Физика течений
в океанах, морях и в озерах
Виктор Алексеевич Шевьёв
Глава 2
Течения во внутренних и окраинных
морях и в крупных озерах
2.2. Течения Охотского моря
Охотское море – часть Тихого океана, отделяется от него полуостровом Камчатка, Курильскими островами и островом Хоккайдо. Море омывает берега России и Японии.
Площадь — 1603 тыс. км². Средняя глубина —
Представления о циклоническом характере общей циркуляции моря сложились в конце XIX - начале XX вв. в основном на базе косвенных данных (рис. 2.9). Из-за отсутствия прямых измерений течений основным методом исследования остается расчеты на математических моделях динамическим методом, например (К. В. Морошкин 1966).
Результаты измерений
течений в Охотском море подтверждают наличие циклонической циркуляции.(Рогачёв К.А. 2001). Течения измерялись 3 месяца на
банке
Кашеварова на горизонте
Необходимо отметить, что по поводу природы наблюдаемых на банке Кашеварова течений существует 4 различных мнения.
Сам автор (Рогачев 2001) считает, что высокочастотные течения это течения приливные. Низкочастотные течения образуются в результате взаимодействия двух приливных гармоник с близкими периодами 25,82ч. и 23,93ч. Образуются модуляции с периодами 13,66 суток (I-II, II-III, III-IV и т. д., рис 2.10 а,б).
В. Н. Зырянов (1985) считает, что банка Кашеварова является примером топографической вихревой системы. Управляющим механизмом динамики вод в районе банки является вихревой тор, образованный антициклоническим вихрем Тейлора-Хогга и его циклоническим сателлитом.
Рис. 2.9. Схема крупномасштабных течений Охотского моря. Течения моря, представленные в виде линий тока, обозначены плавной жирной линией со стрелками. 1-4 – пункты буйковых постановок . (Бондаренко А. Л., Рудых Н. И. 2003). Пунктирная линия – предполагаемый контур крупномасштабной циркуляции, совпадающий с линией изобат.
А. Л. Бондаренко (Бондаренко и др. 2004) выделяет фильтром скользящее равновесное среднее с периодом осреднения 48 ч. крупномасштабные течения U (обозначены на рисунке жирной линией) и течения собственно приливных волн V (рис. 2.10б). Сопоставление рисунков 2.10а и 2.10б показывает, что в моменты I, II, III и т. д. амплитуды колебаний скорости собственно волновых течений минимальны, в моменты I′, II′, III′ и т.д. – максимальны.
Волновой перенос U изменяется с тем же периодом 13,66 суток, и пропорционально величинам амплитуд колебаний скорости течений приливных волн V приблизительно в соответствии с уравнением
U = 3V
Максимальные скорости течений приливных волн V равны 35 см/с, а максимальные скорости крупномасштабных циркуляционных течений U равны 120 см/с. (Бондаренко и др 2004) делает вывод: приливные волны V также как и континентальные шельфовые волны способны создавать волновые переносы с большими скоростями.
В работе (Щевьев 2005) сказывает сомнения в возможности волн амплитудой до 35 см/с., колебаний около положения равновесия, создавать однонаправленный перенос масс воды с максимальными скоростями до 120 см/с. Рассматривается иная интерпретация этого уникального эксперимента.
Рис. 2.10. Течения в Охотском море на банке Кашеварова (Рогачев К. А. 2001).
В дополнение к результатам измерений (рис. 2.10) произведен спектральный анализ высокочастотных колебаний, которые представлялись приливными. Он показал, что это инерционные колебания с периодом (13,63 – 15,38 ч.) и двух гармоник (рис.2.11).
Рис. 2.11. Функция спектральной плотности течений на банке Кашеварова. (Построил Трубкин И. П., ГОИН).
Более правдоподобно можно объяснить результаты наблюдений (рис. 2.10.) следующим образом: во всех внутренних и окраинных морях северного полушария существуют длиннопериодные волновые течения, обегающие бассейн циклонически.
На рис. 2.10а изображен результат измерения суммарного течения, н.ч. и в.ч. Результирующее движение этих течений и есть крупномасштабная циклоническая циркуляция. Движение длиннопериодного волнового течения отклоняется в поле Кориолисовой силы. Образуются инерционные волны (Рис 2.10.б).