WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 56 | 57 || 59 | 60 |   ...   | 67 |

«Г И Д Р О iyi Е Т Е О И 3 Д А Т ЛЕНИНГР А Д * 1 9 7 4 УДК 5 5 1.4 6 Приводятся основные сведения о физических явлениях и процессах в океане. Излагаются вопросы термики, ...»

-- [ Страница 58 ] --

Третий метод основан на использовании т е о р е т и ч е с к и х с в я з е й между суммарными течениями и полем ветра. П ри этом методе для типовы х полей ветра рассчитываются течения на основе гой или иной теории суммарных течений, изложенных выше, с учетом эмпирических зависимостей между суммарными тече­ ниями и ветром.

диентного) на основе установления эмпирических и использова­ ния описанных выше теоретических связей между составляющ ими течения и характерными гидрометеорологическими условиями. По' полученным связям либо могут быть построены карты составляю­ щ их течений для различных характеристик гидрометеоусловий,, либо разработаны вспомогательные графики, таблицы, номо­ граммы, позволяющие рассчитывать эти течения.

Все перечисленные методы требую т наличия систематических наблюдений над течениями в море на поверхности и глубинах, и построенные по ним пособия даю т картину течений тем ближе к реальным условиям, чем на большем материале наблюдений эти пособия построены.

Приложение теории случайных функций к изучению и расчету морских течений. Ограниченность гидродинамических теорий тече­ ний и трудность изучения течений в природных условиях на боль­ ших океанских просторах заставили искать новые пути в изучении течений. Одним из та ких путей является приложение теории веро­ ятностей и, в частности, теории случайных функций, к морским течениям. Этот путь, как показано выше, оказался перспективным при изучении турбулентности и морских ветровых волн.

Первой работой такого направления сл уж и т работа Б. Н. Бе­ ляева и В. С. Болдырева. В ней течения рассматриваются как случайный процесс, а следовательно, скорость и направление те­ чения в фиксированный момент времени представляютсй как сл у­ чайные величины, а в общем случае — как случайные функции времени. С достаточной степенью точности можно считать, что те­ чение, рассмотренное на таком отрезке времени, на котором сезон­ ные изменения общей гидрометеообстановки незначительны, явля­ ется стационарной случайной функцией времени, ибо физические условия стационарности в этом случае выполняются. Кроме того, та к ка к каж да я из серий наблюдений течений в данной точке (реа­ лизаций) осуществляется под воздействием одной и той ж е группы случайны х факторов, то рассматриваемая случайная функция те­ чения будет обладать свойством эргодичности.

Н а основании изложенного становится очевидной правомер­ ность применения к изучению морских течений понятий и-аппарата теории случайных функций, точнее, ее наиболее развитого раз­ дела — корреляционной теории.

К а к известно, основными характеристиками стационарной слу­ чайной функции времени t,(t) сл уж ат ее математическое ожидание M%(t) и корреляционная функция В{т) (т — пром ежуток времени).

Э ти характеристики определяются по формулам:

или, приближенно, ность этой реализации.

Знание этих характеристик позволяет решать многие исследо­ вательские и практические задачи. Рассмотрим одну из них, а именно: прогнозирование непериодических течений.

Д ля решения этой задачи указанными выше авторами были ис­ пользованы материалы многосуточных буйковых станций, выпол­ ненных в западной части Атлантического океана при экспедицион­ ных работах 1960 г. Обработке были подвергнуты шестисуточные графики (реализации) проекций вектора скорости течения на ме­ ридиан и параллель. В результате было получено 20 корреляцион­ ных функций, среднее нормированное значение которых показано на рис. 9.12. Осреднение производилось для функций, соответст­ вую щ их течениям, измеренным в пяти точках на расстоянии друг от друга в 100— -300 миль и на горизонтах 25, 50 и 100 м. Все по­ лученные кривые хорошо аппроксимируются выражением вида Здесь С — дисперсия, а и р — постоянные (конкретные значения а леж ат в пределах от 0,15 до 0,60 1/час, (3 — от 0,33 до 0,70 1/час).

Следует сказать, что корреляционная функция течения, приве­ денная.на рис. 9.18, не является общей для любого района океана и любого времени года.

Несомненно, корреляционные функции течений зависят ка к от географ и­ ческого района, та к и от времени года.

Из сказанного выше ясно, что никакие посо­ бия типа атласов, к а р т и т. п. не в состоянии доста­ вопрос, имеющий особен­ но важное значение для мореплавания: каково те­ Рис. 9.12. Осредненная нормированная кор­ чение в заданной точке в заданный момент. П о ­ собия в состоянии дать лиш ь среднее значение течения — его математическое ож ид а­ ние, отклонения действительного значения от которого могут быть достаточно велики. Совершенно очевидно, что эту задачу может полностью решить только непосредственное измерение течения, а в пром еж утки между измерениями возникает задача прогнози­ рования течения.

П рогноз течения может быть осуществлен на основе метода Этот метод, разработанны й А. Н. Колмогоровым, Н. Винером и др., весьма обстоятельно и удачно с точки зрения использования для приложений изложен в работе А. М. Яглома.

К а к известно, корреляционной функции (9.40) соответствует спектральная плотность По (9.41) находится так называемая спектральная характери­ стика экстраполирования Фт (^ ), которая долж на удовлетворять следующим условиям:

а) быть аналитической в нижней полуплоскости и при в этой полуплоскости расти не быстрее, чем некоторая сте­ пень | Я ];

б) функция I X | о о в этой полуплоскости убывать быстрее, чем Нетрудно показать, что для соблюдения этих условий следует полож ить где постоянные А и В находятся из системы где Xi = |3 + ia и kz= — ($ — t a ). После вычислений и преобразова­ ний получим Экстраполированное значение случайной функции связано с Фх(Х) выражением Подставляя (9.42) в (9.43) и имея известные в теории случай­ ных функций равенства:



где \ ( t ) — значение случайной функции в момент t, а I '( t ) — ее производная в этот же момент, получим окончательно или Здесь г — срок прогноза, В ( т ) = - - ^ ----- нормированная корреля­ ционная функция.

Расчеты по формуле (9.45) весьма просты и для каж дого слу­ чая занимаю т всего несколько минут. К ак следует из формул (9.44) и (9.45), для прогнозирования необходимо знать помимо параметров а и р корреляционной функции течения в данной точке измеренные в момент t значения течения и его производной, кото­ рая может быть получена по результатам последовательных на­ блюдений над течениями.

§ 52. Приливные течения К ак показано в гл. V I I I, явление прилива рассматривается как волновое движение масс воды, причем приливная волна имеет большую длину. В зависимости от того, является ли приливная волна поступательной или нет, связь между течениями и колеба­ ниями уровня будет различной. Кроме того, приливные течения, такж е как и приливные колебания уровня, зависят от характера прилива (полусуточный, суточный, смеш анный), от рельефа дна, конф игурации береговой черты, размеров бассейна. Н а них, как отмечено в гл. V I I I, большое влияние оказывает отклоняю щ ая сила вращения Земли и сила трения.

Реверсивные приливные течения. Если пренебречь трением и вращением Земли, расположить ось А'' в направлении распрост­ ранения приливной волны, ось Z вертикально вниз и считать гл у ­ бину моря постоянной и равной Я, то уравнения движ ения и нераз­ рывности для случая плоской волны можно представить в следую­ щем виде:

где все обозначения известны.

В случае поступательной длинной волны можно принять, что вертикальные колебания поверхности моря 2 совершаются по про­ стому гармоническому закону где n = ---------- угловая скорость волны;

фаза; т — период волны;

бания.

лучим где с = У g H — скорость распространения волны.

Из анализа формулы (9.48) следует, что скорость приливного течения и, направленного по оси X, будет наибольшей при полной или малой воде, т. е. когда cos (nt— kx) = 1, и, следовательно, 2= = zq. П р и этом в полную или малую воду течения равны по ве­ личине, но направлены в противоположные стороны. Когда уровень моря занимает среднее положение (2= 0 ), скорость течения равна нулю.

Д ля принятых условий приливное течение всегда направлено по оси X, но в одну половину периода оно будет следовать в по­ ложительном направлении оси Х % а в другую — в обратном, из­ меняясь по величине от нуля до максимального значения в полную и малую воду. Такое приливное течение называют р е в е р с и в ­ ным.

Если приливная волна имеет характер стоячей волны, верти­ кальные колебания поверхности моря определяются уравнением где z(x) — функция зависимости высоты уровня от координаты х.

В случае прямоугольного бассейна постоянной глубины ф унк­ ция z (х) = 20 cos kx, и уравнение (9.49) запишется в виде Подставляя (9.40) в (9.39) и интегрируя, получим Анализ уравнения (9.51) показывает, что скорость приливного течения и в случае стоячей волны равна нулю при х = 0 (у берега), в моменты, когда уровень моря занимает среднее положение (2^ 0).

Таким образом, если приливная волна поступательная, макси­ мум течения наблюдается в полную и малую воду, а если стоячая, то при среднем уровне моря. Характер течений- в обоих случаях остается реверсивным, и период течения в точности совпадает с периодом колебаний уровня моря.

Н а основании уравнений (9.48) и (9.51) можно рассчитать мак­ симальные скорости приливных течений и максимальные смещения ных глубинах моря и амплитудах прилива. Пример такого рас­ чета для полусуточного прилива величиной 100 см приведен в табл. 36.

Максимальные скорости течения и смещения частиц в приливной волне Скорость течения п смещение частиц Максимальная скорость течения (узлы) Максимальное смещение частиц (км) Приведенные данные показывают, что в открытом океане, где, ка к известно, колебания уровня малы, а глубины большие, при­ ливные течения не могут достигать заметных скоростей. Однако' из наблюдений известно, что скорости приливных течений в от­ крытом море значительно больше приведенных в таблице. Это об­ условлено отчасти тем, что при расчетах не учитывалось влияние вращения Земли, а та кж е физико-географических условий моря:

его рельефа, размеров, конф игурации.

Расчеты приливных течений для случая, когда фронт приливной волны располагается параллельно прямолинейной береговой черте* показывают, что скорость течения зависит от отношения расстоя­ ния рассматриваемой точки до берега к глубине моря. Это отно­ шение оказывается наибольшим на границе материковой отмели,, где и можно ож идать наибольших скоростей приливных течений.

Н а скорость приливных течений огромное влияние оказывает изменение ш ирины бассейна; наибольшие скорости наблюдаются в узких проливах, та к как через них при распространении приливной волны проходят большие массы воды. И сходя из расчета ко­ личества воды, которое долж но пройти через пролив за половину периода приливной волны, можно рассчитать скорость приливного течения.

Возьмем залив площ адью А, сообщ ающ ийся с открытым морем через пролив, имеющий площадь поперечного сечения 5. Положим,, j что величина прилива в заливе равна 2zo. Тогда общее количествоводы, которое пройдет через пролив за половину периода прилива С другой стороны, то ж е количество воды можно рассчитать щ пролива. П риток воды в этом случае будет равен Sv —. П рирав­ нивая найденные величины, получим О ткуда Т ак как скорость приливного течения меняется примерно по синусоидальному закону, максимальная скорость течения в — раз больше средней. Наблюдения, кроме того, показывают, что ско­ рость течения на середине пролива примерно на одну треть.больше средней для всего сечения. Поэтому Если взять залив площ адью 100 м2, сообщающийся с откры ­ тым морем через пролив шириной 200 м и глубиной 50 м, то при величине полусуточного прилива 2го = 2 м средняя скорость при­ ливного течения будет равна 1,73 узла, а максимальная в середине пролива 3,6 узла. Такие скорости приливных течений не являются необычными.



Pages:     | 1 |   ...   | 56 | 57 || 59 | 60 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«К. Ю. Решетников, Г. С. Старостин СТРУКТУРА КЕТСКОЙ ГЛАГОЛЬНОЙ СЛОВОФОРМЫ 0.0. Введение. 0.1. Основная цель данной работы — построить по мере возможности формализованную модель глагольной словоформы кетского языка, которая, с одной стороны, описывала бы как можно больший объем (в идеале — 100%) имеющегося в наличии материала, с другой стороны, являлась бы относительно простой, оперировала бы не слишком большим количеством неудобоваримых терминов и понятий и, желательно, согласовывалась бы с...»

«ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ КОМИ О внесении изменений и дополнений в Закон Республики Коми О республиканском бюджете Республики Коми на 2000 год Принят Государственным Советом Республики Коми 15 ноября 2000 года Статья 1. Внести в Закон Республики Коми О республиканском бюджете Республики Коми на 2000 год (Ведомости нормативных актов органов государственной власти Республики Коми, 2000, № 4, ст.1277; № 7, ст.1323; № 9, ст.1362; Республика, 2000, 20 июня, 25 июля, 10 октября) следующие изменения: 1. Статью...»

«Букет для ребенка Почему-то так повелось, что букеты цветов преподносят лишь взрослым. Детям в основном, выбирают повседневные вещи, которые им понадобятся в быту. Лечение уретрита: основные принципы Не многие  распространенные заболевания могут сделать жизнь человека невыносимой настолько, как уретрит: походы в туалет становятся мучительными, страх вызывает интимная близость и много других неприятностей. Врачи-гинекологи Гинеколог — врач клинической практики, которая изучает систему половых...»

«X Международная выставка и научная конференция по гидроавиации 4-7 сентября 2014 г. Геленджик, Россия УСЛОВИЯ УЧАСТИЯ 1 1. Организаторы X Международная выставка и научная конференция по гидроавиации ГИДРОАВИАСАЛОН-2014 будет проводиться на территориях Геленджикской испытательно-экспериментальной базы ОАО ТАНТК им. Г.М. Бериева и аэропорта Геленджик. Организатором выставки и научной конференции ГИДРОАВИАСАЛОН-2014 является Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Устроителем...»

«2 1. Пояснительная записка Введение Предметом изучения дисциплины Основы транспортно-экспедиционного обслуживания является организация документооборота и документального оформления грузов, включая товаротранспортные, товаросопроводительные и приемо-сдаточные документы. В основу данной дисциплины положен принцип универсализма и профессионализма квалификации, дающий возможность специалисту квалифицированно выполнить экспедиторское поручение и оказать агентскую услугу в любой отрасли транспорта....»

«Анатолий Тихомиров “Несокрушимая сила” Практическое руководство по устранению личных ограничений. (Технологии Живорада Славинского в Личной Эффективности) Издание #1 Это - не окончательное издание книги. Технология постоянно развивается, поэтому новые и заслуживающие внимания идеи и главы я буду включать в очередные издания и публиковать на своём сайте. Самое свежее издание книги всегда доступно по адресу: http://deep-peat.ru/book/ http://deep-peat.ru Несокрушимая сила. Стр. 2 из 53 Для кого...»

«Автор Сет Годин Не используете Adobe Acrobat? Пожалуйста, перейдите по следующей ссылке: http://changethis.com/content/reader 1 Этот манифест основан на одноименной книге, которую секция я написал несколько лет назад. Я разделил ее на несколько секция небольших разделов, поэтому (я надеюсь!) вы легко сможете найти то самое нужное зернышко прозрения, когда вам это необходимо. Радости Небольших Масштабов. КТО ТАКОЙ БУТСТРЕППЕР? Ну, если уж вы приобрели эту книгу, то, по всей вероятности, вы сами...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.