| Аннотация |
Объектом настоящего исследования является район Лофотенской котловины Норвежского моря. Причиной такого выбора заключается в том, что котловина является регионом интенсивного рыбного промысла, что в свою очередь связано с повышенной динамической активностью акватории. Например, активные конвективные процессы и вихревой апвеллинг/даунвеллинг в котловине являются важными факторами создания благоприятных условий для промысловых видов рыб.Большая часть существующих работ, посвященных выявлению вихревых структур в океане, сосредотачивают внимание на двух подходах: 1) выполнение серий натурных гидрологических CTD-разрезов, проходящих через ядра обнаруженных вихрей; 2) автоматическое выявление вихревых структур в поле спутниковых данных (высота поверхности моря, температура поверхности моря, концентрация хлорофилла) или в поле скорости течений, вычисленном по данным спутниковой альтиметрии. Минус первого подхода заключается в том, что такие измерения имеют разовый характер, поэтому отражают только мгновенное состояние одного конкретного вихря и не позволяют воспроизводить его пространственно-временную изменчивость. Второй подход, в отличие от первого, позволяет исследовать вихревую динамику и вихрегенез в различных областях Мирового океана за длительные периоды времени, однако даёт представление лишь о проявлении вихрей на поверхности океана, не отражая их реальную трёхмерную структуру. Настоящее исследование объединяет положительные стороны обоих вышеперечисленных подходов: оно позволяет, с одной стороны, исследовать проявление вихрей в выбранном районе за длительный промежуток времени, а с другой – дает возможность “заглянуть” внутрь вихря, рассчитывая трёхмерные траектории большого количества пассивных маркеров, адвектируемых в модельном поле скорости.Двумерная адвекция активно исследуется многими учеными, однако изучению трехмерной адвекции до сих пор посвящено лишь несколько исследований несмотря на то, что эта задача чрезвычайно важна, поскольку вертикальное перемещение водных масс влияет на многие океанические и биологические процессы. Научная новизна данной работы заключается в том, что на основе результатов собственного трёхмерного гидродинамического моделирования будет проведено уникальное истинно трёхмерное моделирование лагранжевых траекторий, что позволит провести исследование вихревой динамики с акцентом на вертикальной составляющей. Высокое пространственное и временное разрешение полученных результатов гидродинамического моделирования позволит использовать их для анализа динамики не только мезомасштабных, но и субмезомасштабных вихрей. Кроме того, для анализа полученных трёхмерных результатов будет использована совокупность эйлерова и лагранжева подходов, ранее такой синтез осуществлялся только для двумерных данных. Настоящий проект является продолжением недавно защищённой руководителем проекта кандидатской диссертационной работы, посвящённой динамике Лофотенской котловины, где применялась и развивалась теория вихревых нитей В.В. Жмура. В настоящем проекте планируется дополнить и развить представление о динамике и вихрегенезе в Лофотенской котловине, используя теорию нелинейных динамических систем и хаотической адвекции.
|
