ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЙШ И СЕЙШЕОБРАЗНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЛАДОЖСКОМ ОЗЕРЕ

Юрий Владимирович Манилюк, Леонид Васильевич Черкесов, Yury Manilyuk, Leonid Cherkesov

Аннотация


С использованием результатов аналитического решения системы уравнений длинных волн исследуются сейшевые и сейшеобразные колебания (комбинация мод сейш) в модельном бассейне постоянной глубины, имеющем прямоугольную форму и характерные размеры Ладожского озера. Выполнен расчет периодов четырнадцати первых мод сейш. Найдены следующие значения: 5,22; 2,61; 2,09; 1,94; 1,74; 1,63; 1,34; 1,30; 1,11; 1,04; 1,02; 0,97; 0,93 часа. Получены оценки возможных скоростей течений,  и установлено, что при максимальных значениях отклонений уровня равных25 смскорость волновых течений не превышает 11 см/с для всех рассмотренных в работе мод сейш. Проанализирована пространственная структура колебаний уровня и особенности волновых течений. Дана классификация  видов сейш. Установлено, что в Ладожском озере возможно образование разнообразных систем сейшеобразных колебаний, представляющих собой суперпозицию нескольких мод сейш. Их свойства определяются набором взаимодействующих мод. При этом колебания уровня становятся непериодическими и существенно отличаются от колебаний в случае одиночных сейш. Выделены три типа сейшеобразных колебаний. Первый соответствует случаю взаимодействия продольных и поперечных сейши. Узловые линии уровня поворачиваются с течением времени, при этом  направление вращения периодически изменяется. Второй тип соответствует взаимодействию только продольных или только поперечных сейш. В этом случае количество узловых линий может изменяться со временем, они перемещаются  параллельно одной из осей координат,  углы, которые они составляют с осями координат,  не изменяются. Третий тип соответствует взаимодействию продольной и поперечной сейш, имеющих одинаковые периоды. При этом положение узловых линий не изменяется со временем. Максимальные возвышения уровня при сейшеобразных колебаниях  приближаются к сумме амплитуд взаимодействующих волн. Наибольшая величина модуля скорости волновых течений во всех рассмотренных случаях не превышает 73% от суммы скоростей течений взаимодействующих мод. Сопоставление результатов  расчетов с данными натурных наблюдений показало их удовлетворительное соответствие.

Материалы были представлены на V Международной конференции молодых ученых "Водные ресурсы: изучение и управление" (Лимнологическая школа-практика) "Water Resources: Research and Management" (WRRM)

Ключевые слова


колебания уровня; длинные волны; свободные волны; волновые течения; аналитические решения

Полный текст:

PDF

Литература


Гидрологический режим и водный баланс Ладожского озера / под ред. Т. И. Малининой. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1966. 324 с.

Доценко С.Ф., Миклашевская Н.А. Генерация сейш в ограниченных бассей-нах перемещающимися барическими фронтами // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 2. С. 3 – 19.

Еремеев В.Н., Коновалов А.В., Манилюк Ю.В., Черкесов Л.В. Моделирование длинных волн в Азовском море, вызываемых прохождением циклонов // Океанология. 2000. Т. 40. №5. С. 658 – 665.

Иванов В.А., Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Исследование свободных колебаний уровня Азовского моря, возникающих после прекращения длительного действия ветра // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 2. С. 15 – 24.

Калесник С.В. Ладожское озеро. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 215 c.

Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. М.:Наука. 1977. 815 .

Тихомиров А.И. Сейшевые течения в проливах Якимварского залива Ладож-ского озера (наблюдения 1957 г.) // ДАН СССР. 1958. Т. 121. № 1. С. 149 – 151.

Черкесов Л.В., Манилюк Ю.В. Свободные колебания жидкости в ограничен-ном морском бассейне // Экология, экономика, информатика. Сборник статей: в 3 т., Т. 2: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. Ростов-на-Дону.: Издательство Южного федерального университета, 2015. С. 678 - 689.

REFERENCES IN INGLISH

Cherkesov L. V., Manilyuk Yu. V. Svobodnyie kolebaniya zhidkosti v ogranichennom morskom basseyne [Free liquid oscillations in bounded sea basin]. Ekologiya, eko-nomika, informatika. Sbornik statey: Sistemnyiy analiz i modelirovanie eko-nomicheskih i ekologicheskih system [Ecology, Economics, Informatics. Collection of Papers:

System Analysis and Mathematical Modeling of Economic and Ecological Sys-tems]. Rostov-na-Donu: Yuzhnyi federalnyi universitet, 2015. Vol. 2. P. 678–689.

Dotsenko S. F., Miklashevskaya N. A. Generaciya sejsh v ogranichennyh bassejnah peremeshchayushchimisya baricheskimi frontami [Generation of seiches by moving baric fronts in restricted basins]. Morskoy gidrofizicheskiy zhurnal [Physical Oceanog-raphy]. 2008. No. 2. P. 3–19.

Eremeev V. N., Konovalov A. V., Manilyuk Yu. V., Cherkesov L. V. Modelirovanie dlinnyih voln v Azovskom more, vyizyivaemyih prohozhdeniem tsiklonov [Modeling of long waves generated by cyclone propagation in the Azov Sea]. Okeanologiya [Oceanology]. 2000. Vol. 40, no. 5. P. 658–665.

Gidrologicheskij rezhim i vodnyj balans Ladozhskogo ozera [Hydrological regime and water balance of Lake Ladoga]. Ed. T. I. Malinina. Leningrad: Leningr. un-t, 1966. 324 p.

Ivanov V. A., Cherkesov L. V., Shul'ga T. Ya. Issledovanie svobodnyh kolebanij urov-nya Azovskogo morya, voznikayushchih posle prekrashcheniya dlitel'nogo dejstviya vetra [Study of free fluctuations of the Azov Sea level arising after long-lasting wind cut]. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal [Physical Oceanography]. 2015. No. 2. P. 15–24.

Kalesnik S. V. Ladozhskoe ozero [Lake Ladoga]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1968. 159 p.

Labzovskiy N. A. Neperiodicheskie kolebaniya urovnya morya [Non-periodic sea level fluctuations]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1971. 238 p.

Le Blon P., Maysek L. Volnyi v okeane [Waves in the ocean]. Moscow: Mir, 1981. Vol. 1. 480 p.

Praudmen Dzh. Dinamicheskaya okeanografiya [Dynamical oceanography]. Moscow: Inostrannaya literatura, 1957. 418 p.

Sretenskiy L. N. Teoriya volnovyih dvizheniy zhidkosti [Fluid wave theory]. Moscow: Nauka, 1977. 815 p.

Tihomirov A. I. Sejshevye techeniya v prolivah Yakimvarskogo zaliva Ladozhskogo ozera (nablyudeniya 1957 g.) [Seiche currents in the straits of Yakimvarsky Gulf of Lake Ladoga (observations in 1957)]. DAN USSR [Dokl. of the Acad. of Science of the USSR]. 1958. Vol. 121, no. 1. P. 149–151.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim376

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2016