ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИХРЕВЫХ ПЯТЕН И ПЯТЕН ПАССИВНОЙ ПРИМЕСИ В ОКРЕСТНОСТИ ИЗОЛИРОВАННОЙ ПОДВОДНОЙ ГОРЫ В РАМКАХ ТРЕХСЛОЙНОЙ МОДЕЛИ ОКЕАНА

  • М. В. Шатохин Институт водных проблем РАН
  • В. М. Егорова Институт водных проблем РАН
  • М. А. Соколовский Институт водных проблем РАН; Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
DOI 10.29006/1564-2291.JOR-2025.53(3).3
Ключевые слова трехслойная модель океана, топографический вихрь, пассивная примесь, вихревое взаимодействие, вентиляция вихря, метод контурной динамики

Аннотация

В рамках трехслойной квазигеострофической модели в приближении f-плоскости с помощью метода контурной динамики проведено исследование воздействия топографического антициклона, сформированного над изолированной подводной горой, на движение поверхностного, подповерхностного или придонного вихревого пятна, либо пятна пассивной примеси, переносимого зональным вертикально однородным течением. В частности, показана возможность частичного захвата вихревого пятна квазистационарным топографическим вихрем.

Литература


  1. Альберг Дж., Нильсон Э., Уолш Дж. Теория сплайнов и ее приложения. М.: Мир, 1972. 316 с.

  2. Егорова В. М. Вихревая динамика над неосесимметричной топографией дна во вращающейся стратифицированной жидкости (в приложении к Кипрскому вихрю): Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: 1.6.17. М.: EDN EWOAWU, 2024. 101 с.

  3. Зырянов В. Н. Топографические вихри в динамике морских течений. М.: ИВП РАН, 1995. 240 с.

  4. Каменкович В. М., Кошляков М. Н., Монин А. С. Синоптические вихри в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 264 с.

  5. Козлов В. Ф. Метод контурной динамики в модельных задачах о топографическом циклогенезе в океане // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1983. Т. 19. № 8. С. 845–854.

  6. Козлов В. Ф. Модели топографических вихрей в океане. М.: Наука, 1984. 200 с.

  7. Макаров В. Г. Комплекс программ для исследования методом контурной динамики плоских вихревых течений идеальной жидкости. В сб.: Метод контурной динамики в океанологических исследованиях. Владивосток: ДВО АН СССР, 1990. C. 28–39.

  8. Макаров В. Г. Вычислительный алгоритм метода контурной динамики с изменяемой топологией исследуемых областей // Моделирование в механике. 1991. Т. 5 (22). № 4. С. 83–95.

  9. Мельников М. Е., Седышева Т. Е., Аганова Г. В., Анохин В. М. Особенности геоморфологического строения гайотов Магеллановых гор (Тихий океана) // Известия Российского географического общества. 2013. Т. 145. Вып. 6. С. 29–43.

  10. Монин А. С., Жихарев Г. М. Океанские вихри // Успехи физических наук. 1990. Т. 160. Вып. 5. С. 1–47.

  11. Озмидов Р. В. Диффузия примесей в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 278 с.

  12. Рыжов Е. А., Кошель К. В. Вентилирование области топографического вихря захваченным свободным вихрем // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47. № 6. С. 845–857.

  13. Соколовский М. А. Моделирование трехслойных вихревых движений в океане методом контурной динамики // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. № 5. С. 550–562.

  14. Хайрер Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи. М.: Мир, 1990. 512 c.

  15. Шатохин М. В., Егорова В. М. Динамика примеси во внешнем деформационном поле над подводной возвышенностью // Волны и вихри в сложных средах: Сборник материалов 15-ой международной конференции – школы молодых ученых, Москва, 19–22 ноября 2024 года. Москва: ООО «ИСПО-принт», 2024. С. 247–250.

  16. Шатохин М. В., Соколовский М. А. Динамика пассивной примеси в поверхностном и подповерхностном слоях во внешнем деформационном поле над подводной возвышенностью в океане // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2023. № 3. С. 2330901–1–11. https://doi.org/10.55959/MSU0579-9392.78.2330901.

  17. Alomar C., Estarellas F., Deudero S. Microplastics in the Mediterranean Sea: Deposition in coastal shallow sediments, spatial variation and preferential grain size // Mar. Environ. Res. 2016. Vol. 115. P. 1–10.

  18. Davies P. A. Experiments on Taylor columns in rotating, stratified fluids // Ph. D. thesis, University of Newcastle-upon-Tyne. 1971.

  19. Davies P. A. Experiments on Taylor columns in rotating stratified fluids // J. Fluid Mech. 1972. Vol. 54. P. 691–718.

  20. Dritschel D. G. The stability of elliptical vortices in an external straining flow // J. Fluid Mech. 1990. Vol. 210. P. 223–261.

  21. Egorova V. M., Sokolovskiy M. A., Zodiatis G. A. Three-Layer Model of Hydrodynamic Processes in the Cyprus Eddy System // Ocean Dyn. 2024. Vol. 74. No. 1. P. 19–36.

  22. Egorova V. M., Zyryanov V. N., Sokolovskiy M. A. The hydrodynamic theory of the Cyprus Eddy // Ocean Dyn. 2022. Vol. 72. No. 1. P. 1–20.

  23. Filyushkin B. N., Sokolovskiy M. A., Kozhelupova N. G., Vagina V. M. Dynamics of intrathermocline lenses // Doklady Earth Sci. 2010. Vol. 434. No. 2. P. 1377–1380.

  24. Hide R. Origin of Jupiter’s Great Red Spot // Nature. 1961. Vol. 190. No. 4779. P. 75–76.

  25. Hogg N. G. On the stratified Taylor column // J. Fluid Mech. 1973. Vol. 58. No. 3. P. 517–537.

  26. Liubartseva S., Coppini G., Lecci R., Clementi E. Tracking plastics in the Mediterranean: 2D Lagrangian model // Mar. Pollut. Bull. 2018. Vol. 129. No. 1. P. 151–162.

  27. Melander M. V., Zabusky N. J., McWilliams J. C. Asymmetric vortex merger in two dimensions: Which vortex is ‘‘victorious’’? // J. Phys Fluids. 1987. Vol. 30. No. 9. P. 2610–2612.

  28. Pullin D. L. Contour Dynamics Methods // Annu. Rev. Fluid Mech. 1992. Vol. 24. P. 89–115.

  29. Sokolovskiy M. A. Stability analysis of the axisymmetric three-layered vortex using contour dynamics method // Comput. Fluid Dyn. J. 1997. Vol. 6. No. 2. P. 133–156.

  30. Sokolovskiy M. A., Verron J. Dynamics of Vortex Structures in a Stratified Rotating Fluid // Swidzerland: Springer, Atmos and Oceanogr Sci Lib. 2014. Vol. 47. 382 p.

  31. Taylor G. I. Experiments with rotating fluids // Proc. Roy Soc. Lond. Ser. A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. 1921. Vol. 100. No. 703. P. 114–121.

  32. Taylor G. I. Experiments on the motion of solid bodies in rotating fluids // Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. 1923. Vol. 104. No. 725. P. 213–219.

  33. Zabusky N. J., Hughes M. H., Roberts K. V. Contour dynamics for Euler equations in two dimensions // J. Comput. Phys. 1979. Vol. 30. No. 1. P. 96–106.

  34. Zyryanov V. N. Topographic eddies in a stratified ocean // Reg. Chaot. Dyn. 2006. Vol. 11. No. 4. P. 491–521.

Опубликован
2025-09-21
Выпуск
Том 53 № 3 (2025): Океанологические исследования
Раздел
Физика океана и климат

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)