Короткопериодные внутренние волны в Белом море

В Белом море ярко выражены полусуточные приливы. Приливный поток трансформируется под влиянием изменений рельефа дна и конфигурации береговой линии, что приводит к образованию на шельфе внутренних приливных волн того же периода и к периодическим смещениям фронтальных зон в районах проливов. Внутренние волны (ВВ) двигаясь дальше по шельфу, испытывают нелинейно-дисперсионный распад, в результате чего возникают группы короткопериодных волн. По мере приближения к берегу уменьшается глубина моря и меняется вертикальное строение вод, что оказывает влияние на особенности внутреннего волнового поля. Наличие сильно изрезанной береговой черты ведет к тому, что в отдельных частях Белого моря формируется собственный гидрологический режим, это благоприятствует формированию региональных особенностей в появлении ВВ.
В работе на основе обобщения данных контактных и спутниковых наблюдений систематизируются представления о характеристиках короткопериодных ВВ на акватории Белого моря.
Контактные наблюдения выполнялись с летние сезоны 2008-2012 г. в типовых по гидрологическим и морфометрическим условиям районах по методике непрерывного сканирования с развертыванием полигонов буйковых станций. Выполненные исследования показали, что поля внутренних волн в них сильно отличаются друг от друга. Выделены области, в которых регулярно отмечаются интенсивные внутренние волны (ИВВ). Показано, что ИВВ обладают значительной нелинейностью, их высота может достигать половины глубины моря, период – десять-двадцать минут. Показано, что прохождение этих волн, даже при отсутствии обрушения приводило к значительной интенсификации вертикального обмена.
Представление о пространственной изменчивости короткопериодных ВВ Белом море было получено на основе радиолокационных изображений ENVISAT ASAR в С-диапазоне и режимах съемки WSM (ширина полосы обзора 400×400 км, пространственное разрешением 150 м) и IMP (100×100 км и 25 м соответственно) при различной поляризации радиолокационного (РЛ) – сигнала выполненных с мая по сентябрь 2010 года. ВВ на РЛ - изображениях проявлялись в виде нескольких последовательных пакетов с характерной дугообразной формой, позволяющей приблизительно определить район их генерации. Обычно наблюдалось характерное увеличение расстояния между последовательными пакетами ВВ по мере удаления от места генерации и уменьшение длины волны в пакетах от фронта к тылу в силу нелинейности ВВ.
В ходе работы было выделено несколько районов Белого моря с максимальным количеством наблюдений пакетов ВВ. Для всех обнаруженных проявлений ВВ определены диапазоны длины волны, длины фронта ведущей волны и количества волн в пакетах. Для каждого из районов Белого моря была определена средняя частота наблюдаемости ВВ в РЛ - снимках. Это позволило впервые выполнить районирование Белого моря по интенсивности проявления короткопериодных ВВ на поверхности.
Кроме того, летом 2012 года были проведен оперативный подспутниковый эксперимент. На основании данных полученных в оперативном режиме со спутника Radarsat-1 и консультаций о поверхностных проявлениях короткопериодных внутренних волн 31 июля – 1 августа был выполнен суточный полигон по измерению характеристик внутренних волн. Во время работ на полигоне наблюдалось прохождение цугов внутренних волн, отчетливо представленными резкими изменениями глубины залегания термоклина и спутниковыми снимками. Полученные в ходе эксперимента данные при дальнейшей обработке могут стать основой для совершенствования алгоритмов интерпретации спутниковых данных для Белого моря.
Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом
университете при частичной поддержке гранта Правительства РФ (Договор
No.11.G34.31.0078) для поддержки исследований под руководством ведущих
ученых, а также в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (Соглашение № 14.B37.21.0639).