Некоторые результаты совместных измерений турбулентных характеристик в пограничных слоях моря и атмосферы

Исследование взаимодействия атмосферного и морского пограничных слоев представляет не только теоретический интерес: решение этой задачи необходимо для составления численных методов прогноза погоды и изменения климата. В последнее время актуальность проблемы возросла в связи с экологическими задачами и развитием спутниковых методов диагностики климата. Знание того, что происходит у поверхности, требуется также для описания переноса энергии через устойчивые слои, которые связывают внутренние области атмосферы и океана с их соответствующими пограничными слоями.
Одновременные исследования морской и атмосферной турбулентности проводились на стационарной океанографической платформе МГИ в рамках международного проекта CAPMOS в июне 2005 и 2007 годов. Для исследования характеристик морской турбулентности использовался разработанный в МГИ измерительный комплекс «Сигма-1» [1]. Измерения атмосферной турбулентности проводились с помощью комплекса микрометеорологических датчиков ИФА РАН. Измерения сопровождались непрерывным мониторингом стандартных метеорологических параметров, а также температуры, солености и скорости течений в верхнем слое моря.
Часть данных была получена в условиях выраженного апвеллинга, вызванного сильным западным течением. В большинстве моделей, описывающих турбулентность в приповерхностном слое моря, в отсутствие обрушений в качестве основных механизмов генерации турбулентности обычно рассматриваются сдвиг скорости дрейфового течения и нелинейность поверхностных волн [2]. В условиях же относительно слабого ветра и небольшого волнения становится заметной связь между интенсивностью турбулентности вблизи поверхности моря и потоком тепла в атмосфере. Наблюдаемые колебательные процессы в системе «море – атмосфера» в данном случае были вызваны, по всей видимости, сильным понижением температуры воды. Отрицательный поток тепла формировал устойчивую стратификацию в море, что проявилось как уменьшение скорости диссипации в последующих измерениях.