книги из ГПНТБ / Монин А.С. Изменчивость мирового океана
.pdf13.111 13 |
200+soo 22. IV |
Рис. 5.1.6. Синоптические картины распределения векто ров крупномасштабных течений на горизонте 300 м (по Корту и др. [33]).
Скорости, показанные пунктиром, получены интерполяцией по глубине (указаны горизонты). Точки с номерами около них показывают расположение буйковых станций на полигоне. Масштабы скорости и расстояния между станциями указаны внизу. Отсутствие стрелки соответствует пропуску в данных.
лиз полученных результатов показал, что картины течений на глу бине 1000 м как бы опережают по времени соответствующие картины для горизонта 300 м. Это заставляет предположить, что ось основного антициклонического возмущения была наклонена в сто рону, обратную направлению перемещения возмущения.
Результаты расчетов для горизонта 200 м и для всех горизон тов, промежуточных между 300 и 1000 м, дают картины течений, вполне аналогичные рассмотренной выше. При этом подтвержда ется вывод о наклоне оси антицнклонического возмущения. Как по-
Рис. 5.1.8. Эволюция меандров Гольфстрима за период с сентября 1965 г. по ноябрь 1966 г. (по Ханзену [38]).
казал анализ, картина изменчивости на горизонте 50 м более сложна, чем на глубинных горизонтах, хотя и здесь обнаружива ются «следы» описанных выше вихреобразных возмущений в поле скорости (согласно наблюдениям, скорости течений в поверхност ных слоях океана в значительной степени обусловлены синоптиче скими возмущениями в поле ветра).
Наиболее отчетливо синоптические вихри прослеживаются при анализе интенсивных пограничных течений (Гольфстрим, Куросио и др.). Еще в 1937 г. Черч [34], изучая данные термографных запи сей при пересечении судами Гольфстрима, заметил, что ось Гольф стрима (после м. Хаттерас) искривлена и испытывает волнообраз ные колебания *. Такие искривления оси Гольфстрима по предло-
* Положение оси Гольфстрима обычно определяется не непосредственно, а по положению изотермы 15° С на глубине 200 м или по максимуму горизонтального градиента температуры на поверхности, что дает возможность быстрой гидроло гической съемки (см. [35]).
162
жению |
Айслина |
получили |
название |
меандров |
(по |
аналогии |
с речными меандрами) (см. рис. 5.1.7, заимствованный |
из работы |
|||||
[36]). |
С этой поры меандрирование Гольфстрима |
исследовалось |
||||
в многочисленных экспедициях |
(см. [37]). |
|
|
|||
На |
рис. 5.1.8 |
показана, по Ханзену |
[38], эволюция |
меандров |
||
Гольфстрима на участке между 70 и 60° з. д. за период с сентября
1965 г. по ноябрь |
1966 г., построенная |
по данным |
более 4000 бати- |
||
64 |
60 |
66 |
64 |
60 |
66 |
64 60 56 64 60 56
Рис. 5.1.9. Формирование вихря из удлиненного меандра с 16 по 22 июня 1950 г. (по Фуглистеру и Вортингтону [39]).
Температура — в градусах Фаренгейта.
термограмм. Диагональные линии проведены для определения фа зовой скорости перемещения меандров к востоку; в среднем эта ско рость за 15-месячный период составила 10 км/сутки, или 8 см/с. Ход линий изофаз указывает на неравномерный характер переме щения меандров. Очень сложна и картина роста амплитуды меандров.
Рисунок 5.1.9, заимствованный из работы [39], демонстрирует своеобразную эволюцию меандров, приводящую к их трансформа ции в отдельные вихри. Это явление изучалось также в работах Фуглистера [40] и Саундерса [41].
11* |
163 |
Рис. 5.1.10. Изменения положения оси Гольфстрима в течение всего эксперимента в 1969 г. (по Робинсону [42]).
Указаны дата н время.
1 — 0 ч 4 июля, 2 —0 ч 7 июля, 3 — 0 ч 12 июля, 4 — 12 ч 17 июля.
1 — 0 ч 4 июля, 2 — 12 ч 4 июля, |
3 — 0 ч 5 июля, 4 — 12 ч 5 июля, .5 —0 ч |
б июля, |
5—12 ч 6 июля. |
Очень интересные данные специально спланированной для изу чения меандров Гольфстрима экспедиции 1969 г. сообщает Робин сон [42]. По материалам этой экспедиции впервые удалось полу чить мгновенные «фотографии» оси Гольфстрима. Отметим три наи более интересных результата. На рис. 5.1.10 показаны медленные
изменения положения |
и формы оси Гольфстрима, происходившие |
в течение 2-недельного |
периода наблюдений. На рис. 5.1.11 отчет |
ен/. |
|
зв°оо,г- |
|
37°30'
|
|
|
ошиб. |
±5,5км |
|
зт>ао' |
|
|
|
|
|
|
|
70 БО 50 W 30 20 10 0 км |
|||
|
|
J |
!__! I I |
I I |
|
36°Э0 |
70°30' |
70°00' |
В9°30' |
69°00'з.д. |
|
7Р00' |
|||||
Рис. 5.1.12. |
S-образные |
изменения |
положения |
оси Гольфстрима |
|
|
в июле |
1969 г. (по Робинсону [42]). |
|
||
/ — 12 ч 13 июля, 2 — 12 ч 15 июля, 3 — 12 ч 16 июля, |
4 — 12 ч 17 июля. |
||||
ливо видны мелкомасштабные возмущения (с длиной волны, сравнимой с шириной Гольфстрима) с периодом 2—3 суток- (по амплитуде они вполне сравнимы с более медленными изменениями, указанными на рис. 5.1.10). Наконец, рис. 5.1.12 указывает на нали чие S-образных особенностей, проходящих рассматриваемую об ласть примерно за сутки (и, по-видимому, распространяющихся на восток).
Отметим, наконец, статистические оценки таких параметров, как степень меандрирования Гольфстрима и т. п., полученные в ра ботах Баранова [43; 44, гл. II] .
Меандры Куросио имеют свои характерные особенности — си ноптическая изменчивость'здесь, по-видимому, развита значительно слабее по сравнению с Гольфстримом [45, 46, 47, 48]. Согласно Ро бинсону и Тафту [49], можно выделить два «устойчивых» положе-
165
ния оси Куросио (эти типичные |
положения |
изображены на |
|
рис. 5.1.13 и 5.1.14). В каждом из этих положений |
Куросио |
нахо |
|
дится в течение нескольких лет (так, положение оси течения, |
изо |
||
браженное на рис. 5.1.14, оставалось |
«неизменным» с мая 1959 г. |
||
по май 1963 г.), причем переход от одного положения к другому за-
Рис. 5.1.13. Скорости на поверхности (по ЭМИ Ту) с 4 по 26 августа 1956 г. (по Робинсону и Тафту [49]).
Черный треугольник на каждом галсе указывает место, где достигается макси мальная скорость, а также направление течения; цифры у треугольников указы вают величину скорости в узлах. Черные точки на галсах (изображенных сплош ными линиями) указывают на скорости больше 0,9 узла и направленные примерно параллельно скорости на оси Куросио. Пунктирные участки галсов указывают
области, где скорости |
меньше узла, |
лежащие, по-видимому, |
вне зоны |
Куросио: |
|
там же. где скорости |
больше 0,9 |
узла, указаны |
сами |
скорости |
(масштаб |
см. в правом нижнем |
углу). Изобаты — в метрах. |
|
|||
нимает от 3 до 6 месяцев (подобных двух |
устойчивых |
положений |
|||
для Гольфстрима не наблюдается). Эти переходы, представляющие основной интерес с точки зрения синоптической изменчивости, изу чены еще недостаточно; некоторое представление о них дает рис. 5.1.15, где по данным Иошида [46] показано изменение положе ния оси Куросио за период с марта по июль 1959 г. (скорость «про
движения» |
меандров с запада на восток достигает 4 миль/сутки). |
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
1. D e f a n t |
A. und S c h u b e r t О. Strommesungen und Ozeanographische Se- |
|
rien-beobachtungen der 4 — Lander Untersuchung im Kattegat |
10—17 August |
|
1931.— Veroffentlichungen des Instituts fur Meereskunde in |
der Universitat |
|
Berlin. 1937, H. 25, S. 1—144. |
|
|
166
Рис. 5.1.15. Изменение положения оси Куросио за период с марта по июль 1959 г. (по Иошида [46]).
2. |
Ш т о к ы а н В. Б., И в а н о в е к и й И. И. Результаты стационарного изуче |
||||
|
ния течений у западного берега Среднего Каспия.— «Метеорология |
и гидро |
|||
|
логия», 1937, № 3—5, с. 154—160. |
|
|
||
3. |
О з м и д о в |
Р. В. Статистические характеристики горизонтальной |
макротур |
||
|
булентности |
в Черном море.— «Труды ИОАН», 1962, |
т. 60, с. 114—129. |
||
4. О з м и д о в Р. В., Я м п о л ь с к и й А. Д. Некоторые |
статистические |
характе |
|||
|
ристики колебаний |
скорости и плотности в океане.— «Изв. АН СССР. Фи |
|||
|
зика атм. и океана», |
1965, т. 1, № 6, с. 615—622. |
|
|
|
5. R i c h a r d s o n W. S., S t i m s о n P. В., W i 1 k i n s |
С. H. Current |
measure |
|||
|
ments from moored buoys.—„Deep-Sea Res.", 1963, vol. 10, No. 4, p. 369—388. |
||||||||
6. |
W e b s t e r |
F. A preliminary analysis of |
some Richardson current meter re |
||||||
|
cords—„Deep-Sea Res.", 1963, vol. 10, No. 4, p: 389—396. |
|
|
||||||
7. |
F о f о n о f f N. P. Current measurements |
from |
moored |
buoys, |
1959—1965.— |
||||
|
Woods Hole Oceanogr. Inst. Ref., No. |
68—30, |
1968 |
(unpublished |
manus |
||||
|
cript) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
S t a l c u p |
M. C. and Me te a |
If W. G. Direct |
measurements of |
the |
Atlantic |
|||
|
Equatorial |
undercurrent.—„J. |
Mar. Res.", |
1966, |
vol. 24, No. 1, p. |
44—55. |
|||
9. Длительные измерения изменчивости физических полей на океанических по
лигонах как новый этап в исследовании океана.— «ДАН СССР», |
1969, т. 186, |
||||
№ 5, с. 1070—1073. Авт. В. Б. Ш т о к м а н, М. Н. К о ш л я к о в , |
Р. В. О з - |
||||
м и д о в , Л. М. Ф о м и н , А. Д. Я м п о л ь с к и й. |
|
|
|
||
10. W о г t h i n g t о n L. V. An |
attempt to |
measure the |
volume transport of |
Nor |
|
wegian sea overflow water |
through |
the Denmark |
strait.—„Deep-Sea |
Res.", |
|
1969, suppl. to vol. 16, p. 421—432.
11. K v i n g e Т., L e e A., S a t re R. Report on study of variability in the Nor wegian Sea. April/May 1967. Universitet in Bergen, Geofysisk Institutt Ber
|
gen, 1968, |
p. |
1—31. |
|
|
|
|
|
|
12. |
G o u l d |
W. J. Observations of an event in some current measurement |
in |
the |
|||||
|
Bay of |
Biscay.—„Deep-Sea Res.", 1971, vol. 18, No. 1, p. 35—50. |
|
|
|||||
13. |
G o u l d |
W. J . Spectral characteristics of some deep current records from |
the |
||||||
|
eastern |
North |
Atlantic—„Phil. |
Trans. Roy. |
Soc. London", |
1971, |
A |
270, |
|
|
No. 1206, |
p. 437—450. |
|
|
|
|
|
||
14. |
S c h m i t z |
W. J . , Jr., R o b i n s o n A. R. and |
F u g l i s t e r |
F. C. |
Bottom |
||||
|
velocity |
observations directly under the Gulf Stream.—..Science", N. Y., |
1970, |
||||||
|
vol. 170, No. 3963, p. 1192—1194. |
|
|
|
|
|
|||
15. К о р т |
В. |
Г. |
Гидрофизический |
эксперимент |
в Атлантике.— «Вестник |
АН |
|||
|
СССР», |
1971, № 2, с. 92—101. |
|
|
|
|
|
||
16.R. R. S. Discovery Cruise 34 Report, 2—28 June 1970, N. I. О. Cruise Report, 1970, No. 34. (unpublished manuscript).
17. |
S w a l l o w |
J . C. A neutral-buoyancy float for measuring deep |
current.—„Deep- |
|
|
Sea Res.", 1955, vol. 3, No. 1, p. 74—81. |
|
|
|
18. |
S w a l l o w |
J . C. Some further deep current |
measurements |
using neutrally- |
|
buoyant floats.—„Deep-Sea Res.", 1957, vol. 4, |
No. 2, p. 93—104. |
||
19.C r e a s e J. Velocity measurements in the deep water of the western North Atlantic—„J. Geophys. Res.", 1962, vol. 67, No. 8, p. 3173—3176.
20.T h о m p s о n R. Topographic Rossby waves at a site north of the Gulf Stream.—„Deep-Sea Res.", 1971, vol. 18, No. I, p. 1—19.
21. М о н и н |
А. С, |
Я г л о м A. M. Статистическая |
гидромеханика. |
Ч. |
2. M., |
«Наука», |
1967. |
720 с. |
|
|
|
22. R h i n е s |
P. Observations of the energy-containing |
oceanic eddies, |
and |
theore |
|
tical models of waves and turbulence.— In: IUCRM |
Conference on Atm. Waves, |
||||
La Jolla, |
Calif. U. S. A., June 1972 (unpublished manuscript). |
|
|
||
23. W u n s с h C. The spectrum from two years to two minutes of temperature fluctuations in the main thermocline at Bermuda.—„Deep-Sea Res.", 1972» vol. 19, No. 8, p. 577—593.
168
24. |
S a u n d e r s P. M. Space |
and time variabiity of temperature |
in the |
upper |
|
ocean.—„Deep-Sea Res.", 1972, vol. 19, No. 7, p. 467—480. |
|
|
|
25. |
W у r t к i K. The spectrum |
of ocean turbulence over distances between 40 and |
||
|
1000 kilometers.—..Deutsche |
Hydrogr. Zeitschrift", 1967, Ig. 20, |
H. 4, S. |
176— |
|
186. |
|
|
|
26. |
F о f о n о f f |
N. P. and W e b s t e r F. Current measurements in |
the |
western |
|||||||||
|
Atlantic—„Phil. Trans. Roy. Soc. London", 1971, A 270, No. 1206, p. 423—436. |
||||||||||||
27. |
С а у с к а н E . M. К |
вопросу об изучении течений в Атлантическом |
океане |
||||||||||
|
по |
данным |
миогосуточных |
буйковых |
станций.— «Океанология», |
1966, |
т. 6, |
||||||
|
вып. 1, с. 53—61. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
28. |
С а у с к а и |
Е. М. Краткопериодные изменения течений в северо-западной |
|||||||||||
|
части |
Тихого океана |
и их прогноз.— «Труды Гидрометцентра |
СССР», |
1969, |
||||||||
|
вып. 51, |
с. 3—16. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
29. |
В о л ж е н к о в В. А., И с т о ш и н Ю. В. Применение |
спектральных |
функций |
||||||||||
|
к |
исследованию изменчивости океанографических |
характеристик.— «Труды |
||||||||||
|
ЦИПа», |
1965, вып. 142, с. 103—107. |
|
|
|
|
|
|
|||||
30. |
Л е д е р |
И. |
3. Короткопериодная изменчивость температуры и солености |
||||||||||
|
воды |
в |
отдельных |
районах |
Северной |
Атлантики.— «Труды |
ГОИН», |
1969, |
|||||
вып. 96, с. 106—125.
31.Краткопериодная изменчивость океанологических условий в промысловых районах системы вод Куросио. Ч. 1.—«Изв. ТИНРО», 1969, т. 68, с 45—67.
Авт.: Р. Г. Г р и г о р к и н а , А. Н. М и ч у р и н , П. П. П р о в о т о р о в ,
В.Р. Ф у к с .
32.Некоторые результаты гидрофизического эксперимента на полигоне в тропи
ческой Атлантике.— «Изв. АН СССР. Физика |
атм. и океана», 1971, т. 7, № 5, |
||||
с. 511—528. |
Авт.: Л. М. Б р е х о в с к и х , Г. Н. |
И в а н о в - Ф р а н ц к е в и ч , |
|||
М. Н. К о ш л я к о в, К. Н. Ф е д о р о в , Л. М. Ф о м и н , А. Д. Я м п о л ь - |
|||||
с к и й. |
|
|
|
|
|
33. Изменчивость |
крупномасштабных течений |
на |
гидрофизическом полигоне |
||
в тропической Атлантике.—«Изв. АН СССР. Физика атм. и |
океана», |
1973, |
|||
т. 9, № 1, с. 105—109. Авт.: В. Г. К о р т , М. Н. К о ш л я к о в , |
Г. Н. |
И в а |
|||
н о в - Ф р а н ц к е в и ч , В. И. Б ы ш е в , Ю. М. Г р а ч е в . |
|
|
|||
34. C h u r c h P. Е. Temperatures of the western North Atlantic from thermograph records.— Assoc. d'Oceanogr. Phys., UGGI, Publ. Sci., No. 4, Liverpool, 1937, p. 32.
35. F u g l i s t e r |
F . C. Gulf |
Stream „60".— In: Progress in oceanography. Ed. |
Mary Sears, |
1963, vol. 1, |
p. 263—373. |
36.F u g l i s t e r F . C. and V o o r h i s A. D. A new method of tracking the Gulf Stream.—„Limnol. and Oceanogr.", 1965, Suppl. to 10, p. 115—124.
37.S t о m m e 1 H. The Gulf Stream. A Physical and dynamical description, Univ. Calif. Press, Cambr. Univ. Press, 1966, Second Ed., p. 248.
38.H a n s e n D. V. Gulf-stream meanders between Cape Hatteras and the Grand Banks.—„Deep-Sea Res.", 1970, vol. 17,'No. 3, p. 495—511.
39. |
F u g l i s t e r |
F. C. and |
W o r t h i n g t o n |
L . V. Some results of a multiple |
||
|
ship survey |
of the |
Gulf |
Stream.—„Tellus", |
1951, vol. 3, No. 1, p. 1—14. |
|
40. |
F u g l i s t e r |
F. C. Cyclonic eddies formed |
from meanders of the Gulf Stre |
|||
|
am.—..Trans. Am. Geophys. Un.", 1967, vol. 48, No. 1, p. 123. |
|||||
41. |
S a u n d e r s |
P. M. Anticyclonic eddies formed from shoreward meanders of |
||||
|
the Gulf Stream.—„Deep-Sea Res.", 1971, |
vol. 18, No. 12, p. 1207—1219. |
||||
42. |
R o b i n s o n |
A. R. The |
Gulf Stream.—„Phii. Trans. Roy. Soc. London", 1971, |
|||
|
A 270, No. 1206, p. 351—370. |
|
|
|||
43. Б а р а н о в |
E . И. Короткопериодные колебания фронта Гольфстрима в зим |
|||||
|
не-весенний |
сезон |
1963 |
г.— «Океанология», 1966, т. 6, вып. 2, с. 228—233. |
||
44. |
Исследование циркуляции и переноса вод Атлантического |
океана.— «Океано |
||||
|
логические |
исследования», № 22. М., «Наука», 1971. 290 |
с. Авт.: Е. И. Б а |
|||
|
р а н о в , В. А. Б у б н о в , Р. П. Б у л а т о в , И. В. П р и в а л о в а . |
|||||
169