Влияние придонного пограничного слоя на ветровые морские течения

Abstract

В статье исследуется вызванная ветром стационарная баротропная циркуляция вод в поперечном сечении открытого канала, расположенного на вращающейся плоскости. Показано, что в канале постоянной глубины структура течений существенно зависит от соотношения значений коэффициентов горизонтального и вертикального турбулентного обмена. При относительно небольшой интенсивности горизонтальной турбулентности экмановский дрейф по направлению к берегу канала практически полностью компенсируется потоком, сосредоточенным в пределах придонного пограничного слоя. При учете рельефа дна канала аналогичная концентрация возвратных течений в придонном пограничном слое наблюдается в районах больших градиентов глубины бассейна и при значительной интенсивности горизонтальной турбулентности. Рассматривается пример циркуляции вод над материковым склоном, параметры которого близки к наблюдаемым в Черном море. Обсуждаются возможные применения представленной теории.

У статті досліджується викликана вітром стаціонарна баротропна циркуляція вод у поперечному перетині відкритого каналу, розташованого на обертовій площині. Показано, що в каналі постійної глибини структура течій істотно залежить від співвідношення значень коефіцієнтів горизонтального та вертикального турбулентного обміну. При відносно невеликій інтенсивності горизонтальної турбулентності екмановський дрейф у напрямку до берега каналу практично повністю компенсується потоком, зосередженим у межах придонного прикордонного шару. При урахуванні рельєфу дна каналу аналогічна концентрація зворотних течій у придонному прикордонному шарі спостерігається в районах великих градієнтів глибини басейну та при значній інтенсивності горизонтальної турбулентності. Розглядається приклад циркуляції вод над материковим схилом, параметри якого близькі до спостережуваних в Чорному морі. Обговорюються можливі застосування представленої теорії.

Wind induced stationary barotropic water circulation in the open channel cross section located on the rotating plane is studied in the paper. It is shown that in the channel with constant depth the currents’ structure significantly depends on the ratio between the values of the horizontal and vertical turbulent exchange coefficients. At rather small intensity of horizontal turbulence, the coastward Ekman drift in the channel is practically completely compensated for the flux centered within the near-bottom boundary layer. When the channel bottom topography is taken into account, the analogous concentration of reverse currents in the near-bottom boundary layer is observed around high gradients of a basin depths as well as at considerable intensity of horizontal turbulence. The example of water circulation above the continental slope whose parameters are close to those observed in the Black Sea is considered. Possible application of the represented theory is discussed.