Параметризация коэффициента сопротивления морской поверхности. Теория и эксперимент

Коэффициент сопротивления морской поверхности является одной из основных характеристик, входящих в модели прогноза ветрового волнения и ветра над морем. Широко распространенные на данный момент методы определения этой величины обладают не очень высокой точностью.
Данная работа посвящена верификации новой модели, использумой для расчета коэффициента сопротивления на основании экспериментальных данных. Метод расчета, основан на квазилинейной модели генерации волн ветром, описанной в работе [1]. Особенностями данного подхода является использование экспериментально измеренного пространственно-временного спектра поверхностного волнения, в то время как в основе большинства других методов расчета коэффициента сопротивления поверхности моря лежат эмпирические частотные спектры волнения.
Экспериментальные данные были предоставлены Бабаниным А. В. В ходе серии экспериментов [2], проходившей в период с 1997 по 1999 года на озере Джордж (George), Австралия, производились совместные измерения спектральной плотности поверхностного волнения и вертикального профиля скорости ветра. Для измерения характеристик волнения применялась группа из 8 струнных волнографов, расположенных «звездой». В настоящей работе обработка волнограмм для получения частотно-угловых спектров волнения производится с помощью метода, основывающегося на алгоритме WDM (Wavelet Directional Method) [3]. Профиль скорости ветра восстанавливается по измерениям в шести точках с учетом возможной стратификации воздушного потока по температуре.
Результатам обработки экспериментальных данных позволяют сделать вывод о том, что теоретически рассчитанная величина коэффициента сопротивления морской поверхности хорошо согласуется с экспериментально измеренной величиной

[1] Реутов В.П. , Троицкая Ю.И. Нелинейный инкремент ветровых волн на воде и их возбуждение вблизи порога устойчивости // Известия вузов. Радиофизика. 1995. Т.38, № 3-4. С. 206–210.
[2] Babanin, A. V., and V. K. Makin, Effects of wind trend and gustiness on the sea drag: Lake George study // J. Geophys. Res., 113, 2008, C02015
[3] Donelan M.A., Drennan W.M., Magnusson A.K. Nonstationary Analysis of the Directional Properties of Propagating Waves // Journal of Physical Oceanography, vol. 26, 1996. P. 1901-1914.