Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

С. И. Бардан, Б. М. Долгоносов точки М (рис. 5). Для иллюстрации результатов расчета по Д^-кривым пунктирами даны линии полного перемешивания и конечных состояний вод на основе Дхгфункций (рис. 3). 0,0 0.5 1.0 1,5 0 * 50 100 *150 200 250 33,5 34,0 3 5 .-° 35.-5 Толщина ламеллы, H i (х) Глубина, Hi (х) _ л^hl ^ть. Рис. 5. Примеры прикладного применения Д^-функций для решения океанологических задач с введением нормировочных множителей в семейство Д^-кривых (см. рис. 3а). Проводится сравнительный анализ полученных результатов с итогами стандартных методов океанологии: для иллюстрации отличий применения Дтгфункции штрих-пунктиром проведены линии полного смешения и стационарные решения по Dxt по формуле (3) для слоистых структур при t ^ ж (см. текст): а - задача распределения энтальпии при перемешивании (Tw, °С) для ламеллы ЗС река - море, при h0 = 1.6 м, с границей раздела на глубине 0.7 м; б - анализ S'-кривых трех водных масс; б - анализ Т^-диаграмм перемешивания для двух водных масс по прямой смешения Задача А . На рис. 5а изображено решение задачи о распределении теплосодержания (Tw, °С) в реальной слоистой структуре - ламелле ЗС классического эстуария в Кольском заливе в весенний период [20, 21]. Средняя толщина h0 ламелл на вершине эстуария составляет 1.6 м, граница раздела расположена на глубине 0.7 м [4]. В весенний период смесь морских и пресных вод с разной энтальпией проходит путь полного перемешивания от вершины к устью эстуария ~L = 50 км, в среднем за 5-6 суток. Рассмотрен случай, когда относительно теплые (Tw= 6 °С) и сильно опресненные воды распространяются поверх холодных (Tw= -1.2 °С) и соленых морских вод. Результаты стандартного анализа перемешивания по ^-кривым и с использованием ДхГкривых в промежуточных состояниях подобны, вплоть до наступления стационарного состояния в ламелле ЗС по ДхГфункциям. В стандартном подходе конечным результатом перемешивания является точка М: кривая энтальпии вырождается [32]. В случае ДхГкривых ламелла стабилизируется с постоянным расслоением, а основные различия между методами сводятся к конечному состоянию для толщи перемешанных вод. Известно, что в натурных условиях расслоение сохраняется вплоть до размывания ламеллы в водах прибрежной зоны, а в морских водах - стратификация устойчиво соблюдается. Поэтому состояние для точки М - нереалистичный «идеал» [31]. Расчеты по ДхГфункции дают более точный результат: устанавливается grad Tw = const вплоть до разрушения структуры ламелл в ЗС. Это и позволяет сделать вывод о более адекватном описании процесса полученными нами ДхГфункциями. Задача Б. На рис. 5б приведен анализ вертикального расслоения водной толщи по Tw, S-кривым при трансформации вод по солености (S-кривые смешения). Нами рассмотрен случай трех стратифицированных по глубине водных масс (Е1, Е2, Е3). Центры масс располагаются в толще вод на глубинах до 240 м (для Е 1= 5 м, Е2 = 20 м и Е3 = 130 м), причем две верхние массы сильно опреснены (Е1= 4 %о; Е2= 14 %о) и подстилаются чисто морскими водами (при Е3 ~ 34.2 %о). Данные характеризуют гидрологическую обстановку у входа в Кольский залив (побережье Баренцева моря) в период окончания весеннего гидрологического сезона [4, 20]. Результаты применения стандартного метода S-кривых и использования ДхГкривых на промежуточных стадиях перемешивания дают сопоставимые результаты, вплоть 74 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25)