ОБРАЗОВАНИЕ АНТИЦИКЛОНИЧЕСКИХ ВИХРЕВЫХ ЛИНЗ НАД НАКЛОННЫМ ДНОМ В ДВУХСЛОЙНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТОПОГРАФИЧЕСКОГО БЕТА-ЭФФЕКТА

Аннотация

Одним из ярких гидрофизических явлений в океане являются внутрипикноклинные вихревые линзы, или внутритермоклинные вихри, которые образуются в области вытока вод промежуточной плотности из окраинных морей в Мировой океан и имеют антициклоническую завихренность. Часто их обнаруживают возле каньонов, по которым вода промежуточной плотности, текущая по дну континентального склона, проникает в толщу океанских вод на горизонте равной плотности (Филюшкин, Кожелупова, 2020). В данной работе проведены лабораторные эксперименты по образованию вихревых линз в однородной и двухслойностратифицированной водной среде в цилиндрическом бассейне, расположенном на вращающейся платформе. В бассейн вставлен вписанный в него конус вершиной вверх, образующий осесимметричное наклонное дно. Вихревое течение создается с помощью локального вертикального источника постоянного расхода воды, расположенного над конусом на расстоянии половины радиуса бассейна. В случае однородной по плотности водной среды из источника поступала вода той же плотности, что в бассейне, в случае двухслойной – вода промежуточной плотности поступала непосредственно в область границы раздела слоев. Практически во всех экспериментах реализовывался автоколебательный механизм образования антициклонических вихревых линз, дрейфовавших в антициклоническом направлении под действием топографического бета-эффекта (Зацепин, Дидковский, 1996). Исследованы режимы вихревого течения в определенном диапазоне изменения безразмерных параметров эксперимента. Обнаружено существенное влияние значения плотности воды источника на реализацию автоколебательного механизма формирования вихревых линз. Если она близка к плотности воды нижнего, прилегающего к наклонному дну, слоя, то данный механизм функционирует практически так же четко, как в однородной окружающей жидкости. В случае близости плотности вод источника к плотности воды верхнего слоя, действие топографического бета-эффекта при прочих равных условиях ослабевает. В связи с этим, можно полагать, что формирование внутритермоклинных вихревых линз за счет автоколебательного механизма в Мировом океане происходит наиболее эффективно, если отрыв вод промежуточной плотности от склона дна происходит в нижней, а не в верхней, области океанского пикноклина.