В работах Филатова 1983, 19910 находим обобщение сведений о многочисленных наблюдениях за течениями на многих озерах мира. Основное внимание уделено крупномасштабной циркуляции вод. Показано, что во всех крупных озерах и внутренних морях северного полушария наблюдается крупномасштабная циклоническая циркуляция (рис. 2.23). Это фундаментальный вывод, который подтверждается всеми последующими исследованиями природы течений в крупных озерах и внутренних морях.

            Филатов Н. Н. называет 4 возможные причины возникновения циклонической циркуляции, среди которых -  лагранжев перенос, обусловленный внутренними волнами Кельвина. В работе (Филатов 1983) отмечается: ”Характерное увеличение скорости течений в прибрежной зоне озера – так называемый прибрежный поток – связано с наличием волн Кельвина в крупном стратифицированном озере. Баротропные волны Кельвина могут существовать, если характерные размеры озер больше внешнего радиуса деформации Россби.

В Ладожском и Онежском озерах бароклинные волны Кельвина проявляются и при отсутствии синоптических флюктуаций ветра». Дана типизация озер:

            -Внутренние моря и крупные озера.

            -Мелкие моря, большие мелкие и средние озера.

            -Малые озера.

            -Узкие длинные озера.

                          

Рис. 2.23. Схема течений в глубоких озерах.

1 – Ладожское, 2 – Онежское, 3 – Констанс, 4 – Байкал, 5 – Иссык-куль.

 6 - Севан, 7 – Бива. 8 – Верхнее, 9 – Мичиган. 10 – Гурон, 11 – Эри.

12 – Онтарио. 13 – Маракейбо. 14 – Танганьика. 15 – Балхаш. 16 – Каспий. 17 – Ньяса.

           

 

          Для выявления существующих закономерностей в Онежском озере производились имерения на 30 АБС и поля плотности в узлах расчетной сетки (1000 станций) (Филатов и др. 1990). По результатам измерений проводились диагностические расчеты. Ставилась задача: выполнить верификацию диагностических и адаптационных моделей. Авторы отмечают, что возможность описания динамики вод озера по данным сети наблюдений практически невыполнима.из-за ограниченности парка приборов и широким спектром движений разного масштаба (использовались 30 АБС один год!).

            Баротропные волны становятся «планетарными» и обнаруживаются в виде медленно распространяющихся крупномасштабных течений. Они обнаруживаются по изменчивости горизонтального поля скорости. Для прибрежной зоны характерны захваченные волны, волны Кельвина и топографические волны циркуляции.

            Период изменчивости течений в прибрежной зоне равен 4 суток, в 4х км от берега энергия этих колебаний падает. В центральной части озера доминируют флюктуации, имеющие вращение вектора по часовой стрелке с инерционным периодом 13,5 ч. Вектор течений в волнах Кельвина имеет тенденцию к циклоническому вращению. Разность фаз и когерентность выше доверительного уровня между двумя АБС указывает на «пробегание» течений между двух АБС со скоростью 15 см/с.

            Волна Кельвина распространяется вдоль берега против часовой стрелки. Параметры волн Кельвина изменяются по периметру озера. Время их существования сравнимо с характерным периодом синоптических ситуаций. По измерениям большой продолжительности построены энергетические спектры со значимыми максимумами на инерционном периоде 13, 5 ч., и на периоде 4 сут.

            Н. Н. Филатов рассматривает районы более интенсивных течений. В океане это может быть Гольфстрим или Куросио, в озерах – их аналог – так называемые прибрежные струи (coastal jet), скорость которых может достигать 50 см/с. и более.

            Можно показать, что что использование методов анализа инструментальных наблюдений, которые применял Бондаренко А. Л., позволяет более уверенно выявлять закономерности течений и получать больше информации из тех же наблюдений.

            С помощью фильтрации (Тоср. = 50 ч.) можно было выявить низкочастотную изменчивость волновых течений (авторы называют их волнами Кельвина), по которым видна их периодичность. По разности фаз в разных точках наблюдения можно определить фазовую скорость (интересно сравнить с полученной расчетным методом). Путем фильтрации с еще большим периодом осреднения можно получить изменчивость скорости квазипостоянной циркуляции. Будет видно, что она существует всегда, потому что всегда наблюдаются  низкочастотные течения волновой природы и крупномасштабная циркуляция есть результирующее движение низкочастотных волновых течений.

             К сожалению в докторской диссертации Филатова Н. Н. (1991. Динамика вод озер) основной пункт для защиты звучал так: «Выполненные эксперименты, наблюдения показали отсутствие типичных крупномасштабных гидродинамических полей в Каспийском море с доминированием циркуляции вод, как это утверждалось ранее». Такой вывод сделан потому, что расчеты на модели показали отсутствие крупномасштабной циркуляции.

             

Рис. 2.24. Зависимость периода длиннопериодных волновых течений от длины шельфа (окружности) моря. А – Охотское море, В – Черное море, С – Средний Каспий, D – Онежское озеро, Е – Южный Каспий.

 

            Итак, мы имеем данные инструментальных наблюдений о периоде низкочастотных волновых течений, существующих в Среднем и Южном Каспии, в Черном море, в Охотском море. По этим данным мы построили график зависимости периода от длины окружности (шельфа) водоема (рис. 2.24).