Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

Формирование слоистой структуры. до наступления стационарного состояния (по Djrt-кривым). Причем по стандартным Tw, S-кривым перемешивания конечный результат достигается образованием вначале двух, а далее одной общей массы, когда кривая смешения вырождается в точку М. Ее термохалинный индекс рассчитывают по формуле смешения: S = (m1S1+ m2S2+ m3S3)/(m1+ m2+ m3) [31]. В методе DX^-кривых формируются те же массы (см. рис. 5б, кривые), которые, трансформируясь, стабилизируются с соблюдением стратификации - в устойчивом состоянии. При этом сохраняется упорядоченность с расслоением по вертикали и разной стратификацией по трем областям водной толщи при grad S1,2,3^ => const1,2, 3 |. Ядра масс сохраняются вплоть до истощения границ ламеллярной структуры (по критерию слияния) [1]. Различия результатов двух методов те же, что и выше для конечного состояния толщи воды, причем промежуточные результаты обоих методов схожи при полном различии конечных состояний для толщи перемешанных вод. Задача В. На рис. 5в проводится анализ перемешивания двух первоначально однородных водных масс (Е1, Е2) стандартным методом Tw, S-диаграмм и по Dх^-функциям. Массы имеют разные Tw, S-характеристики: Е ^ = 35.4 %о; Tw= 4.0 °С}, Е2^ = 33.7 %о; Tw= -1.8 °С}, что соответствует условиям зоны Полярного фронта (северо-восточной части Баренцева моря) в летний период, при глубинах ~400 м [21-22]. Как и выше, промежуточные результаты методами Tw, S-диаграмм и при использовании DXt совпадают вплоть до стационарного состояния. На рис. 5в показана прямая смешения для Dх^-функции и точка конечного смешения М стандартного метода, различия, как и выше, в конечном результате перемешивания. В стандартном методе Tw, S-диаграмм - это точка М, или масса с термохалинным индексом (см. выше). В методе DX^-кривых устанавливается прямая стратификация вод при устойчивом grad (T,S)t => const. Последнее соответствует наблюдаемому в натурных условиях распределению Tw, S-индексов из областей полярного фронта в процессе формирования глубинных баренцевоморских вод [21-23]. Анализ трех задач показывает, что промежуточные результаты применения обоих методов будут сходными при одновременном полном различии конечного состояния в смеси вод. Это стратификация и расслоение для Dх^-функций либо гомогенное образование по стандартным методам. Совпадение с современными океанологическими методами наступает только в случае полного разрушения структуры вод - размывания границ раздела и нарушения условий стационарности, так как в отсутствие деформаций границ слоистая структура исчезает [1, 2]. Следовательно, полученное по формуле (12) решение задачи переноса и распределения концентраций у растягиваемых границ раздела является основным уравнением для аналитических расчетов (или моделирования) процессов перемешивания, в которых конечным состоянием для смеси является образование слоистой структуры (рис. 3-5). В рамках наших работ последствия таких решений определяются рядом эффектов в гидродинамическом пограничном слое толщиной ± 5 (2.7) на растягиваемой границе раздела в паре перемешивающихся растворов [1, 2]. Фактически эти эффекты определяются поверхностными силами, действующими в объектах такого рода. Обсуждение результатов 1. Кривые перемешивания: опреснение и осолонение растворов. По решению (3) в системе (12) получены разные типы D ^ ^ ^ b r a смешения и их дополнения, обычно наблюдаемые при опреснении океанических и осолонении растворов пресных вод. Приведенные в графической форме результаты двух семейств кривых позволяют провести их интерпретацию по особенностям изменения функций DXt по разным секторам фазовой плоскости процесса смешения (рис. 3а). В выделенных секторах (рис. 3) располагаются только однородные по знаку кривизны и форме выпуклости Djrt-кривые, т. е. смеси в системе всегда будут упорядочены, как и их положение в фазовой плоскости {сг, хг}. Изменения кривых 1-8 (рис. 3а, б) по секторам носят прямо противоположный характер, определяя форму ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25) 75