Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kvant.mccme.ru/pdf/1999/03/05.pdf Дата изменения: Fri Dec 23 19:25:10 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 00:10:31 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: mercury program

ВНУТРЕННИЕ

ВОЛНЫ

В

ОКЕАНЕ,

ИЛИ

НЕТ

ПОКОЯ

В

ТОЛЩЕ

ВОД

5

Рис.1. Схема исследования внутренних волн с помощью одной вертикали. Кривые на врезке показания датчиков, по которым определяют амплитуды и периоды этих волн

По мере развития техники измерений, для определения амплитуд и периодов внутренних волн появилась возможность использовать одновременно несколько таких приборов, помещенных на одной вертикали. В настоящее время применяются многоэлементные датчики, измеряющие одновременно на разных глубинах не только саму температуру, но и ее вертикальный градиент, и химический состав воды. Сигналы от таких датчиков поступают в судовой компьютер, на дисплее которого рождаются картинки, подобные приведенной на рисунке 1. Но по измерениям на одной вертикали нельзя судить о длине внутренних волн, скорости и направлении их распространения. Чтобы получить такие сведения, надо иметь данные измерений на нескольких вертикалях одновременно. Однако при этом следует иметь в виду, что все эти измерения выполняются в открытом океане на глубине сотен и даже тысяч метров, не всегда в штилевую погоду и часто с качающейся палубы. В таких условиях запуск даже одной измерительной вертикали дело сложное и трудоемкое. Интересным и, пожалуй, весьма перспективным источником сведений о внутренних волнах являются так называемые поплавки нейтральной плавучести. Такой поплавок представляет собой довольно внушительное сооружение, которое, будучи уравновешенным в некотором слое заданной плотности, остается в нем длительное время и совершает вместе с ним колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Пе2 Квант ? 3

риодически такой поплавок 'сообщает' о своем положении в пространстве. Обработка этих сообщений позволяет судить о параметрах внутренних волн в районе движения поплавка. Из самых общих соображений можно представить, что такие волны в толще вод должны вызывать и какие-то эффекты на поверхности. Современные оптические методы исследования поверхностных явлений подтверждают существование таких эффектов. Было обнаружено, например, что при не очень сильном ветре характеристики поверхностных волн над гребнями и ложбинами внутренних волн могут различаться. Схематически влияние внутренних волн на поверхностные можно представить себе так, как изображено на рисунке 2: в верхней части гребня внутренней волны скорость воды направлена по движению волны, а в ложбине в противоположном направлении .1 Стало быть, на поверхностные волны над гребнем внутренней волны и над ее ложбиной действуют противоположные по направлению течения. Для иллюстрации рассмотрим случай, когда поверхностные и внутренние волны бегут навстречу друг другу. Тогда на волны, которые оказались над ложбиной, действует попутное течение, а на волны над гребнем встречное. Попутное течение 'растягивает' волны, и они становятся
1 О движении воды в различных точках волны можно прочитать, например, в статье И.Воробьева 'Океанская зыбь' ('Квант' ?9 за 1992 г.). (Прим.ред.)

более длинными и более пологими, в то время как встречное течение 'сжимает' их, и они становятся короче и круче. Следует отметить, что при определенном соотношении между скоростями встречного течения и волн последние могут совсем остановиться или даже отразиться, как от препятствия. Участки поверхности океана, где высоты и периоды волн изменились под влиянием внутренних волн, могут существенно отличаться по внешнему виду от окружающей акватории. При определенных условиях такие зоны с измененными параметрами поверхностных волн прекрасно видны сверху с самолета или даже из космоса. В настоящее время океанологи разных стран продолжают интенсивные
Движение поверхностной волны Гребень Ложбина

Внутренняя волна Движение внутренн ей волны
Рис. 2. Влияние внутренних волн на поверхностные. Когда они бегут навстречу друг другу, поверхностные волны, оказавшиеся над гребнем внутренней волны, 'сжимаются', а над ее ложбиной 'растягиваются'

как теоретические, так и натурные исследования внутренних волн. Есть все основания полагать, что исследования эти приведут к открытию новых интересных особенностей внутренних волн и к дальнейшему прогрессу этой важнейшей ветви океанологии.