Быть ближе к людям:
|
16.05.2013
О наличии резких границ у подводных водопадов
Турбулентное перемешивание средиземноморской воды с атлантической в Гибралтарском водопаде объясняет, почему шлейф залегает именно на глубине 1000 м, но сама природа шлейфа не ясна. До сих пор никто не может сказать, почему в Гибралтарском проливе перемешивание идет более интенсивно, чем в водопаде Датского пролива. Представляется, что определенную роль могут играть следующие факторы: 1) большая крутизна континентального склона у побережья Испании, 2) более неоднородный, чем в Датском проливе, рельеф дна, 3) тот факт, что в Гибралтарском водопаде «движушей силой» служит различие в солености, а в водопаде Датского пролива различие в температуре, 4) значительные колебания потока в Гибралтарском проливе из-за приливов и штормов. Чтобы выяснить, какие из этих (или каких-то других) факторов существенны, нужны новые фундаментальные исследования в области геофизической гидродинамики в сочетании с многочисленными наблюдениями.
Хотя процессы, влияющие на интенсивность перемешивания воды, остаются неясными, исследователи соглашаются в том, что перемешивание играет исключительно важную роль в тепловом балансе между водопадами и окружающими их водными массами. Водопад Кеара, вторгающийся в Северную Атлантику, представляет собой язык холодной воды. На протяжении многих лет, как показывают наблюдения, этот язык сохраняет неизменную форму. Отсюда следует, что вода, движущаяся на север, должна нагреваться и, следовательно, подниматься поперек изотерм. Это возможно лишь в том случае, если более теплая вышележащая вода проникает в водопад благодаря перемешиванию и нагревает воду в нем.
Наличие у водопадов резких границ делает их весьма привлекательными для океанографов,изучающих турбулентное перемешивание в океане. Интенсивность перемешивания, а значит и тепловой баланс (перенос тепла в водопад и из него), измерить довольно легко. Исследования теплового баланса водопадов, проведенные Хоггом, Шмицем, Гарднером и Бискаем, затем Вортингтоном и мною и наконец П. Сондерсом из Института океанографических наук в Великобритании, показывают, что турбулентное перемешивание обеспечивает приблизительно в 1000 раз более эффективный обмен теплом, чем обычная молекулярная теплопроводность. В конечном счете мы надеемся определить тепловые балансы всех водопадов и океана в целом.
Поскольку водопады можно рассматривать как системы, в определенной мере изолированные от остального океана, их можно моделировать в лабораторных условиях. В 1959 г. Т. Эллисон и С. Тэрнер, работавшие в Манчестерском университете, поставили простой эксперимент: в бак с наклонным дном, наполненный пресной водой, в «мелководную» его часть впускалась соленая вода. Измерялись скорость этой более плотной погружающейся воды, а также концентрация соли как функция угла наклона дна и скорости потока.
Наклон дна и скорость потока определяют число Фруда, которое выражает отношение сил инерции к силам плавучести (или отношение действительной скорости потока к скорости, которую он приобрел бы, если бы на него действовала только сила тяжести). Эллисон и Тэрнер обнаружили, что, когда число Фруда такого лабораторного водопада было намного больше 1, поток становился турбулентным; возникавшее перемешивание приводило к тому, что число Фруда быстро стремилось к единице. Отсюда следует, что для водопада, по всей видимости, характерен баланс сил инерции и сил плавучести. Лучшие условия для безопасной и честной игры в pmkazino.com .
Турбулентное перемешивание средиземноморской воды с атлантической в Гибралтарском водопаде объясняет, почему шлейф залегает именно на глубине 1000 м, но сама природа шлейфа не ясна. До сих пор никто не может сказать, почему в Гибралтарском проливе перемешивание идет более интенсивно, чем в водопаде Датского пролива. Представляется, что определенную роль могут играть следующие факторы: 1) большая крутизна континентального склона у побережья Испании, 2) более неоднородный, чем в Датском проливе, рельеф дна, 3) тот факт, что в Гибралтарском водопаде «движушей силой» служит различие в солености, а в водопаде Датского пролива различие в температуре, 4) значительные колебания потока в Гибралтарском проливе из-за приливов и штормов. Чтобы выяснить, какие из этих (или каких-то других) факторов существенны, нужны новые фундаментальные исследования в области геофизической гидродинамики в сочетании с многочисленными наблюдениями.
Хотя процессы, влияющие на интенсивность перемешивания воды, остаются неясными, исследователи соглашаются в том, что перемешивание играет исключительно важную роль в тепловом балансе между водопадами и окружающими их водными массами. Водопад Кеара, вторгающийся в Северную Атлантику, представляет собой язык холодной воды. На протяжении многих лет, как показывают наблюдения, этот язык сохраняет неизменную форму. Отсюда следует, что вода, движущаяся на север, должна нагреваться и, следовательно, подниматься поперек изотерм. Это возможно лишь в том случае, если более теплая вышележащая вода проникает в водопад благодаря перемешиванию и нагревает воду в нем.
Наличие у водопадов резких границ делает их весьма привлекательными для океанографов,изучающих турбулентное перемешивание в океане. Интенсивность перемешивания, а значит и тепловой баланс (перенос тепла в водопад и из него), измерить довольно легко. Исследования теплового баланса водопадов, проведенные Хоггом, Шмицем, Гарднером и Бискаем, затем Вортингтоном и мною и наконец П. Сондерсом из Института океанографических наук в Великобритании, показывают, что турбулентное перемешивание обеспечивает приблизительно в 1000 раз более эффективный обмен теплом, чем обычная молекулярная теплопроводность. В конечном счете мы надеемся определить тепловые балансы всех водопадов и океана в целом.
Поскольку водопады можно рассматривать как системы, в определенной мере изолированные от остального океана, их можно моделировать в лабораторных условиях. В 1959 г. Т. Эллисон и С. Тэрнер, работавшие в Манчестерском университете, поставили простой эксперимент: в бак с наклонным дном, наполненный пресной водой, в «мелководную» его часть впускалась соленая вода. Измерялись скорость этой более плотной погружающейся воды, а также концентрация соли как функция угла наклона дна и скорости потока.
Наклон дна и скорость потока определяют число Фруда, которое выражает отношение сил инерции к силам плавучести (или отношение действительной скорости потока к скорости, которую он приобрел бы, если бы на него действовала только сила тяжести). Эллисон и Тэрнер обнаружили, что, когда число Фруда такого лабораторного водопада было намного больше 1, поток становился турбулентным; возникавшее перемешивание приводило к тому, что число Фруда быстро стремилось к единице. Отсюда следует, что для водопада, по всей видимости, характерен баланс сил инерции и сил плавучести. Лучшие условия для безопасной и честной игры в pmkazino.com .