Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Унгерман М.Н. Техника океанологических наблюдений на поисковых и промысловых судах

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.5 Mб
Скачать

 

 

 

 

5.

Измерение

концентра­

 

 

 

ции

кислорода

проводится

 

 

 

при

изучении

би охи мич ее ко­

-^.

Фитопланктон

 

го

•потребления

кислорода

 

Бактерии

 

в

процессе

окисления

раст­

 

 

воренного

 

органического

ве­

 

 

 

 

 

 

 

щества

морской

воды .

 

 

/ а

 

 

 

Химический .состав

воды

 

зоопланктон

 

океана

т а к ж е

регулирует

и

 

(растениеядный)

развитие

кормовых

организ­

 

 

 

мов или нищи кормовых ор­

 

 

 

ганизмов

фитопланктона

 

Зоопланктон

 

и

бактерий. Таким

образом,

 

 

его влияние косвенно пере­

 

Iхищные ферме//

\

Заааенлос

 

дается

преимущественно

по

 

 

пищевой

 

цепи,

в

первом

 

 

 

звене 'которой стоят орга­

 

 

 

низмы,

продуцирующие

ор­

ч

РыБь/

 

ганическое

вещество — фи­

 

 

 

топланктон

и фнтобеитос,

и

 

 

 

бактерии (рис. 2).

 

 

 

Рис. 2. Схема пищевой

цепи рыб.

 

Количество

 

«раститель­

ного»

органического веще­

 

 

 

 

 

 

ства,

 

синтезируемого

про­

дуцентами

в первичном звене

цепи,— первичная

п р о д у к ц и я — в

конечном

счете и определяет

потенциальную

 

рыбохозяйствен- .

кую ценность района. Действительно, между

рыбохозяйетвен -

кой продуктивностью

и первичной продукцией

обнаруживается

прямая зависимость. Таким образом, выделив из всей сложной сети связей рыб со средой один из основных элементов — тро­ фические связи, пищевые цепи, мы приходим к необходимости рассмотрения аналогичной, не менее сложной сети связен со средой организмов-продуцентов. Основным продуцентом орга­ нического вещества является фитопланктон. Его развитие за­ висит от двух основных факторов — освещенности и минераль­ ных компонентов, необходимых для энергетического и конструк­

тивного

метаболизма клеток. Наиболее в а ж н ы м и компонентами

являются соединения биогенны-х

э л е м е н т о в — ф о с ф о р а , азота

и

кремния.

Эти

основные

факторы

определяют

вертикальное

и

пространственное распределение

фитопланктона,

а т а к ж е

сезон­

ные колебания в его развитии.

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

3,6

приводится

схема

типичных

сезонных

колеба ­

ний количества

фитопланктона

(кривая / ) и

связанных

с ними

колебаний

в последующих

звеньях

пищевой

ц е п и — з о о п л а н к ­

тона (кривая 2) и пелагических рыб (мривая

3).

Количество

донных и придонных рыб аналогично колеблется

в

зависимости

от .изменений их кормовой

основы — количества

бентоса

(соот­

ветственно

кривые 1 и 2

на

рис . 3, с) ['147].

 

 

 

 

 

 

%

KSBiBßHNicau

WS

Числи Іцптонтых/л

миллигранм-атпмР, н/ß'

t.O

Vi 1

I л m ж 7 и Ш HS I EH

"a

a

I m

Рте. 3. Годовые колебания количест­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ва промысловых

объектов

(в отно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сительных

единицах)

в

зависимости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

ют колебаний

кормовой

базы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— колебания

количества донных рыб С.'

 

Вис.

4.

Распределение

концентрации

и

бентоса (2);

б — колебания

количества

 

минеральных

соединений

биогенных

фитопланктона (!)• зоопланктона (2) и пе­

 

 

 

лагических рыб

(3).

 

 

 

 

 

 

•элементов.

 

 

 

Посіколыюу 'в верхнем, фотнчѳоком, слое

оюеаіна

коицентра-

 

щмі

минеральных

соединений

биогенеьгх

элементов

в

10—100

 

р а з

меньше,

чем

в

глубинных

слоях

('ртас. 4),

развитие планк­

 

тона интенсивнее в зонах с повышенной вертикальной

цирку­

 

ляцией водных масс, в областях стьика холодных и теплых те­

 

чений,

в

районах

постоянного

шмуч'нвания

донных

отложений

 

•в р е з у л ь т а т е

сильных

пртілнвіно-отл.нвіных

течений

и особенно

 

на шельфе. В шельфовъіх зонах более

'высокую относительно

 

открытой части океана концентрацию минеральных соединений

 

б.иогенных элементов обеспечивают ора-зу три фактора: интен-

 

сиэное перемешивание вод и водообмен, реч.ной сток с суши;

 

регенеіраіц.ия минеральных соединений биогенных элементов ,из

 

поверхностного

слоя

данных

отложений.

 

Согласно

расчетам

 

М. В. Федосова [136],

регенерация

имеет

наибольшее

значение

 

в водах континентального -мелководья, где

охватывает

до-

50%

 

от

оседающего органического

вещества. Поэтому запасы планк­

 

тона и

бентоса

на

шельфе в

5,1 р а з а

больше,

чем

за

его

пре­

 

д е л а м и ,

 

и основные 'промысловые

оісоплвншя рыбы,

на

которых

П

базируется промысел, расположены

в

пределах шельфа, и

именно там в ы л а в л и в а е т с я

оіколо 90%

мирового

улова морских

рыб [78].

 

 

 

 

Таким образом, при рассмотрении основных экологических

связей, характеризующих

необходимые

условия

существования

организмов, прослеживается прямая зависимость в цепи: мннералыные соединения биогенных элементов — первичная продук­ ция — ръіібохозяйіственная продуктивность.

Наиболее иллюстративно такую зависимость показывают наблюдения над замкнутыми морями, в -которые в результате зарегулирования речного стока -снизился и сток минеральных соединений биогенных элементов — иногда на порядок и более. Н а рис. 5 показаны соответственно зависимости первичной про-

/

г

J

*

5

Свок фцсфатов, тыс я

а

I Z 3 4 S S Сток фосірптое, тыс.я

ff

 

Rue. 5. Зависимость п&рвнчноіі продукции и уловов

 

 

 

рыбы от биогенного

стока р. Волги

(по

Н. И.

Ви-

 

 

 

 

ме-цкой) :

 

 

 

 

 

 

 

а — зависимость первичной

продукции; б — зависимость

уло­

 

 

 

 

вов

рыбы.

 

 

 

 

 

 

дукцнн и

общих уловов рыбы

от

биогенного стока

( Р О 4 3 " )

р. Волги в Северный Каспий

[25].

Действительно, на

рис. 5

прослеживается• отчетливая

корреляция

у к а з а н н ы х

величин.

Приведенная иллюстрация лишь в общих

чертах

характеризует

основную тенденцию в-лГІЯІНІІГЯ на продуктивность района

стока

фосфатов,

а точнее — (минеральных

и

органических

веществ,,

выносимых речным стоком. Строго говоря, в д а й н а м

 

случае

классическая .постановка наблюдений, з а к л ю ч а ю щ а я с я

в

после­

довательном изучении влияния на процесс

к а ж д о г о

конкрет­

ного фактора при фиксированном уровне воздействия

 

других

факторов, не д а е т полного представления

об

истинном

влиянии,

оказываемом данным единичным факторам при одновременном совокупном воздействии других факторов .

В последнее десятилетке установлено, что

продуктивность

океана в значительной

степени определяется наличием

не

толь­

ко минеральных соединений

биогенных элементов, но

и

целого

р я д а других элементов

и

веществ. Изменение

состава

среды

12

в л и я е т кг только на интенсивность развития планктонных

орга­

низмов, но и н а

их состав

[50, 184]. Б о л ь ш о е влияние

на

р а з в и ­

тие

планктона

оказывают

микроэлементы — железо,

медь,

ко ­

бальт, бор,

молибден, марганец и д р . Концентрации

их в

мор­

ской

годе

весьма низки, т а к как соответствующие

гидроокиси

часто имеют низкое произведение растворимости, но большин­ ство микроэлементов могут д а в а т ь комплексные соединения с некоторыми органическими веществами [98], б л а г о д а р я чему их концентрации могут быть значительно выше ожидаемых .

Как оказалось, одним из факторов, регулирующих продук ­ тивность фитопланктона, иногда могут быть биологически ак­ тивные органические соединения [177, 183, 206], являющиеся продуктами внешнего метаболизма и присутствующие в мор­ окой воде в ничтожных концентрациях . При этом влияние ока­ зывает не только концентрация элементов и веществ, но п их соотношения. В океанологической литературе отмечается, что в зависимости от температуры, времени, географического положе ­

ния и глубины происходит смена лимитирующих

 

питательных

веществ . К ним относят такие ионы и органические

соединения

отдельности

и в

различных

к о м б и н а ц и я х ) ,

 

как

фосфаты,

нитраты,

кремнѳкислота, аммоний, A I , Fe,

В,

Си,

Go,

Mo,

Мп,

S,

Zn,

эти л ендн аімиинтетр а ацетат, -витамин

В12, тиамин, биотип

и

д р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимостью -изучить влияние океанической среды на

продуктивность океана были вызваны два новых,

 

весьма

в а ж ­

ных д л я

промысловой

океанологии

направления

исследования,

в

ікоторых советские

ученые

играют

ведущую

роль.

 

 

 

На границе химии и биологии моря рождается новая

об­

ласть

исследования,

уст о в и о

н а з ы в а е м а я

«динамической

био­

химией моря», 'или «экологическим метаболизмом» [144,

146].

Предметам этой области исследования становился

не

отдель­

ные, пусть и важнейшие, элементы метаболических

связей

м е ж ­

д у

организмами,

а вся

система

в целом, т. е. вся

система

в з а и ­

модействия морских организмов с водной средой и через нее

междусобой при участии внешних метаболитов.

Д л я

промыс­

ловой океанологии

важно, что в поле зрения

ее

попадает пер­

вое звено

пищевой

цепи — продукционные

процессы

в

океане,

поскольку

для биохимии

морских сообществ

интерес

представ­

л я ю т сообщества,

где

экологические

связи

типа

«хищник—

ж е р т в а » играют незначительную роль .

Это

прежде

всего — со­

общества с участием одноклеточных водорослей, т. е. метабо­ лические взаимодействия одноклеточных водорослей с .морской

водой [142, 143,

145,

180],

м е ж д у р а з н ы м и

их видами [179, 210],

с м а к р о ф и т а м и

[240],

с

бактериями [6]. В

результате вырисо­

вывается принципиальная схема межортанизманных связей в морских сообществах с участием водорослей (рис. 6) [146].

'Второе новое направление исследований, явно начинающее •вырисовываться в последние годы, связано с применением ма -

13

тематических методов современной физической химии — хими­ ческой кинетики, химической 'Кибернетики и математического планирования эксперимента. Последнее представляет особенный интерес для будущего промысловой океанологии, потому что методы математического планирования эксперимента позволяют быстрее преодолеть методологическую ограниченность класси­ ческого подхода к изучению влияния ряда факторов на какой-

Рис. 6. Схема межоргашізмемнык связей в морских сооб­ ществах (по К. М. Хайдову).

либо процесс, делают принципиально возможным независимое и одновременное изучение совокупности факторов, определяю­ щий ход любого процесса.

Таким образом, в системе приспособительных связей орга­ низмов с абиотической и биотической средой отчетливо выде­ ляются основные элементы, определяющие в конечном счете рыібохозяйетвенную продуктивность отдельных районов морей и

океанов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такими

важнейшими

элементами

являются

температура,

соленость

морской

воды,

иногда

растворенный

в ней кисло­

род, а т а к ж е

трофические

связи,

важнейшим

узлом

которых

оказываются

первичные

продуценты, чье функционирование .мо­

ж е т лимита ров а тыся

в

первую очередь

минеральными

соедине­

ниями биогенныхэлементов — фосфора,

азота,

реже — к р е м н и я .

Современная промысловая океанология предусматривает изу ­

чение именно этих основных

элементов, благодаря чему удает­

ся определенным

образом строить тактику

рыбного

промысла .

В последнее время обнаруживается, что механизмы

регуляции

продуктивности

значительно

сложнее, чем

предполагалось р а ­

нее. Сочетание классического подхода к изучению продуктив­ ности морских вод и распределению организмов с новыми на­ правлениями, связанными с изучением динамики и механизма

взаимодействия

через водную

среду посредством метаболиче­

ских связей и

с применением

математических методов совре-

14

мѳнной физической

химии, открывает

широкие

и е р ш активы

перед промысловой

океанологией.

 

 

 

В о з р о с ш а я

роль

.промысловой океанологии

выдвинула

на

передний план необходимость быстрого освоения

эффактивных

іметодов и технических средств иислѳдоваініия океанической

сре­

ды, приіподіиьгх

для

массового получения

оперативной и вместе

с там достаточно достоверной информации при минимуме э к о ­ номических затрат .

§ 12. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

 

 

ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИИ

 

 

И з

опыта работы промысловых

разведок

и

Н И Р О

Минис ­

терства

рыбного

хозяйства хорошо, известна

тесная связь м е ж ­

ду колебаниями

распределения и устойчивости

промысловых

.концентраций и

сменой океанологических

условий.

П о э т о м у

анализ изменчивости океанологических характеристик, опре­ деление ее закономерностей составляют неотъемлемую часть исследований по р а з р а б о т к е эффективных промысловых про­ гнозов. Изучение изменчивости океанологических условий в промысловой океанологии не является самоцелью, а подчинено вполне определенной конкретной з а д а ч е — поиску пряімых и опосредованных связей между колебаниями абиотических фак­ торов и реакцией на такие колебания промысловых скоплений. В связи с этим наибольший интерес представляет не исследо ­ вание изменчивости вообще, а определение закономерностей ко­

лебаний' тех океанологических структур

и физико-химических

параметров,

которые

репрезентативны в отношении благопри ­

ятной

для

промысла

океанологической

ситуации

и могут слу­

жить

оптимальными

индикаторами абиотических

условий.

Тот факт, что океанологические измерения ведутся в дина ­ мически неустойчивой стратифицированной среде, физико-хими­ ческие .параметры которой изменяются как в пространстве, т а к и іво времени, выдвигает жесткие требования к организации, методике и технике измерений. Пренебрежение ими может при­

вести к ошибочной интерпретации результатов

измерений,

что

в конечном счете скажется на

оправдываем ости

промысловых

прогнозов.

 

 

 

 

 

 

 

Исходя

из

существующих

представлений

об

особенностях

изменчивости

океанологических

условий

решается обширный

•круг задач,

касающихся определения

продолжительности

и

пространственно-временной дискретизации измерений, их ре­

презентативности, выбора аппаратуры с оптимальной

инерци­

онностью и чувствительностью, определения скорости

переме­

щения датчиков и т. д. Д л я ответа на эти

вопросы необходимо

располагать определенными сведениями о характерных

времен­

ных и пространственных .масштабах океанологических

явлений,

горизонтальных и вертикальных градиентах

физико-химических

15-

п а р а м е т р ов среды, скорости изменения океанологических ха ­ рактеристик во времени и скорости перемещения отдельных об­

разовании"! в пространстве.

 

 

При

постановке океанологических

наблюдений

всегда необ­

ходимо

т а к ж е ясно представлять, какие м а с ш т а б ы

изменчиво­

сти будут исследоваться в связи с поставленной

задачей . На

современном этапе д л я эффективного

обеспечения

промыслово­

го флота оперативными океанологическими прогнозами наи­ большее внимание надо уделять изучению" макро - и мезопро-

цессов, т.

е.

процессов с временными

масштабами

от несколь­

ких часов

д о

нескольких

месяцев, и

пространственными мас­

ш т а б а м и

от нескольких километров до величин, сравнимых с

р а з м е р а м и

бассейнов. Эти

процессы

наряду с

биотическими

факторами определяют многие особенности поведения промыс ­ ловых объектов: пути миграции, сроки начала нереста, устой­ чивость и концентрацию и т. д. Процессы с меньшими перио­ дами, мнікр о явления, несмотря на то что вызванные ими вели­ чины пульсаций океанологических характеристик иногда дости­

гают относительно больших

значений,

меньше

сказываются

на поведении промыслового

скопления

в целом.

В то ж е время

нельзя безусловно отрицать возможности реакции на эти .коле­

бания отдельных особей. Но

пренебрежение

микропроцеосамн

не

о к а ж е т существенного влияния

на

оценку

благоприятной

д л я

промысла

океанологической

ситуации. Исключение

могут

составлять те случаи, когда сами

ми проявления

о т р а ж а ю т

ре­

акцию среды на биомассу. Тогда

результаты

 

фиксации

этих

явлений с л у ж а т

дополнительным

индикатором,

у к а з ы в а ю щ и м

на

присутствие

промыслового

скопления.

Во

всех остальных

случаях они могут рассматриваться как

помехи

при

измерени­

ях, учет которые необходим при выборе

оптимальной

дискрет­

ности наблюдений, чувствительности и инерционности

аппара ­

туры .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении

свойств изменчивости

океанологических

ха­

рактеристик удобно

подразделить

ее на

изменчивость во

 

вре­

мени и изменчивость в пространстве, на вертикальные и гори­ зонтальные колебания, быстро распространяющиеся и медлен­

ные

движения .

Целесообразно

т а к ж е привлечь

спектральное

представление, которое не только является формальным

спосо­

бом

и з о б р а ж е н и я

изменчивости,

но и о т о б р а ж а е т

д л я

целого

р я д а

процессов их физическую

сущность. Спектр

как

показа­

тель распределения амплитуд либо интенсивности колебаний по

частотам или волновым числам есть

о б о б щ а ю щ а я характери ­

стика процесса, зная, которую можно

наиболее эффективно ре­

шить поставленные ранее вопросы методики и техники изме­

рений.

 

 

 

В р е м е н н а я изменчивость

исследуемых

физико-химических

п а р а м е т р о в среды является

сложным

колебательным процес­

сом. Она обусловлена каік

изменением

причин, формирующих

іб

*

определенные океанологические структуры, так и влиянием дру­ гих факторов, воздействующих « а у ж е сложившиеся структуры.

Многообразие и разномасштабно с ть действующих на воды океана сил приводит к тому, что спектры колебаний в океане

практически непрерывны

и охватывают широкую полосу

час­

тот. В то ж е время различия в интенсивности

воздействия

на­

ряду со стратификацией

среды обусловливают

неравномерность

распределения по частоте интенсивности флуктуации океаноло ­ гических характеристик . Вследствие этого в спактраіх колебаний многих физико-химических параметров среды выделяются мак­ симумы интенсивности, которые характеризуют частотные зоны энерговозбуждения . Как было показано Р. В. Озмндовым [95], энергоснабжение в океане осуществляется в глобальных мас­ штабах, м а с ш т а б а х приливных и инерционных волн, масшта ­ бах ветровых воли. В результате внешнего воздействия возни­

кают горизонтальные и вертикальные движения, имеющие

час­

то циклический

характер . Эти

квазитернодичаскне движения

можно назвать

энергонесу щи ми

колебаниями . П а р а м е т р ы

та­

ких .колебаний определяют характерные временные и простран­ ственные м а с ш т а б ы изменчивости.

Примерами вынужденных энаргонѳоущнх колебаний могут служить пршлнвн о-отливные течения, штутрѳннне вертикальные приливные колебания океанологических структур, суточный ход температуры воды в верхних слоях океана и т. д. Период вы­

нужденного колебания обычно совпадает с

периодом

вызвав­

шей их силы. Амплитуда их зависит от интенсивности

пульса­

ций действующей

силы, стратификации

среды, а т а к ж е

от

бли­

зости

к резонансу

внешней силы и

собственных свободных

колѳбанпй океана.

 

 

 

 

 

Под свободными колебаниями подразумевается циклическое

движение объемна жидкости, выведенного из состояния

равно­

весия

il п р о д о л ж а ю щ е г о колебаться

после

прекращения

дей­

ствия внешней силы. Свободные колебания так ж е , как и вы­ нужденные, являются энергонѳсущнми. В отличие от последних они могут быть вызваны лишь единичным импульсом дейст­ вующей силы. Период их д л я бесконечного океана совпадает с

инерционным периодом, т. е. периодом, равным половине

маят­

никовых суток

 

Ѳ = - ^ — .

(1-1)

ш sin <р

 

где со—(угловая скорость вращения Земли;

 

ср географическая широта.

 

В общем случае для реального океана период свободных колебаний зависит от географической шпроты, глубины и раз ­ меров бассейна, изменения п а р а м е т р а Кориолиоа с широтой, градиентов плотности, т. е. может значительно отличаться от Ѳ.

2—4.16

" Г * р ~ ~ " —

 

'-

' С С - I - л •

 

.

Ь Л Ѵ ч ^

К а к вынужденные, так и свободные энергонесущпе колебания в океане обычно не имеют характера правильных гармониче­ ских процессов. В той или иной степени им свойственна ампли­ тудная, ф а з о в а я и частотная модуляция . Модуляция м о ж е т быть закономерной н случайной. Н а г л я д н ы м примером законо ­ мерной модуляции является изменение в течение года ампли­ туды суточных колебаний температуры воды поверхностного слоя. Летом амплитуды суточных температурных колебаний увеличиваются, з и м о й — д о с т и г а ю т минимальных величин. П е ­ риод модуляции ів этом случае совпадает с сезонным ходом. Вызванные переменным экранирующим влиянием облачности случайные изменения притока солнечной радиации приводят к
.случайной модуляции тех ж е суточных температурных коле­ баний.
Сочетание большого числа модулированных, энертонесущих колебаний обусловливает внешне беспорядочную изменчивость океанологических характеристик, что в существенной мере за ­ трудняет как анализ, так и прогнозирование океанологических условий.
Д р у г и м фактором, определяющим хаотичность изменений п а р а м е т р о в океанической среды, является турбулентность.
Д в и ж е н и е воды с числами Рейнольдса, большими 10г>, со­ провождается образованием, турбулентных вихрей различного м а с ш т а б а . В силу динамической неустойчивости турбулентные о б р а з о в а н и я разрушаются, п о р о ж д а я каскад непрерывно умень­ ш а ю щ и х с я в раз'мерах вихрей. Минимальный масштаб турбу­ лентных движений зависит от вязкости среды и от скорости диссипации энергии при ее передаче от крупных образований к .мелким. В процессе каскадного внхреобразования происхо­ д и т обмен количества движения, вещества, тепла, что приводит к формированию океанологических структур с однородными свойствами.
Временная изменчивость характерна многомасштабностыо и складывается из колебаний различных периодов. Д л я д и ф ­ ференциации изменчивости по м а с ш т а б а м можно воспользо­ ваться формальным календарный! признаком [101], выделив следующие градации колебаний: внутрисуточиые, внутриеезонные, годовые лі межгодовые. К а ж д ы й из перечисленных диапа ­ зонов характеризуется определенными частотными зонами энерповозбужідения и собственным набором частот энергонесущих
.горизонтальных и вертикальных колебаний.
-Как у ж е отмечалось, в спектрах внутршсуточных колебаний энериовозбужідѳние происходит в области частот приливных и инерционных колебаний . Д л я горизонтальных движений харак ­ терными м а с ш т а б а м и изменчивости в этом диапазоне являются периоды ггрилтшно-отляшных и свободных инерционных течений. Минимальный ' период значительных по амплитуде прнлшвно- О Т Л И І В Н Ы Х течений, к а к правило, не меньше 6 ч. Период ниер-
18

цнонных течений зависит от географической широты

и не мо ­

жет быть менее 12

ч. Максимумы интенсивности .внутрнеуточ-

дых

горизонтальных

движений приходятся на интервал от 12

до 24

ч. Амплитуды

горнзонталыны'х внутри суточных,

быстро

распространяющихся колебаний не превышают нескольких ки­ лометров. Вследствие того что горизонтальные изменения океа­ нологических свойств в таких пределах незначительны, интен­

сивность обусловленных горизонтальными д в и ж е н и я м и

флук­

туации физико-химических

п а р а м е т р о в

среды в

большинстве

случаев невелика. Исключение составляют изменения

океани­

ческих условии в районах, примыкающих к фронтальным

зонам

с м а к с и м а л ь н ы м и горизонтальными

градиентами .

 

 

Значительно

большее влияние на

внутрпсуточные изменения

,фнзпк о-химических параметров среды оказывают

вертикальные

движения . Они

вызываются

самыми

разнообразными

причи­

нами: термодинамическими процессами, ветровым и волновым"

турбулентным

перемешиванием,

приливными

и свободными

,внутр ѲННІІI'M и волн ами.

 

 

ß спектрах

внутрисуточной

изменчивости

океанологических

характеристик н а и б о л ь ш у ю интенсивность имеют колебания от

2—3 до 24 ч. Максимум

интенсивности

наблюдается

т а к ж е в.

высокочастотной области,

ограниченной

частотой

В я й е я л я —

.Брента

 

 

 

где

g-

ускорение

силы

тяжести;

 

 

 

 

 

 

 

плотность

воды;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 "

вертнкалынын

градиент

плотности.

 

 

 

 

 

дг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эту

частоту можно считать максимальной частотой верти­

к а л ь н ы х

 

внутренних энергонеоущнх колебаний. При дискрет ­

ных измерениях с меньшей частотой увеличивается

вероятность

появления

погрешности

дискретизации

(см. главу I I § 4).

Н а и ­

более вероятна

погрешность

дискретизации

при

измерениях

температуры воды

в

термоклнне

малониерционной

аппарату ­

рой с постоянной времени, меньшей периода,

соответствующего

частоте

Вяйісяля—Брента.

Д л я

верхнего

тридцатиметрового

слоя океана, в .мотором вертикальный градиент плотности

обыч-

но

равен

1,3-і10~7 г/см4 ,

этот период

составляет

600

с [44].

В слое термоклина его величина уменьшается: при в е р т и к а л ь ­

ном лрадненте

температуры в

0,1° С / м — д о 70'с, при градиенте

в i l 0 С / м — д о

25 с

[63].

 

Таким образом,

в спектрах

внутртюуточіных колебаний океа­

нологических характеристик максимумы интенсивности прихо­ дятся на периоды в несколько секунд или минут и на периоды

2*

.

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ