Шельфовые волны

Рис. 10.18. Механизм распространения шельфовых волн. Сплошная линия соединяет точки расположения частиц, лежащих в невозмущенном состоянии на изолиниях глубины. Для того чтобы сохранялась потенциальная завихренность, необходимо, чтобы частица смещающаяся в более мелкую зону, приобретала антициклоническую относительную завихренность, а частица, смещающаяся в более глубокую область — циклоническую. Направление относительной завихренности показано для Северного полушария. Движение, вызываемое этим полем завихренности, показано широкими стрелками. Оно приводит к перемещению частиц в положения, отмеченные штриховой линией.

Дальнейшее обсуждение шельфовых волн можно найти в об-.зоре [437]. [c.122]

Обычно пространственный масштаб L ветра, генерирующего шельфовые волны, значительно больше ширины шельфа В. Поэтому для решения этой задачи можно использовать теорию длинных волн. Масштабирование можно провести совершенно так же, как при изучении штормовых нагонов (разд. 10.10), за исключением того, что радиус Россби а заменяется на ширину шельфа В и скорость с = а заменяется на В/. Уравнения, эквивалентные (10.10.4) — (10.10.6), записанные в размерной форме с учетом малости е, имеют вид [c.123]

В действительности при отсутствии вынуждающей силы шельфовая волна будет терять энергию за счет трения, взаимодействия с мелкомасштабными формами рельефа и т. п. В работе [254] предложено учитывать эти эффекты, вводя в уравнение (10.12.24) диссипативный член. При этом оно приобретало вид [c.124]

В стратифицированном океане постоянной глубины свободные волны могут распространяться вдоль берега в форме внут-ренних волн Кельвина с характерным масштабом порядка 30 км (радиус Россби). В разд. 10.12 было показано, что в однородном по плотности океане с рельефом дна, характерным для шельфа, существуют такие свободные волны (волны континентального шельфа), которые движутся вдоль границы и имеют такой же пространственный масштаб. В действительности стратификация и наклон дна существуют одновременно, поэтому реально должны иметь место некоторые гибридные волны, имеющие свойства и волн Кельвина, и шельфовых волн. Гилл и Кларк [251] назвали их береговыми захваченными волнами. Свойства этих волн были исследованы в расчетах, приведенных в публикациях [10, 130, 828, 366]. [c.126]

Изучение генерации береговых захваченных волн за счет действия ветра на стратифицированный океан с учетом шельфа можно провести с помощью теории длинных волн в точности так же, как это было сделано при обсуждении штормовых нагонов и шельфовых волн. Экмановский перенос в сторону берега должен быть скомпенсирован за счет равного ему по величине и обратного по знаку потока на линии берега. При этом можна определить суперпозицию береговых захваченных волн, обладающих свойством компенсировать экмановский перенос. Кроме того, можно показать [130], что, как и в частном случае шельфовой волны, амплитуда каждой из волн удовлетворяет уравнению (10.12.24). [c.129]

В задаче о шельфовых волнах был уже рассмотрен один случай непостоянства (разд. 10.12). Было показано, как волны низкой частоты могут распространяться вдоль изолиний Q. Далее можно будет убедиться в том, что аналогичный эффект будет характерен для случая, когда глубина Н постоянна, а / переменно. [c.150]

Относительная ошибка не превосходит 4 3 (2az + 1) , т. е. ее максимальное значение равно 2% при п=1. Соответствующие волны называются экваториально захваченными планетарными волнами (или экваториально захваченными волнами Россби). Их дисперсионные крив совпадают по виду с кривыми (10.12.9) шельфовых волн. Связано это со сходством динамики волн, которое будет отмечено при обсуждении планетарных волн в разд. 11.8. [c.156]

Основное свойство океана, которое служит причиной распространения шельфовых волн, — это изменение его глубины. Существование береговой границы не является необходимым. Действительно, как показал в своей работе Лонге-Хиггинс [480], шолны такого же вида могут распространяться вдоль топогра- [c.122]

Энфилд и Аллен [195] провели анализ изменчивости уровня моря на побережье Тихого океана. Он показал, что севернее Сан-Франциско связь уровня с тропическими аномалиями становится слабой, существенными являются корреляции с вдольбереговой составляющей напряжения ветра. Здесь играет роль еще одно обстоятельство. С ростом широты (и, следовательно, /) уменьщается радиус Россби и его отношение к ширине шельфа. Поэтому структура береговых захваченных волн меняется по широте. В численных экспериментах [761] установлено, что энергия, заключенная в волнах Кельвина, в низких широтах передается квазибаротропным модам типа шельфовых волн, которые значительно легче теряют ее, передавая, например, распространяющимся на запад планетарным волнам (см. гл. 12). [c.129]

Береговые захваченные волны наблюдались неоднократно. Обзоры данных наблюдений приведены в работах [437, 438, 583, 584, 11, 50]. В качестве примера отметим, что Хэмон [289] установил, что уровень моря и атмосферное давление у восточного берега Австралии не подчиняются закону обратного барометра (см. разд. 9.9). Это послужило поводом для создания Робинсоном [676] модели шельфовой волны, а также разработки теории генерированных ветром шельфовых волн [6]. Наблюдения в районе берега Орегона свойств меняющихся со временем течений приведены в работе [420]. Они показали преимущественно баротропное движение вдоль изобат с максимальными скоростями у берега. Аллен и Смит [12] оценили баланс сил во флюктуирующих течениях по измерениям в трех точках. [c.129]

Физический механизм, отвечающий за распространение планетарных волн, по сути совпадает с соответствующим механизмом для шельфовых волн. Он показан на рис. 10.18 и изложен в разд. 10.12. Рассмотрим множество частиц, лежащих на одной линии и имеющих постоянное значение потенциальной завихренности О, = уо/Н. При этом их равновесное положение совпадает с кругом широты у = уо. Если одну из частиц отклонить в точку у, то в соответствии с законом сохранения потенциальной завих- [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология