Фізичні основи стійкості слоїстих структур області ріка-море (на прикладі Кольської затоки)

Автори: С.І. Бардан, Б.М. Долгоносов, М.Г. Сербов

Рік: 2015

Число: 16

Сторінки: 215-231

Анотація

Розглядаються питання переносу розчинених солей в зоні змішення ріка-море на начальних стадіях змішення. З використанням рівняння конвективно-дифузійного переносу домішків зі змінним коефіцієнтом дифузії, виконаний аналіз процесів для межі поверхні розділу розчинів. На підставі аналітичного рішення встановлено, що градієнтні мікро течії поперек осі подовження створюють двосторонній прошарок гідродинамічного замкнутого шару з ефектом блокування дифузійного перенесення іонів, що сприяє збереженню і стійкості слоїстих структур. Представлені результати натурних вимірювань для Кольської затоки, які підтверджують теоретичні висновки авторів. Ламелярна структура формується в зонах начального контакту вод різного генезису, звідки виходить стійкий пучок ізогалин 10-30‰, який розповсюджується уздовж шару з ізогалиною 24,7‰, розширюючись з інтенсивним сповільненням при стійкому куті нахилу цієї границі розділу області ріка-море.

Теги: гальмування дифузійного переносу; гідродинамічний замикаючий шар; конвективно-дифузійний переніс; область ріка-море; слоїсті структури; фрактальний рельєф

Список літератури

  1. Боуден К. Физическая океанография прибрежных вод: [монография]/ К. Боуден. – М.: Мир, 1988. – 324 с.
  2. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии: [монография]/ В.В. Гордеев. – М.: Наука, 1983. – 160 с.
  3. Шулейкин В.В. Физика моря: [монография]/ В.В. Шулейкин. – М.; Наука, 1968. – 1083 с.
  4. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов: [монография]/ К.Н. Федоров.- Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 296 с.
  5. Roberts P.J. R., Webster D. Turbulent diffusion. Environmental fluid mechanics — Theories and Application. Reston: ASCE Press, 2002. 467 p.
  6. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т.1, Баренцево море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности / Под ред. Ф.С. Терзиева. – Л.: Гидрометеоиздат, 1992. – 182 с.
  7. Долгополова Е.Н. Классификация эстуариев по гидродинамическим процессам/ Е.Н. Долгополова, М.В. Исупова // Водные ресурсы. – 2010. – Т.33, № 3. – С. 274–291.
  8. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Т.2. История природных вод: [монография]/ Избранные сочинения. – Т.IV. – Кн. 2. – М.: Изд. АН СССР, 1960. С. 7–538.
  9. Лисицын А.П. Ледовая седиментация в морях и океанах: [монография]/ А.П. Лисицын. – М.: Наука, 1994. – 450 с.
  10. Emelianov G.M. The Barrier Zones in the Ocean. Berlin–Heidelberg: Springer Verlag, 2005. 636 p.
  11. Злобин А. Экосистемы водорослей в изменяющихся условиях среды обитания (Теория, эксперимент, предположения): [монография] /А. Злобин, В. Нянишкене, Н. Путинцев. – Вильнюс: Моклас, 1987. – 296 с.
  12. Бардан С.И. Классификация биологических барьеров и ее использование на примере термодинамических барьеров в морях Русской Арктики/ С.И. Бардан //Материалы Межд. науч. конф. «Современные климатические и экосистемные процессы в уязвимых природных зонах» (г.Ростов-на-Дону, 5-8 сентября 2006 г.). Ростов-на-Дону: Изд. ЮНЦРАН, 2006. – С. 22-25.
  13. Бардан С.И. Система однородных показателей при количественном описании смешения морских и пресных вод и классификационные критерии деления областей их взаимодействия /С.И. Бардан // Природа морской Арктики: современные вызовы и роль науки: Тез. докл. Междунар. науч. конф. (г. Мурманск, 10-12 марта 2010 г.). Апатиты: КНЦ РАН, 2010. – С. 24—27.
  14. Бардан С.И. Количественный анализ и динамика области смешения морских и материковых вод Южного колена Кольского залива (Баренцево море) / С.И. Бардан // Изучение и освоение морских и наземных экосистем в условиях арктического и аридного климата: Мат. межд. науч. конф. (Ростов-на-Дону, 6–10.06.2011). Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2011. –     С. 20–24.
  15. Бардан С.И. Оптические характеристики зоны смешения морских и пресных вод в Южном колене Кольского залива (Баренцево море) в летний сезон /Н.Г. Сербов // Український гидрометеорологічний журнал.- 2011. – № 9. – С. 210-219.
  16. Перельман А.И. Изучая геохимию…(О методологии науки): [монография] /А.И. Пельман. М.: Наука, 1987. – 152 с.
  17. Бардан С.И. Суточная изменчивость гидрохимических параметров в начальный период органотрофной фазы функционирования экосистемы Кольского залива (Баренцево море) /С.И. Бардан, Т.Г. Ишкулова. // Изв. РАН. Сер. Географ. – 2010. – №4. – С. 90–100.
  18. Бардан С.И.. Характеристика амилолитической активности водной среды в Кольском заливе для осеннего периода и анализ факторов определяющих её уровень/ С.И. Бардан, Г.А. Корнеева. // Природа шельфа и архипелагов Европейской Арктики: Материалы междунар. науч. конф. (Мурманск, 27-30 октября 2010 г.). – 2010. – Вып. 10. – С. 18—25.
  19. Долгоносов Б.М. Нелинейная динамика экологических и гидрологических процессов: [монография] /Б.М. Долгоносов. – M.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. – 440 с
  20. Зубов .Н. Морские воды и льды: [монография]/ Н.Н.Зубов. – М.: Гидрометеоиздат, 1938. – 453 с.
  21. Drummond I.T., Munch W. Turbulent stretching of line and surface elements. J. Fluid Mech., 1990, vol. 215, pp. 45-59.
  22. Muzzio F.J., Ottino J.M. Dynamics of a lamellar system with diffusion and reaction: Scaling analysis and global kinetics. Phys. Rev., 1989, A 40 (12), pp. 7182—7192.
  23. Ottino J.M., Rantz W.E., Macosko C.W. A lamellar model for analysis of liquid—liquid mixing. Chem. Eng. Sci, 1979, vol. 34, pp. 877.
  24. SBE 19plus SEACAT PROFILER. User Manual. Version 012. Bellevue, Washington, DC, 2005. 137 p.
  25. Rantz W.E. Fluid mechanical mixing – lamellar description. Mixing of Liquids by Mechanical Agitation. New York: Gordon and Breach, 1985. 15 p. (Eds: Ulbricht J.J., Patterson G.K.).
  26. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе А.В. Теория моделирования и возможности ее применения в трибологии: [справочник по триботехнике] /Э.Д. Браун, Ю.А. Евдокимов, А.В. Чичинадзе. – Т. 1. Теоретические основы. М.: Машиностроение, 1989. – С. 324-333.
  27. Долгоносов Б.M. Закономерности гидролиза и коагуляции солей алюминия на начальной стадии смешения растворов/ Б.М. Долгоносов // Теор. основы хим. Технологии. – 2005. – Вып. 39, № 3. – С. 282-294.
Завантажити повний текст (PDF)