Институт Океанологии РАН
Физика океана, морская геология, морская биология, морская техника
English | Russian
Главная arrow Лаборатории физического направления arrow Лаборатория морской турбулентности
Лаборатория морской турбулентности Печать E-mail

Заведующий Лабораторией - д.ф-м.н. Журбас Виктор Михайлович.

Лаборатория была создана в 1968 году. С момента ее основания на протяжении 30 лет ею руководил выдающийся советский (а впоследствии российский) океанолог, член-корреспондент РАН Ростислав Всеволодович Озмидов (1928-1998).
С 1998 года Лабораторию возглавляет ученик Р.В. Озмидова, 
д.ф-м.н. профессор В.М. Журбас.

Основным направлением работы Лаборатории является исследование процессов мелкомасштабной турбулентности, микроструктуры и тонкой структуры океана, турбулентного перемешивания и диффузии. В настоящее время Лаборатория занимается также численным моделированием мезомасштабной циркуляции в море.

Лаборатория провела более двадцати океанских экспедиций, позволивших выявить существование пространственно-временной перемежаемости мелкомасштабной турбулентности в условиях устойчивой стратификации вод океана. Впервые было показано, что устойчивая стратификация приводит к ограничению максимального размера трехмерных турбулентных вихрей, и получен соответствующий количественный критерий, впоследствии названный критерием Озмидова. В 80-е годы Лаборатория также уделяла большое внимание исследованию процессов генерации тонкой структуры океана. В результате был разработаны методы классификации тонкоструктурного расслоения. Все перечисленные исследования изложены во многих десятках научных статей и нескольких монографиях.

В 2008 г. в Лаборатории двойной юбилей: 40 лет Лаборатории и 80 лет со дня рождения ее первого руководителя Р.В. Озмидова.
К юбилею была подготовлена Мемориальная страница Озмидова и фотогалерея "40 лет Лаборатории морской турбулентости", где представлены фотографии людей, работавших в Лаборатории в разное время, а также тех, кто был с нею тесно связан.

Последние новости.
В апреле 2013 г. молодые сотрудники Лаборатории Дима Лыжков и Наташа Журбас участвовали в работе Генеральной Ассамблеи Европейского геофизического союза с докладами «Drifter-derived estimates of lateral eddy diffusivity in the World Ocean with emphases on the Indian Ocean and problems of parameterization» и «Fronts and intrusions in the upper Deep Polar Water of the Eurasian and Makarov basins».

Состав Лаборатории:

Исследования ведутся по трем основным направлениям:

  • Численное моделирование мезомасштабных процессов в океане в рамках вихреразрешающих моделей;
  • Исследование интрузионного расслоения океанских фронтов;
  • Исследование бокового перемешивания в океане по данным дрифтеров

Основные результаты исследований, полученные в Лаборатории за последние годы:

  • По данным глобального массива дрифтеров впервые рассчитаны карты эффективного коэффициента бокового обмена в Атлантическом и Тихом океанах (рис. 1). Получено инструментальное подтверждение существования Субтропического противотечения в южной Пацифике и исследована его протяженность и сезонная изменчивость;
  • Развита теория гидродинамической неустойчивости в масштабах интрузионного расслоения океанских фронтов. Описан новый тип двумерной бароклинной неустойчивости, возникающей при существенном вкладе двойной диффузии в вертикальное перемешивание; получены асимптотические критерии возникновения данной неустойчивости. Теоретические результаты использовались для анализа механизмов интрузионного расслоения и оценок коэффициентов обмена в различных фронтальных зонах Мирового океана, таких как Азорский фронт, Субарктическая фронтальная зона и Экваториальное противотечение Тихого океана, фронты вихревых структур Балтийского моря и др. (рис. 2).
  • Проведены численные исследования реакции Адриатического моря на воздействие различных ветров. Впервые удалось промоделировать и объяснить происхождение квазипостоянных фронтов, меандров, поперечных струй, грибовидных течений, вихрей и других мезомасштабных структур, наблюдавшихся в Адриатике (рис. 3).
увеличить
Рис. 1
увеличить
Рис. 2
увеличить
Рис. 3

Важнейшие результаты работы Лаборатории за 2003 - 2007 гг.

На базе численных экспериментов с вихреразрешающей моделью океана исследован вопрос о возможности эрозии донных осадков и переноса образующейся взвеси в придонном слое Балтики применительно к местам захоронения химоружия. Получено, что даже в экстремальных ситуациях, связанных с затоками Североморских вод в Балтику и штормовым ветром, придонное напряжение трения в местах захоронений не достигает пороговых значений, за которыми начинается эрозия. (рук. – проф. Журбас В.М.).

Теоретически проанализированы различные виды неустойчивости на бароклинном экваториальном фронте в масштабах интрузионного расслоения. Показано, что длинные когерентные интрузии могут генерироваться только в тех слоях, где вертикальный сдвиг скорости мал, причем интенсивность интрузий возрастает с отклонением фронта от экватора. Результаты модели используются для интерпретации наблюдений в меандрирующем Экваториальном подповерхностном противотечении Тихого океана. (зав.лаб. – проф. Журбас В.М., рук.работы– д.ф.-м.н. Кузьмина Н.П.).

Построена полная модель неустойчивости бароклинного фронта на масштабах интрузионного расслоения в приближении экваториальной -плоскости. Показано, что в рамках анализируемых решений термохалинная и диффузионно-бароклинная неустойчивости не могут развиваться, если изолинии средних полей солености и плотности имеют параболическую форму, симметричную относительно экватора, что определяет важную роль меандрирования Экваториального противотечения в развитии трансэкваториального интрузионного обмена в Тихом океане. (рук. – д.ф-м.н. Кузьмина Н.П.).

На базе численных экспериментов с вихреразрешающей моделью океана исследован вопрос о формировании и угасании вдольбереговой бароклинной струи (ВБС), ассоциированной с преходящим прибрежным апвеллингом и даунвеллингом. Установлено, что при полностью развитом апвеллинге (даунвеллинге) ВБС проявляет бароклинную неустойчивость, в результате которой происходит селективная генерация преимущественно циклонических (антициклонических) вихрей. При частично развитом апвеллинге и даунвеллинге в круглом бассейне с плоским дном необходимым условием бароклинной неустойчивости ВБС является бета-эффект, вызывающий смещение ВБС на запад и генерацию вихрей в восточной части бассейна. (рук. - зав.лаб., проф. В.М. Журбас).

На основе разработанной в Лаборатории новой методики, впервые построены климатические карты эффективного коэффициента бокового обмена K в Атлантическом и Тихом океанах с использованием глобального массива данных поверхностных дрифтеров. Наиболее загадочной особенностью карты коэффициента бокового обмена в Тихом океане был вытянутый на восток язык высоких значений K примерно на широте центра субтропического круговорота в южном полушарии. Показано, что аналогичный симметричный относительно экватора язык высоких значений K, в северном полушарии является следствием бароклинной неустойчивости сезонного Северного Субтропического Противотечения (ССТПТ). Оба языка характеризовались сильным сезонным ходом кинетической энергии вихрей (КЭВ), что позволило выдвинуть гипотезу об идентичности механизмов их формирования и предположить существование южного двойника ССТПТ, который уместно назвать Южным Субтропическим Противотечением (ЮСТПТ). (зав.лаб. - проф. В.М. Журбас).

Разработана модель интерливинга (метод малых возмущений) на термохалинном фронте конечной ширины с учетом бароклинности, двойной диффузии типа послойной конвекции и турбулентности применительно к интрузионному расслоению в Балтийском море. Показана важная роль вращательной моды интерливинга для интерпретации Балтийских интрузий. (зав.лаб. - проф. В.М. Журбас, рук.работы - д.ф.-м.н. Н.П. Кузьмина).

Проведены численные исследования реакции Адриатического моря на воздействие различных ветров. Впервые удалось промоделировать и объяснить происхождение квазипостоянных фронтов, меандров и поперечных струй, грибовидных течений, вихрей и других мезомасштабных структур, наблюдающихся в Адриатике. Детально исследовано воздействие ветров Бора (двух типов: Clear Bora и Black Bora) и Сирокко на циркуляцию моря. Исследованы режимы возникновения апвеллинга и холодных струй у северо-восточного побережья Адриатики. (зав.лаб. - проф. В.М. Журбас, рук.работы- д.ф.-м.н. К.А. Коротенко).

 
Российская академия наук
Почтовая система Ocean Институт Океанологии РАН Проект OceanDB