Океан оказался непредсказуемым: его невидимые волны могут менять направление, останавливаться и прекращать «выпускать» энергию в окружающую среду.
Океанические течения не просто переносят воду из одной точки в другую. Вместе с ними по планете перемещается энергия, а одним из механизмов такого переноса служат волны Россби — потоки воды, которые образуются под воздействием вращения Земли.
Волны Россби делятся на атмосферные и океанические. Океанические волны Россби движутся вдоль подводной границы между прогретым верхним слоем воды и постоянно холодной глубинной зоной океана. Эта граница называется термоклином и располагается на глубине от 100 до 200 метров (летом выше, зимой — глубже).
Амплитуда волн невелика, от нескольких сантиметров (на поверхности) до метров на термоклине, но длина волны может достигать сотен километров. Волны Россби способны существовать месяцы и даже годы, преодолевая Тихий океан (19 800 километров на экваторе).
Что узнали ученые
Российские океанологи выявили несколько особенностей поведения волн Россби, которые ранее не удавалось полностью описать. Исследования провели специалисты Санкт-Петербургского государственного университета. В одной из работ они сосредоточились на случаях, когда волновой перенос энергии неожиданно прекращается.
Ученые обнаружили особые точки, в которых скорость переноса энергии становится равной нулю. После прохождения такой области волновая картина может измениться: траектории распространения энергии расходятся, как дорога на развязке.
Этот эффект важен для океанических процессов различных масштабов. Крупные вихри могут передавать энергию меньшим образованиям. В результате появляются вытянутые структуры — филаменты. Возможен и обратный сценарий: небольшие вихри объединяются, забирают энергию из окружающего потока и формируются в более мощную структуру.
Чтобы разобраться в механизме, исследователи применили математическое описание течений и компьютерные расчеты. Причем обнаруженный эффект проявлялся не только в относительно простой модели, но и в более сложных многослойных течениях.
Цель наших исследований — понять, как трансформируются вихри в океане, когда они сталкиваются друг с другом или с крупными течениями. В такой ситуации изменяется запас не только их потенциальной энергии, но и кинетической. Мы изучаем два процесса. Первый — случаи, в которых энергия уходит от крупных вихрей к более мелким, образуя вытянутые структуры — филаменты. Второй — когда она возвращается в основное течение, а небольшие вихри сливаются и преобразуются в один большой. Наша основная задача — понять, как в океане распределяется энергия
Фото: hi-tech.mail.ru