Физика течений
в океанах, морях и в озерах
Виктор Алексеевич Шевьёв
Глава 7
Теория течений в океанах, морях и в озерах
Штокман В. Б. (1970) высказал «Некоторые соображения о состоянии и задачах теории океанической циркуляции».
«Мало кто, даже среди ученых, задумывался над тем, чем же должна являться теория и насколько правомочны факты для подтверждения или опровержения ее результатов. …Наиболее просто задачи теории определяются так: Теория есть система взглядов на причины протекающих в природе явлений. Не следует переоценивать роль математики в разработке теории. Система взглядов на природу того или иного явления может быть убедительно развита и без применения математического аппарата, примером чему из области физики являются гениальные идеи и замечательная серия опытов Фарадея по электромагнетизму».
«К сожалению в настоящее время (1970) многие геофизики – океанологи, ложно понимая задачи теории, попросту занимаются математическими упражнениями с целью придать их работам якобы теоретический характер».
Теория гидрофизического процесса – это его основные закономерности. Наиболее просто теорию можно описать вербально (словесно). Наивысшее развитие теории – это математическое описание наблюдаемых закономерностей.
7.1. Теория (основные закономерности) образования и существования
крупномасштабных циркуляций в морях и крупных озерах
В результате воздействия приливообразующих сил на водную массу внутренних и окраинных морей и крупных озер образуются долгопериодные течения волновой природы (наиболее распространенное название волны Россби). Течение волновой природы имеет почти периодическую изменчивость и обладает фазовой скоростью. В Среднем Каспии, у восточного берега наблюдаются скорости волновых течений до 70 см/с. Результирующие скорости (средние скорости переноса) равны3-5 см/с., зарегистрирована фазовая скорость – 35 см/с. В пункте наблюдения «Нефтяные камни» средние скорости переноса водных масс за 5 лет наблюдений изменялись от 5 до 12 см/с.
Период изменчивости долгопериодных волновых течений зависит от размеров водоема. В Среднем Каспии период равен 140 ч., в Южном Каспии период равен 120 ч., в Черном море период равен 240 ч., в Охотском море период равен 13,66 суток. Такие периоды регистрируются в наиболее вероятном месте образования этих волновых течений – вдоль северного или восточного берега. При дальнейшем следовании волн вдоль берега величина периода изменяется из-за неровностей береговой линии и дна.
Результирующее движение волновых течений (средний перенос) – есть крупномасштабная циклоническая циркуляция.
Инерционные течения образуются из-за отклоняющего влияния силы Кориолиса на долгопериодные волновые течения. Массы воды в инерционных волнах движутся в горизонтальной плоскости почти по круговым орбитам с периодом Т= 12 ч/sin(j), где (j - широта места).