры (хотя бы с меньшей частотой).
2. Интегральная температура является хорошим индикатором процесса весеннего нагревания и прохождения внутренних волн.
3. С использованием быстрого преобразования Фурье определены частоты колебаний изотерм для интегральной температуры и определена одна частота, которая соответствует прохождению инерционной волны.
4. В 2014-2015 году произошло впервые за 100 лет полное перемешивание воды в озере. Анализ спектральных данных показывает, что частоты самых длиннопериодных колебаний совпали, и различия наблюдаются только в коротковолновой части.



1 Геращенко, С. М. Экология города / С. М. Геращенко // Молодой ученый: научный журнал / Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности. - Санкт-Петербург; Красноярск, 2005.
- Т. 10, № 4. - С. 55-59.
2 Карых, М.Н. Исследование внутренних волн на шельфе Черного моря на примере Геленджикской бухты. Калининград, 2011
3 Компаниец Л.А Теоретические и экспериментальные исследования скоростного режима озера Шира в летний период / Л.А. Компаниец, Т.В. Якубайлик, Л.В. Гаврилова, Препринт, ИВМ СО РАН, СФУ. - Красноярск, 2012. - 47с.
4 Компаниец, Л. А. Анализ натурных измерений на озере Шира в летний период 2013-2014гг. / Л. А. Компаниец, П.А Корсакова, О.А. Липина // Молодой ученый: научный журнал / Математика. - Красноярск, 2014. - № 11(91). - С. 70-75.
5 Миропольский, Ю.З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Ленинград, Гидрометеоихдат, 1981.
6 Миропольский, Ю.З. Монин, А.С. Внутренние волны. - В кн.: Океанология, Физика океана, М.: Наука, 1978, т. 2 Гидродинамика океана, с. 182.
7 Михалап, С. Г. Использование анализа временных рядов в изучении многолетних температурных изменений / С. Г. Михилап, Д.Э. Мингалев, С.И. Евдокимов // Естественные и физико-математические науки: научный журнал. - Псков, 2014. - № 4. - С. 17-23.
8 Морозов, Е.Г. Пака, В.Т. Внутренние волны в высокоширотном бассейне. - В кн.: Океанология, Физика моря. - Калининград, 2010, т.50.
- №5. - С. 709-715.
9 Пузаченко, Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях: Учебное пособие для студентов вузов / Ю.Г. Пузаченко. - Москва, Академия, 2004. - 416с.
10 Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов. Питер 2002.
11 Филлипс, О.М. Динамика верхнего слоя океана - Мир, Москва, 1969.
12 Hutter K. Physics of lakes/ K.Hutter, Y. Wang, I. P. Chubarenko - Springer¬
Verlag Berlin Heidelberg, 2011. - V 1, 2.
1 = (Ё^ '+1 ~AXi -xi_i))/(hn -h1), где hn,hi - глубина
i=1 1 2
последней и первой точек измерения.
Для уточнения характера внутренних волн использовалась интегральная (средняя) температура для данных 2015 года в период с 30.05 по 01.08. Отметим, что она достаточно часто используется для анализа внутренних
11


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ