Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XVI.E.21
Вихри или волны наблюдаются в океане и морях? Можно ли отличить из космоса?
Щевьев В.А (1)
(1) Институт водных проблем РАН, Москва, Россия
В настоящее время наблюдения за течениями с помощью спутников получили широкое распространение. Существует несколько способов таких наблюдений.
1. Наиболее распространены дрифтерные наблюдения: а) поверхностные; б) ныряющие (Арго). 2. Маркеры (нефть, радиоактивность и др.). 3. Наблюдения за температурой и за уровнем.
Важным свойством наблюдений за поверхностными дрифтерами является возможность выявления волновой природы течений. В настоящее время большинство исследователей считают, что течения в океанах и морях являются геострофическими (струйными) и вихревыми. Как известно, скорость течения в вихре изменяется мало, а направление изменяется периодически (Захарчук Е. А. 2008). Анализ изменчивости скорости перемещения дрифтера по траектории показывает, что скорость изменяется периодически, что является необходимым признаком волновой природы течения. Вторым необходимым признаком волновой природы течений является наличие фазовой скорости. Фазовую скорость можно показать только по инструментальным измерениям скорости и направления течения в двух (и более) точках, расположенных на расстоянии половина длины волны. А. Л. Бондаренко на примерах дрифтерных наблюдений в Гольфстриме и в крупномасштабной циркуляции Черного моря (ОЧТ) показывает периодическую изменчивость течений вдоль траектории следования дрифтера. Особенно это убедительно на участках траектории, где она имеет круговой характер, например, в западной части Черного моря. Это обычно принимается за вихрь. В действительности под влиянием берега составляющая скорости поперек берега становится соизмеримой (или больше), чем составляющая вдоль берега. Поэтому движение частиц воды становится круговым, но периодическое изменение скорости остается.
Катастрофические разливы нефти (в Мексиканском заливе) легко наблюдаются из космоса и позволяют судить о путях распространения и средней скорости течений.
Наблюдения за температурой из космоса также свидетельствуют о волновой природе течений. Участки поверхности моря, где амплитуда скорости течений большая имеют более низкую температуру (Ла-Нинья), а там, где амплитуда скорости течения маленькая, температура повышается (Эль-Ниньо) (Бондаренко А. Л.).
Изменчивость скорости течения в волне проявляется в изменчивости уровня. Альтиметрические наблюдения со спутников показывают высокую пятнистую изменчивость уровня океана. Абсолютное большинство исследователей ошибочно принимают это проявление изменчивости скорости волнового движения за вихри.
Литература.
1. Бондаренко А. Л. Крупномасштабные течения и длиннопериодные волны в мировом
океане. http://www.oceanographers.ru/books/Bondarenko.pdf Moscow, 2011.
2. Захарчук Е. А. Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережье России.Санкт-Петербург. 2008. 358 с.
3. Щевьев В. А. Физика течений в океанах, морях и в озерах. Издательство LAMBERT
academic Publishing. Saarbruken, Germany. ISBN: 978-3-8484-1929-6. 2012 г. 312 с.
Ключевые слова: Океаны, моря, вихри, длиннопериодные волны, дрифтеры, периоды, фазовая скорость, Эль-Ниньо - Ла-Нинья.
Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов
339