Морской гидрофизический журнал. 2020; 36: 300-312
Характеристики короткопериодных внутренних волн Авачинского залива по данным экспедиционных и спутниковых наблюдений, выполненных в августе – сентябре 2018 года
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-3-300-312Аннотация
Цель. В работе оцениваются характеристики короткопериодных внутренних волн в различных по гидрологическим и морфометрическим условиям районах Авачинского залива Тихого океана.
Методы и результаты. Характеристики внутренних волн оцениваются на основе обобщения результатов экспедиционных исследований, проводившихся августе – сентябре 2018 г. в Авачинском заливе, данных дистанционного зондирования высокого разрешения с привлечением результатов моделирования приливов. В работе также производится прямое сопоставление данных контактных и спутниковых наблюдений за внутренними волнами. В результате работы показано, что в мелководном районе Авачинского залива регистрируются волны с высотами от 10 до 15 м. Они встречаются в 10 % от общего числа случаев. В глубоководном районе залива также часто регистрируются внутренние волны, однако их максимальная высота не превышает 10 м. На спутниковых снимках обнаружено 72 проявления короткопериодных внутренних волн. Прослеживаются проявления, распространяющиеся к берегу с приливной периодичностью от источника генерации, находящегося в районе изобаты 500 м, где имеется сильный уклон дна.
Выводы. В результате работы установлена ярко-выраженная связь цугов волн, зарегистрированных в мелководном районе, с полусуточной приливной динамикой. На основе анализа гидрологической ситуации и спутниковых изображений выдвинуто предположение, что внутренние волны могут генерироваться не только в результате распада баротропного прилива, но и благодаря инерционным колебаниям фронтального раздела, образованного меандрами Камчатского течения в присутствии неглубокого обостренного пикноклина. Анализ синхронных спутниковых и судовых наблюдений позволил установить, что внутренние волны высотой 5–8 м отчетливо проявляются на морской поверхности при глубине залегания пикноклина 10–20 м.
Список литературы
1. Сабинин К. Д., Серебряный А. Н. «Горячие точки» в поле внутренних волн в океане // Акустический журнал. 2007. Т. 53, № 3. С. 410–436. URL: http://www.akzh.ru/pdf/2007_3_410-436.pdf (дата обращения: 03.04.2020).
2. Сабинин К. Д., Серебряный А. Н., Назаров А. А. Интенсивные внутренние волны в Мировом Океане // Океанология. 2004. Т. 44, № 6. С. 805–810.
3. Родионов А. А., Семенов Е. В., Зимин А. В. Развитие системы мониторинга и прогноза гидрофизических полей морской среды в интересах обеспечения скрытности и защиты кораблей ВМФ // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2012. Т. 5, № 2. С. 89–108. URL: http://hydrophysics.info/wpcontent/uploads/2014/10/%D0%A0%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2.pdf (дата обращения: 03.04.2020).
4. Храпченков Ф. Ф. Гидрологическая структура и распределение энергии вихрей Камчатского течения // Метеорология и гидрология. 1989. № 1. С. 65–71.
5. База данных наблюдений внутренних волн в Мировом океане / А. С. Епифанова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 4. С. 395–403. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-395-403
6. Jackson C. R. An Atlas of internal solitary-like waves and their properties. Alexandria: Global Ocean Associates, 2004. 560 p. URL: https://www.internalwaveatlas.com/Atlas2_index.html (дата обращения: 09.08.2019).
7. Pao H. P., He Q. Generation and transformation of intense internal waves on shelves // Abstracts for COAA Scientific Workshop, at the University of Maryland, Collage Park, July 13, 2002. URL: http://www.coaaweb.org/documents/2002JulyAbstracts.pdf (date of access: 10.04.2020).
8. Жегулин Г. В., Зимин А. В., Родионов А. А. Анализ дисперсионных зависимостей и вертикальной структуры внутренних волн в Белом море по экспериментальным данным // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 4. С. 47–59.
9. Robinson I. S. Discovering the Ocean from Space: The unique applications of satellite oceanography. London: Springer, 638 p. doi:10.1007/978-3-540-68322-3
10. Klemas V. Remote sensing of ocean internal waves: An overview // Journal of Coastal Research. 2012. Vol. 28, no. 3. P. 540–546. doi:10.2112/JCOASTRES-D-11-00156.1
11. Короткопериодные внутренние волны в Белом море: оперативный подспутниковый эксперимент летом 2012 г. / А. В. Зимин [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2014. № 3. С. 41–55. doi:10.7868/S0205961414030087
12. Изменчивость фронтальных разделов и особенности мезомасштабной динамики вод Белого моря / Д. А. Романенков [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 1. С. 59–72.
13. Внутренние волны на шельфе Черного моря в районе Гераклейского полуострова: моделирование и наблюдение / В. А. Иванов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 4. С. 322–340. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-322-340
14. Коняев К. В., Сабинин К. Д. Волны внутри океана. СПб. : Гидрометеоиздат, 1992. 271 с.
15. Зимин А. В. Субприливные процессы и явления в Белом море. М. : ГЕОС, 2018. 220 с.
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2020; 36: 300-312
Characteristics of Short-Period Internal Waves in the Avacha Bay Based on the In Situ and Satellite Observations in August-September, 2018
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-3-300-312Abstract
Purpose. The paper is aimed at evaluating the characteristics of short-period internal waves in different regions of the Avacha Bay in the Рacific Ocean concerning their hydrological and morphometric conditions.
Methods and Results. The characteristics of internal waves are assessed through synthesizing the results of the in situ studies in the Avacha Bay in August-September, 2018, the high-resolution remote sensing data and the results of tidal modeling. The data of the in situ and satellite observations of internal waves were also directly compared. The results show that in the shallow part of the Avacha Bay, the waves, whose heights are from 10 to 15 m were observed. They constitute 10 % of the total number of cases. In the deep-water part of the bay, the internal waves are also often observed, but their maximum height does not exceed 10 m. The satellite images show 72 manifestations of shortperiod internal waves. Some of them spread to the coast with a tidal frequency from the generation source located around the 500 m isobath where the bottom abruptly slows down.
Conclusions. The results of the investigation revealed a pronounced relationship between the wave trains recorded in the shallow-water area and the semidiurnal tidal dynamics. Analysis of the hydrological situation and the satellite images permitted to assume that the internal waves could be generated as a result of not only a barotropic tide collapse, but also due to the inertial oscillations of the frontal zone formed by the Kamchatka current meanders in the presence of a shallow sharpened pycnocline. Having been analyzed, the synchronous satellite and in situ observations made it possible to find out that the internal waves of the 5–8 m height were distinctly manifested on the sea surface in case the pycnocline depth was 10–20 m.
References
1. Sabinin K. D., Serebryanyi A. N. «Goryachie tochki» v pole vnutrennikh voln v okeane // Akusticheskii zhurnal. 2007. T. 53, № 3. S. 410–436. URL: http://www.akzh.ru/pdf/2007_3_410-436.pdf (data obrashcheniya: 03.04.2020).
2. Sabinin K. D., Serebryanyi A. N., Nazarov A. A. Intensivnye vnutrennie volny v Mirovom Okeane // Okeanologiya. 2004. T. 44, № 6. S. 805–810.
3. Rodionov A. A., Semenov E. V., Zimin A. V. Razvitie sistemy monitoringa i prognoza gidrofizicheskikh polei morskoi sredy v interesakh obespecheniya skrytnosti i zashchity korablei VMF // Fundamental'naya i prikladnaya gidrofizika. 2012. T. 5, № 2. S. 89–108. URL: http://hydrophysics.info/wpcontent/uploads/2014/10/%D0%A0%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2.pdf (data obrashcheniya: 03.04.2020).
4. Khrapchenkov F. F. Gidrologicheskaya struktura i raspredelenie energii vikhrei Kamchatskogo techeniya // Meteorologiya i gidrologiya. 1989. № 1. S. 65–71.
5. Baza dannykh nablyudenii vnutrennikh voln v Mirovom okeane / A. S. Epifanova [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2019. T. 35, № 4. S. 395–403. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-395-403
6. Jackson C. R. An Atlas of internal solitary-like waves and their properties. Alexandria: Global Ocean Associates, 2004. 560 p. URL: https://www.internalwaveatlas.com/Atlas2_index.html (data obrashcheniya: 09.08.2019).
7. Pao H. P., He Q. Generation and transformation of intense internal waves on shelves // Abstracts for COAA Scientific Workshop, at the University of Maryland, Collage Park, July 13, 2002. URL: http://www.coaaweb.org/documents/2002JulyAbstracts.pdf (date of access: 10.04.2020).
8. Zhegulin G. V., Zimin A. V., Rodionov A. A. Analiz dispersionnykh zavisimostei i vertikal'noi struktury vnutrennikh voln v Belom more po eksperimental'nym dannym // Fundamental'naya i prikladnaya gidrofizika. 2016. T. 9, № 4. S. 47–59.
9. Robinson I. S. Discovering the Ocean from Space: The unique applications of satellite oceanography. London: Springer, 638 p. doi:10.1007/978-3-540-68322-3
10. Klemas V. Remote sensing of ocean internal waves: An overview // Journal of Coastal Research. 2012. Vol. 28, no. 3. P. 540–546. doi:10.2112/JCOASTRES-D-11-00156.1
11. Korotkoperiodnye vnutrennie volny v Belom more: operativnyi podsputnikovyi eksperiment letom 2012 g. / A. V. Zimin [i dr.] // Issledovanie Zemli iz kosmosa. 2014. № 3. S. 41–55. doi:10.7868/S0205961414030087
12. Izmenchivost' frontal'nykh razdelov i osobennosti mezomasshtabnoi dinamiki vod Belogo morya / D. A. Romanenkov [i dr.] // Fundamental'naya i prikladnaya gidrofizika. 2016. T. 9, № 1. S. 59–72.
13. Vnutrennie volny na shel'fe Chernogo morya v raione Gerakleiskogo poluostrova: modelirovanie i nablyudenie / V. A. Ivanov [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2019. T. 35, № 4. S. 322–340. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-322-340
14. Konyaev K. V., Sabinin K. D. Volny vnutri okeana. SPb. : Gidrometeoizdat, 1992. 271 s.
15. Zimin A. V. Subprilivnye protsessy i yavleniya v Belom more. M. : GEOS, 2018. 220 s.
