Российские ученые, объединившие специалистов из области океанологии Санкт‑Петербургского университета, выявили новые закономерности в распространении волн Россби. В процессе исследования были определены участки, характеризующиеся прекращением переноса энергии и изменениями направления движения воды. Кроме того, исследователи зафиксировали различия в динамике волновых процессов, возникающих при западных и восточных прибрежных течениях. Данная работа осуществлялась при поддержке грантов РНФ и СПбГУ, были опубликованы в журнале Physics of Fluids.

Волны Россби представляют собой потоки воды, формирующиеся под воздействием вращения Земли. Они выполняют ключевую функцию в циркуляции океанских вод, обеспечивают перенос энергии на значительные расстояния и оказывают влияние на климатические условия планеты.

В рамках первого исследованияИсследователям удалось выявить участки, где наблюдается полное прекращение движения энергии, то есть ее скорость падает до нуля. Специалисты из Санкт‑Петербургского университета, занимающиеся изучением океана, установили, что в этих зонах волновые траектории расщепляются, и волны Россби начинают двигаться по-иному. Данное наблюдение корректирует существующие представления о механизмах переноса энергии в океане.

Изучение проводилось с применением сложных математических моделей и компьютерного моделирования. Специалисты из СПбГУ продемонстрировали эффективность обнаруженного механизма переноса энергии как в простых, так и в условиях сложных океанских течений, включая многослойные структуры воды.

Изучение нового способа распространения волн Россби позволит повысить точность прогнозов океанических явлений, углубить знания о формировании вихрей и взаимодействии морских течений с подводным рельефом. Это, в свою очередь, предоставит возможность более точного предсказания изменений климата и перемещения водных масс.

«Наша исследовательская задача заключается в понимании трансформации вихрей в океане при их взаимодействии друг с другом или с крупными течениями. В подобных ситуациях меняется не только потенциальная энергия, но и кинетическая. Мы изучаем два сценария: первый – передача энергии от крупных вихрей к более мелким, приводящая к образованию вытянутых структур — филаментов; второй – возврат энергии в основное течение, сопровождающийся слиянием небольших вихрей в один крупный. Главная цель – выяснить принципы распределения энергии в океане», — пояснила профессор Санкт‑Петербургского университета Татьяна Белоненко (кафедра океанологии).

Второе исследованиеИсследование, проведенное учеными из Санкт-Петербургского государственного университета, было сосредоточено на механизмах распространения волн Россби от прибрежных течений в отдаленные океанические районы. В ходе работы установлено, что их поведение существенно варьируется в зависимости от места возникновения. Западные течения формируют волны с незначительным увеличением энергии, которые перемещаются преимущественно вдоль береговой линии в меридиональном направлении. Восточные же течения порождают более интенсивные потоки, распространяющиеся перпендикулярно берегу в зональном направлении.

«Волны Россби, генерируемые восточными течениями, имеют примерно в десять раз большую длину по сравнению с волнами, исходящими от западных течений. В определенных обстоятельствах излучение волн в открытый океан может быть полностью остановлено», — пояснила Татьяна Белоненко.

Результаты работы ученых из СПбГУ способствуют пониманию процессов, протекающих в Мировом океане, и могут оказаться полезными в различных направлениях океанографии и климатологии.

Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ