Лабораторное моделирование эволюции плотностных неоднородностей при формировании тонкой структуры гидрофизических полей океана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.08, кандидат физико-математических наук Абрамян, Татьяна Ованесовна

• Абрамян, Татьяна Ованесовна
• кандидат физико-математических наук
• 1985

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Абрамян, Татьяна Ованесовна

1. ВВЕДЕНИЕ 3

2. ГЛАВА X. Современноестояние исследований интрузионного процесса, как процесса формирующего тонкуюруктуру вод океана. 20

3. ГЛАВА П. Методические особенности применения голографической интерферометрии при исследовании фазовых объектов в стратифицированной среде . 62

4. ГЛАВА Ш. Экспериментальное исследование процесса вязкого растекания единичной цилиндрической интрузии вратифицированнойеде.81

5. ГЛАВА 1У. Исследование интрузионного механизма формирования тонкой структуры вод океана.

§ I. Лабораторное исследование взаимодействия пятен перемешанной жидкости при их растекании вратифицированнойеде 96

§ 2. Эволюция поля плотни между двумя пятнами перемешанной жидки при их рекании вратифицированнойеде 105

§ 3. Универсальное представление результатов экспериментальных исследований интрузионного механизма формирования тонкой структуры вод океана 112

6. ГЛАВА У. Некоторые оценки времени жизни элементов тонкойруктуры океана^ 119

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лабораторное моделирование эволюции плотностных неоднородностей при формировании тонкой структуры гидрофизических полей океана»

Открытие тонкой структуры гидрофизических полей океана стало одним из крупнейших событий океанологии XX века. Исследование верхнего слоя океана при помощи малоинерционных приборов, выполненное К.Калле в 1942 году в Балтийском море / Kalle , 1942 /, стало предвестником новых представлений о строении гидрофизических полей океана.

Впервые вместо ожидаемого гладкого профиля были получены профили температуры, отличающиеся сильной изрезанностыо. Уже в более недавнее время данные, полученные с использованием новой техники, позволили Куперу / Cooper , 1961/ выдвинуть гипотезу о переслоенности вод океана.

Следующим определяющим эталом явилась фундаментальная работа, выполненная Генри Стоммелом и К.Н.Федоровым / stcmmel, Fedorov , 1967/. В этой работе были не только получены вполне достоверные данные о микроструктуре полей температуры и солености (Рис. I ), но и даны первые оценки времени существования элементов тонкой структуры.

Опираясь на эту работу Купер / Cooper , 1967/ смог окончательно сформулировать представления об океанической микроструктуре. Согласно этим представлениям в океане имеет место чередование в вертикальном направлении слоев с различными термодинамическими свойствами. Показательным подтверждением представлений Купера стали результаты дальнейших натурных наблюдений, выполненных с применением малоинерционных приборов /Федоров, 1970, 1972; Gregg , Сох , 1971; 1972; Woods , 1972; Монин и др., 1973; Беляев и др., 1974, 1975; Волков и др., 1975; Федоров, Шевцов, 1975, Gregg , 1975, Озмидов, 1975, и др./, которые показали, что не только поля термодинамических

Рис.1. Вертикальные профили температуры Т и солености б разреза, полученные СТД-зондом на 21 станции Минданао. На оси абсцис т.34 и 35 определяют интервал изменения солености.Интервал изменения температур отмечен на оси абсцис 29°--30°С.Числами 25,21,17,13,9 обозначены интервалы температуры в тех случаях, когда её изменение выходит за рамки рабочей шкалы прибора (4°С) (из / Э-Ьотте!, Реаогоу, 1967/). характеристик - температуры, солености (электропроводности), плотности, но и поля гидродинамических характеристик океана (скорости течений) имеют структуру такого же характера. Эти исследования увенчались регистрацией открытия нового явления в Государственном реестре: "Тонкослойное движение вод океана" /А.С.Монин, К.Н.Федоров, В.П.Шевцов, 1980/.

Итак, тонкая структура гидрофизических полей, наблюдаемая в океане, представляет собой чередование по глубине участков с низкими и высокими вертикальными градиентами той или иной характеристики. Практически однородные по своим свойствам слои, вертикальные размеры которых изменяются от десятков сантиметров до десятков метров, разделяются прослойками, в которых вертикальные градиенты физических свойств могут существенно превышать их средние значения / Stommel, Fedorov , 1967; Cooper , Stommel , 1968; Molcard , Williams , 1975/. Временной масштаб существования таких неоднородностей составляет от нескольких часов до нескольких суток и более /Voorhis , Webb , Millard , 1976; Stommel , Fedorov , 1967; Home . , Bownan , Okuho , 1976; Лаанеметс, 1984, и ДР./.

Первый систематический анализ физических механизмов, формирующих тонкую структуру был предпринят в книге К.Н.Федорова (1976). К.Н.Федоровым были выделены три основных механизма формирования тонкой структуры вод океана:

I). Кинематический эффект внутренних волн. Не перемешивая и не создавая областей неустойчивости, внутренние волны, деформируя стратификацию создают иллюзию (именно иллюзию, так как этот процесс - обратимый) тонкой структуры, поскольку внутренние волны вызывают колебания потенциальной энергии

- б структуры /Миропольский, Филюшкин, 197I; Федоров, 1972/,

2). Изопикнический изэнтропийный перенос термохалинных неоднородностей. Изменения потенциальной энергии не происходит: изменение полей температуры и солености не вызывает изменения поля ПЛОТНОСТИ / Gregg , 1975, 1981, Woods , 1976; Федоров, 1976; van Aken , 1981; Журбас, Озмидов, 1984/.

3). Процессы перемешивания: а) сдвиговая неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, резонансное взаимодействие внутренних волн порождают движения, кинетическая энергия которых затрачивается на работу против архимедовых сил, вызывая увеличение потенциальной энергии Woods , 1968; Thorpe , 1969, 1971, 1972; Garrett , Münk, 1972; Беляев, Гезенцвей, 1978; Озмидов, 1979; Попов, Чашечкин, 1980; McEwan , 1971/; б) потенциальная энергия переходит в кинетическую с последующей диссипацией за счет дифференциально-диффузионной конвекции / Stern , 1963; Turner , Stommel, 1964; Turner , 1973, 1974, 1978; Попов, Чашечкин, 1979; Чашечкин, 1984/.

Причиной первоначального формирования перемешанных областей в стратифицированной жидкости могут служить: сдвиговая неустойчивость дрейфовых, придонных стратифицированных крупномасштабных течений и приливных волн; обрушивание поверхностных и внутренних волн; конвекция в слоях с неустойчивой плот-ностной стратификацией. Далее, начинает играть роль сдвиг скорости течения, под действием которого в исходно перемешанных областях баланс турбулентной энергии может стать положительным и начинает нарастать турбулентность /Баренблатт, 1982/.

В условиях стратифицированного океана длительное существование турбулентности возможно лишь в тонких слоях - "турбулентных блинах" /Колмогоров, цитирую по Монин, Озмидов, 1981/ Натурные исследования в океане показали, что турбулентность I здесь имеет ярко выраженный "островной", перемежающийся характер / Phillips , 1966; Монин, 1970, 1973; Озмидов, 1971, 1974, 1982; Пака, 1972; Гайдюков, Федоров, 1976; Монин, Озмидов, 1981 и др./« Проведенные исследования позволили сделать предположение /Баренблатт, 1978/, что регистрируемые в океане блинообразные структуры представляют собой интрузии коллапсирующих пятен перемешанной жидкости, находящихся, в основном, на вязкой стадии своей эволюции.

Таким образом, анализ экспериментальных, натурных наблюдений и теоретических исследований позволил предположить, что процесс коллапса перемешанных областей, в которых живет или вырождается турбулентность, является одним из основных процессов, ответственных за формирование тонкой структуры вод океана /Баренблатт, 1978; Зацепин и др., 1978; Зацепин, Федоров, 1980/.

Эффект коллапса объема перемешанной жидкости в поле плот ности стратифицированной жидкости впервые был обнаружен и исследован Скули и Стюартом /Schooley »Stewart , 1963/ в связи с другой проблемой: изучением следов перемешивания за самодвижущимся телом в стратифицированной жидкости.

Исследования динамики процесса коллапса /Schooley , Stewart , 1963; Wu , 1969; Hartman , Lewis, I972;Dugan et a^, 1976; Kao , 1976; Schooley,Hughes , 1972; Merrit , 1974; Whitham , 1974; Amen , Maxworthy, 1980/ позволили выявить следующие его закономерности. Было выделено три стадии коллапса, в процессе которого под действием внешней стратификации перемешанная жидкость в виде интрузии внедряется в окружающую среду. Начальная стадия, занимающая интервал времени О — 3: движущая сила интрузии значительно превосходит силы сопротивления среды, цроисходит энергичная генерация внутренних волн, скорость интрузии почти постоянна, удлинение незначительно и цроисходит по закону ~ ) . На основной стадии, 3 ^ А/-6 25, генерация внутренних волн ослабевает, изменение характерного горизонтального размера происходит по закону ~ {Л/^ ^ - движущая сила интрузии уравновешивается волновым сопротивлением и сопротивлением формы. Вязкая стадия ( Л/4: > 25) растекания в работе Ву была только обозначена. Было указано, что эффекты вязкости становятся здесь определяющими, генерация внутренних волн полностью прекращается. Наиболее подробно в работе Ву и других работах этого периода были исследованы начальные стадии коллапса. В двух последующих работах вязкий режим изучался экспериментально / Мазотог-ЬЪу , 1972; Мавис1а , lTagata , 1974/ на примере двумерной интрузии с подпиткой.

Теоретическая модель коллапса пятна перемешанной жидкости, образовавшегося на уровне своей равновесной плотности, в поле плотности неограниченной стратифицированной жидкости предложена Г.И.Баренблаттом (1978). Описанные ранее стадии процесса коллапса вошли как составляющие части модели. В этой работе рассмотрены все три установленных стадии коллапса; решения, полученные в ней из более общих соображений для первых двух стадий, согласуются с предложенными ранее. Для вязкой стадии показано, что движущая сила интрузии уравновешивается вязким сопротивлением, поэтому цроисходит резкое замедление процесса растекания. Получены автомодельные асимптотические законы растекания на вязкой стадии для осесимметричного А и цилиндрического пятна

Предложенная модель положила начало сформировавшемуся в последнее время направлению экспериментальных, теоретических и численных исследований закономерностей процесса коллапса единичных интрузий. Прежде всего, получившиеся закономерности растекания оказались достаточно простыми, поэтому для их проверки были проведены многочисленные экспериментальные исследования. Было экспериментально доказано существование вязкой стадии и исследованы для этого случая закономерности растекания однородной осесимметричной интрузии постоянного /Зацепин и др., 1978/ и переменного /Зацепин, Шапиро, 1982/ объема. Исследовано растекание термохалинной /Воропаев и др., 1978/ и стратифицированной /Зацепин, 1982а/ интрузий.

Эволюция уровня турбулентности при вязком растекании перемешанного пятна в устойчиво-статифицированной среде, когда турбулентность в пятне поддерживается только за счет сдвига скорости течения от растекания самого пятна, теоретически исследовалась В.С.Беляевым; получены ассимптотические решения для пятен осесимметричной и цилиндрической формы /Беляев, 1981/. В этой работе показано, что характерное время жизни турбулентности на вязкой стадии в растекающихся пятнах при отсутствии внешнего сдвига много меньше характерного времени уменьшения их линейных размеров. Таким образом, в условиях отсутствия внешнего сдвига скорости течения в устойчиво -стратифицированных слоях океана преобладают блинообразные структуры, в которых турбулентность уже успела затухнуть. Было теоретически исследовано растекание перемешанных объемов с учетом влияния кориолисовых сил /Журбас, Кузьмина, 1981; Шапиро,1984; Костяной, Шапиро, 1984/. Была цредложена теоретическая модель

Жмур, 1982/ вязкого растекания объемов перемешанного газа, ч образующихся в ионосфере за счет неустойчивости и обрушивания гравитационных волн, в которой баланс сил осуществляется между силой Кориолиса, трения и пондеромоторной силой. Были выполнены(на основе полных уравнений Навье-Ст>-окса) численные расчеты начальной стадии коллапса /Белоцерковский, Гущин, 1982; Белоцерковский и др., 1984/.

Общей особенностью выполненных работ было изучение процесса коллапса единичных перемешанных пятен в стратифицированной среде. Визуализация процессов, приводящих к образованию тонкой структуры, свидетельствует о том, что в ходе процесса турбулентного перемешивания возникает не один, а много перемешанных объемов, которые, как правило, достаточно близко расположены, а подчас почти примыкают друг к другу.

Об этом, в частности, свидетельствуют работы Вудса /Вудс, 1979/, Торпа / Thorpe , 1971, 1973/ Тернера /Turner , 1973/. Естественно, что в такой ситуации нельзя пренебречь взаимным влиянием коллапсирующих объемов.

В настоящей работе развиваются представления об образовании тонкой структуры путем коллапса взаимодействующих пятен перемешанной жидкости в поле плотности стратифицированной среды. Сказанное выше определяет актуальность темы, выбранной для диссертационной работы.

Вязкая стадия растекания перемешанной области является наиболее продолжительной по времени и поэтому с наибольшей вероятностью наблюдаемой в естественных условиях океана. Поэтому можно предположить: с наибольшей вероятностью, что перемешанные области влияют друг на друга возможно именно на вязкой стадии.

Цель данной работы заключалась в лабораторном изучении механизма взаимодействия близкорасположенных областей пере«*

I. мешанной жидкости, формирующих тонкую структуру вод океана, при их вязком растекании в поле плотности стратифицированной жидкости. Основные задачи исследования заключались:

1) в экспериментальном изучении закономерностей вязкого режима растекания единичного перемешанного пятна постоянного объема в линейно*-стратифицированной среде;

2) в экспериментальном исследовании цроцесса взаимодействия двух пятен перемешанной жидкости при их растекании на изопикническом уровне в стратифицированной среде;

3) в экспериментальном изучении эволюции поля плотности между пятнами методом голографической интерферометрии;

4) в получении универсальных закономерностей, описываю«* щих процесс вязкого растекания перемешанных областей на изо»* пикническом уровне в стратифицированной среде.

В результате обрушивания внутренних волн * одного из повсеместно действующих в океане механизмов генерации тонкой структуры - образуются перемешанные области, горизонтальный размер которых в несколько раз больше вертикального / Thorpe , 1973; Вудс, 1979/. Такие области могут рассматриваться как цилиндрические. Поэтому эксперименты проводились с пятнами перемешанной жидкости, первоначальная форма которых представ* ляла собой цилиндр с горизонтальной осью. Закономерности вяз« кого растекания перемешанного пятна цилиндрической формы к моменту начала работы экспериментально изучены не были. Поэ** тому выполнению основной задачи исследования изучению про*« цесса взаимодействия пятен перемешанной жидкости - цредществовало представленное в Ш главе настоящей работы, исследование вязкого режима растекания единичного цилиндрического ( '(с горизонтальной осью) перемешанного пятна постоянного объема в линейно-стратифицированной среде.

Методика проведения выполненных ранее экспериментов по исследованию динамики коллапсируицих перемешанных объемов цилиндрической формы (с горизонтальной осью) не позволяла выявить закономерностей вязкого режима растекания / Wu , 1969; Amen , Maxworthy , 1980; Maxworthy , 1980; Воропаев, Зацепин, Федоров, Павлов, 1978; Зацепин, 19826/.

Дело в том, что эксперименты проводились с областями перемешанной жидкости значительных объемов, вертикальный раз** мер которых был соизмерим с глубиной окружающей стратифицирован*« ной среды. Образующиеся в процессе коллапса внутренние вол«* ны большой амплитуды отражались от стенок бассейна, вызывая колебание растекающейся интрузии, которые могли достигать 30% от ее общей длины /Зацепин, 19826/. Это препятствовало точному инструментальному измерению размеров интрузии и мешало выявить закономерности вязкого растекания.

Наши эксперименты были направлены на изучение именно вязкой стадии растекания. Поэтому первоочередной задачей стало создание устройства для получения цилиндрических пере«* мешанных пятен. При выборе конструкции, способа создания пятен, размеров генератора мы руководствовались следующими задачами проведения эксперимента: создавать в стратифицированной среде на уровне равновесной плотности безымпульсное нетурбулентное пятно перемешанной жидкости заданного объема в малые времена (чтобы исследовать растекание пятна постоянного объема, а не интрузию с подпиткой); максимально возможно исключить влияние внутренних волн и возможность смешивания перевешанной жидкости с окружающей в процессе создания пятен. ( Разработанное с учетом этих требований устройство, генератор пятен, представлял собой цилиндр, изготовленный из металлов керамического фильтра, к внутренней цилиндрической полости которого» по трубке из мерной бюретки подавалась предвари» тельно перемешанная и подкрашенная жидкость. Скорость подачи жидкости через генератор была такова, что обеспечивала устой* чивость единичной струйки в процессе создания (генерации) пятен и соблюдение условия устойчивости на границе пятном среда. Значение числа Ричардсона при этом в зависимости от стратификации /V ж 0,5 + 1,0с~* менялось от 4,5 до 40.

Условие гашения импульса в пятне при выдавливании перемешанной жидкости через пористые стенки генератора обеспе* чивалось за счет практически мгновенного слияния разнонаправо ленных тонких струй. Диаметр струй ^ 10 см (определяется размером поровых каналов). Оценки показали, что слияние струй за счет диффузии импульса происходило за времена ~ 10~^с на расстоянии ^ 1(Г®см. Генерация пятен на уровне равновесной плотности, размеры генератора, выбранная скорость подачи жидкости, л, вследствие этого, соответствующие началу растекания перемешанного пятна гидродинамические параметры позволили практически исключить генерацию внутренних волн. Время начала вязкой стадии таким образом практически совпадало с временем окончания выдавливания пятен. Шло проделано девятнадцать опытов в бассейне размером 50x375x190 мм и шесть «• в бассейне вдвое большей длины* С помощью кино и фотосъемки регистрировалось изменение со временем размеров растекающихся пятен различных объемов (от 6 до 20 см^) в ли«« нейно-стратифицированных жидкостях с различными значениями т частоты Вяйсяля-Брента (0,52-1,00с"А).Результаты экспериментов показали, что вязкое растекание цилиндрического пятна носит автомодельный характер и происходит по закону, полу» ченному в работе /Варенблатт, 1978 /:

L-foly^ß-^/m"]^ а)

Результаты всех экспериментов свидетельствуют (рис. 2) о том, что зависимость пятна L от времени t аппрок* симируется степенной функцией L t * , где среднее значение J. «0,Х7±0,03 при среднем коэффициенте корреляции

Г » 0,997 - 0,02. Экспериментально показано, что L ~Vfs L ~ Af где V , /V - объем пятна и частота Вяйсяля-Брента окружающей стратифицированной жидкости, соответственно.

В 1У главе приводятся результаты экспериментов по исследованию единичного акта взаимодействия пятен перемешанной жидкости при их вязком растекании в стратифицированной среде.

Эксперименты проводились в прозрачном бассейне размером 50x650x180 мм. Выдавливание подкрашенных пятен на уровень их равновесной плотности проводилась по методике, изложенной в Ш главе. Оказалось, что процесс взаимодействия двух пятен перемешанной жидкости на вязкой стадии в линейно-стратифицированной среде можно разделить на три периода: начальный, в течение которого формируются пятна; промежуточный и конечный. Расстояние между взаимодействующими пятнами варьировалось в широких пределах от максимального, определяемого макси

Рис.2. Зависимость безразмерной величины пятна перемешанной жидкости от I - зависимость

И^-^ен^ри £ = з,б2. мальным размером, которого достигает единичное пятно данного объема при вязком растекании до начала влияния диффузии, до одной десятой этой величины. Было показано, что независимо от расстояния между пятнами в момент их генерации, характер их взаимодействия оставался одинаковым. (После создания пя* тен генераторы плавно выводились из области взаимодействия). Промежуточный период характеризуется тем, что расстояние между пятнами в течение всего времени практически остается постоянным, т.е. пятна перестают растекаться навстречу друг другу (этим определяется момент начала промежуточной стадии), пятна продолжают растекаться только во внешние стороны. Резуль* таты экспериментов показали, что при этом изменение расстояний внешних концов пятен от центра генератора пропорционально степени времени с показателем 0,155 - 0,04 (напомним, что 1/6 ж 0,1667.) при среднем коэффициенте корреляции

С ж 0,996 £ 0,03. Эксперимент показал также, что измене«* ние полных размеров пятен с расстояний между внешними и внутренними концами не является степенным. Однако для оценочных расчетов можно считать, что эти размеры изменяются как "Ь^* , где « 0,12 - 0,01. Конечный период характеризуется тем, что изменение размеров пятен в целом и отдельных их частей практически не происходив: становится пропорциональным , где 0,03. В этот период наблюдается действие диффузионных процессов. Взаимное влияние пятен, таким образом, существенно и проявляется: а) в изменении их формы (нарушение симметрии, наблюдаемой у единичного пятна); б) в том, что независимо от условий проведения эксперимента пятна не сливаются; в) в том, что расстояние между пятнами практически не меняется; г) в том, что внешние части пятен от внешних концов до центра генераций) изменяются практически по закону растекания единичного пятна, т.е. пропорцию- ' нально

К .

В изложенных экспериментах неявно предполагалось, что пятна подкрашенной жидкости (наблюдаемые визуально) в точности соответствуют флуктуациям плотности. Однако, описанное выше поведение пятен указывает по нашему мнению на отсутствие сил плавучести в промежутке между пятнами.

Поэтому мы предположили, что флуктуации плотности выходят за пределы окрашенных пятен. Проверка этого предположения была выполнена с помощью неконтактного оптического метода голографической интерферометрии. Сопоставление результатов эксперимента (фотографий, подкрашенных пятен и интерферо-грамм процесса взаимодействия) показало, что за малые времена по сравнению с временем жизни пятна происходит перестройка поля плотности в слое, содержащем пятна и прилежащих к нему слоях. В процессе взаимодействия растекающихся пятен образуется слой, толщина которого определяется толщиной пятен. Одинаковый сдвиг фаз зондирующей волны по всему слою наглядно доказывает, что поле плотности в пятнах и в зазоре между ними одинаково, что объясняет отсутствие сил плавучести в области взаимодействия пятен. Медленные течения, возникающие в зазоре, связаны с выдавливанием жидкости, плотность которой отличается от плотности жидкости, в растекающейся интрузии. Этим объясняется значительное изменение градиентов плотности в слоях, примыкающих к слою, содержащему пятна. Расстояние между пятнами определяется количеством остающейся в зазоре жидкости той же плотности, что и в пятнах. Чем меньше градиент плотности в начальной стратификации, тем ( при прочих равных условиях) будет больше расстояние между пятнами.

Это позволило нам считать, что с момента выравнивания градиента плотности жидкости в зазоре и в пятнах два взаимо«* действующих пятна и жидкость в зазоре между ними можно рассматривать как единую плотностную неоднородность. Это было подтверждено результатами экспериментальных исследований про« цесса взаимодействия, которые показали, что начиная с момента выравнивания плотности образования двумя пятнами и жидкостью между ними неоднородность растекается по закону растекания единичного перемешанного пятна.

Результаты исследования были представлены в виде универсальной зависимости м(*)«А Щ оэ где Д=0Л

00 = 0,9? |У/н24Х а-и]Уб (3) т--(4)

Здесь § - площадь поперечного сечения интрузии, постоянная на вязкой стадии. Экспериментальные точки, соответствующие зависимости М от времени аппроксимируются степенной функцией , где о1 «-0,31 1 0,04 при среднем коэффициенте корреляции Г * 0,990 £ 0,005. Результаты экспериментов хорошо согласуются с универсальной кривой, описываем мой формулов (£). Выполненные оценки позволяют определить возраст растекающихся интрузий независимо от условий их формирования и предположить, что наблюдаемые в океане неоднородности ( к^ ^ 10"^) могут образовываться в результате рзаимодействия большого количества перемешанных областей существенно меньших размеров. По нашему мнению, это подтверждается, в частности, наблюдениями Журбаса, Озмидова (1984).

Современные представления о формировании тонкой структуры гидрофизических полей океана путем коллапса перемешанных областей обсуждаются в У главе работы. С учетом полученных в 1У главе закономерностей взаимодействия пятен даются оценки времени жизни таких составных плотностных неоднородностей в океане. Это время жизни оказывается вполне реалистичным: оно составляет ~ Ю^с ( ^ суток) и ^ 10^ с ( ~ десятка суток) при А/ » 1СГ^ и А^е Юсоответственно. Полученные оценки согласуются с данными натурных наблюдений о времени жизни элементов тонкой структуры гидрофизических полей океана.

Методика проведения экспериментальных исследований с помощью метода голографической интерферометрии изложена во П главе.

Подробный обзор выполненных ранее теоретических исследований, экспериментальных работ и натурных наблюдений по теме работы, а также основные ссылки приведены в I главе диссертации.

Заключение диссертации по теме «Океанология», Абрамян, Татьяна Ованесовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ I

По результатам диссертационной работы сделаны следующие основные выводы:

X. Сконструированы и созданы лабораторные установки, позволяющие проводить эксперименты с единичными цилиндрическими пятнами и изучать взаимодействие пятен перемешанной жидкости при их вязком растекании в стратифицированной среде. Разработаны и применены на практике методики цроведения таких экспериментов.

2. Экспериментально исследована вязкая стадия растекания коллапсирующих в поле плотности стратифицированной среды цилиндрических пятен перемешанной жидкости постоянного объема. Экспериментально получены зависимости изменения характерного горизонтального размера интрузии Л от времени и других параметров. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с имеющимися теоретическими представлениями. В частности, установлено, что интрузионный процесс в вязком режиме является автомодельным, как и предсказывалось теорией.

3. Экспериментальное изучение единичного акта взаимодействия двух близко расположенных цилиндрических пятен перемешанной жидкости при их вязком растекании в стратифицированной среде показало, что характер и закономерности поведения единичных и взаимодействующих пятен существенно различны; получены закономерности изменения во времени характерных размеров взаимодействующих пятен; форма взаимодействующих пятен становится асимметричной; независимо от условий проведения эксперимента пятна перемешанной жидкости не сливаются.

4. С помощью голографической интерферометрии выяснен физический механизм взаимодействия элементов тонкой структуры в поле плотности стратифицированной жидкости. Показано, что градиенты плотности жидкости в зазоре между пятнами быстро (т.е. во времена много меньшие времени вязкого растекания пятен) выравниваются с градиентами плотности жидкости в пятнах, и силы плавучести в области взаимодействия пятен исчезают. По нашему мнению, этот механизм ответственен и за эффект стенки в лабораторном эксперименте и за эффект ограниченности области при численном счете.

5. Экспериментально доказано, что начиная с момента выравнивания градиента плотности в зазоре между пятнами и в пятнах два взаимодействующих пятна и жидкость, оставшаяся в зазоре, представляют собой единую плотностную неоднородность, растекающуюся в поле плотности стратифицированной жидкости по закону растекания единичного пятна.

6. Получена и экспериментально обоснована универсальная зависимость, определяющая эволюцию как единичного пятна, так и плотностных неоднородностей, сформировавшихся в результате взаимодействия пятен. Полученная зависимость позволяет определить время существования элементов тонкой структуры, наблюдаемых в стратифицированных средах, независимо от условий их формирования.

7. Полученные результаты позволяют по-новому подойти к вопросу о формировании элементов тонкой структуры, наблюдаемой в океане. По нашему мнению элементы тонкой структуры -плотностные неоднородности - не обязательно представляют собой результат коллапса единичной перемешанной области. Они могут формироваться вследствие коллапса нескольких взаимодействующих перемешанных пятен меньших размеров. Такой подход с нашей точки зрения позволяет дать более реалистичную оценку времени жизни элементов тонкой структуры, вполне согласующуюся с временами жизни таких элементов, наблюдаемыми в океане.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразись искреннюю признательность и глубокую благодарность своим научным руководителям Григорию Исааковичу Баренблатту и Александру Михайловичу Кудину за постоянное внимание и поддерж< ку.

Кроме того, автор хочет поблагодарить М.А.Евграфова, Б.Л.Гаврилина, А.Г.Зацепина за полезные замечания, высказанные при обсуждении работы и Г.Н.Вишнякова за ценные консультации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Абрамян, Татьяна Ованесовна, 1985 год

1. Абрамян Т.О. Экспериментальное исследование вязкого растекания пятна перемешанной жидкости в стратифицированной среде. Изв.АН СССР, ФАО, 1984, т.20, Ш, 754-758.

2. Абрамян Т.О., Кудин A.M. Лабораторное исследование взаимодействия пятен перемешанной жидкости при их растекании в стратифицированной среде. Изв.АН СССР, <М0, 1983, т. 19,8, 888-891.

3. Авдеева И.Ю., Мадерич B.C. Особенности вырождения турбулентности в стратифицированной жидкости. Тезисы докл. на Ш республиканской конференции по прикладной гидромеханике. Проблемы гидромеханики в освоении океана, ч.1, Киев, 1984, 104- ■ 105.

4. Баренблатт Г.И. О некоторых неустановившихся движениях жидкости и газа в пористой среде. Прикл.мат. и мех., 1952,т.16, вып. I, 67-68.

5. Баренблатт Г.И. Динамика турбулентных пятен и интрузии в устойчиво стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФА0,1978, т.14, № 2, 195-206.

6. Белозеров А.Ф. Голографические методы исследования газовых потоков низкого давления. Сб.: Физические методы исследования прозрачных неоднородностей. М., 1977, 41-43.

7. Белоцерковский С.О., Гущин В.А. Моделирование некоторых течений вязкой жидкости. Препринт ВЦ АН СССР, М., 1982, 66 с.

8. Беляев B.C. О затухании турбулентности в пятне при его растекании в устойчиво-стратифицированной жидкости. Океанология, 1981, т.XXI, вып.З, 435-440.

9. Беляев B.C., Власов В.Л., Озмидов Р.В. Исследование тонкой вертикальной структуры плотности воды в океане оптико-интерференционным методом. Изв. АН СССР, ФАО, 1979, т.15,8, 855-863.

10. Беляев B.C., Гезенцвей А.Н. О сдвиговой неустойчивости внутренних волн в океане. Изв. АН СССР, ФАО, 1978, т.14, № 6, 648-655.

11. Беляев B.C., Гезенцвей А.Н., Озмидов Р.В. Спектры интенсивности микропульсаций скорости течений и диссипации кинетической энергии в океане. В кн.: Исследование изменчивости гидрофизических полей в океане. М., Наука, 1974, 31-41.

12. Беляев B.C., Лозовацкий И.Д., Озмидов Р.В. О связи параметров мелкомасштабной турбулентности с локальными условиями стратификации в океане. Изв. АН СССР, МО, 1975а, т.II,7, 718-725.

13. Беляев B.C., Лозовацкий И.Д., Озмидов Р.В. Исследование связи характеристик флуктуаций электропроводности воды с особенностями вертикальных профилей температуры в океане. Изв. АН СССР, ФАО, 19756, т.II, № 10, 1078-1083.

14. Беляев B.C., Монин А.С., Пака В.Т. Опыт измерения глубинной морской турбулентности. Изв. АН СССР, ФАО, 1974, т.10, № 5, 533-542.

15. Беляев B.C., Озмидов Р.В. Модель перемежающейся турбулентности в океане. В сб. .-Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей. Таллин, 29-33.

16. Беляев B.C., Озмидов Р.В. Влияние перемежаемости турбулентности на формирование структуры поверхности океана. Докл. АН СССР, 1982, т.263, № 5, 1225-1230.

17. Васильев Л.А. Теневые методы. Наука, 1968.

18. Власов В.Л., Амбросимов А.И. Оптико-интерференционный метод для измерения плотности и показателя преломления морской воды. Тезисы докладов 1-го Съезда советских океанологов "Физика океана. Морская техника", Изд. "Наука", 1977, 148-149.

19. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. М., "Мир", 1982, 504.

20. Волков А.П., Федоров К.Н., Шевцов В.П. Зондирование течений в океане методом перекрестных лучей. Изв.АН СССР, ФАО, 1975, т.II, № 2, 186-195.

21. Воронович А.Г., Леонов А.И., Миропольский Ю.З. К теории образования тонкой структуры гидрофизических полей в океане. Океанология, т. 16, вып.5, 1976, 750-759.

22. Воропаев С.И. Развитие перемешанного слоя в стратифицированной жидкости. Лабораторный эксперимент. В сб.: Ме-зомасштабная изменчивость поля температуры в океане. М., 1977, 140-152.

23. Воропаев С.И., Зацепин А.Г., Павлов A.M., Федоров К.Н. Экспериментальное воспроизведение структурнообразующих процессов в устойчиво-стратифицированной жидкости.

24. В сб.: Исследование изменчивости физических процессов в океане. 1978, II2-I2I.

25. Вудс Д.Д. Параметризация движений подсеточного масштаба. -В кн.: Моделирование и прогноз верхних слоев океана. Л., Гидрометеоиздат, 1979, 146-174.

26. Гайдюков A.A., Федоров К.Н. Об инверсиях плотности в океане. Изв.АН СССР, ФАО, 1976, т.12, № I, 68-74.

27. Голография. Методы и аппаратура. Отв.ред. Гинзбург В.М. и Степанов Б.М. М., "Советское радио", 1974, 376.

28. Денисюк Ю.Н. Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения. Докл.АН СССР, 1962, т.144, № 6, I275-1278.

29. Жмур В.В. Коллапс областей перемешанного газа в ионосфере. Изв.АН СССР, ФАО, 1982, т.18, № 8, 879-881.с,

30. Журбас В.М., Кузьмина Н.П. 0 растекании перемешанного пятна во вращающейся устойчиво стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФАО, т.17, № 3, 286-295.

31. Журбас В.М., Озмидов Р.В. О внутреннем строении тонкой ступенчатой структуры главного термоклина океана.Океанология, т.ХХШ, 1983а, № 6, 937-944.

32. Журбас В.М., Озмидов Р.В. О формировании ступеней тонкой структуры океана термохалинными интрузиями. Изв.АН СССР, ФАО, 19836, № 12, 1295-1302.

33. Журбас В.М., Озмидов Р.В. Формы ступенчатых структур океанского термоклина и механизм их генерации. Океанология, 1984, т.ХХ1У, вып.2, 197-203.

34. Зацепин А.Г. О коллапсе стратифицированных пятен. Докл. АН СССР, т.265, № 2, 1982а, 460-463.

35. Зацепин А.Г. Лабораторное исследование интрузий в стратифицированной жидкости. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. ИОАН, М.,1982, 122.

36. Зацепин А.Г., Федоров H.H., Воропаев С.И., Павлов A.M. Экспериментальное исследование растекания перемешанного пятна в стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФАО, 1978, т.14, №2, 234-237.

37. Зацепин А.Г., Федоров К.Н. Об условиях формирования тонкой структуры в океане путем коллапса перемешанных пятен. Докл.АН СССР, 1980, т.252, № 4, 989-992.

38. Зацепин А.Г., Шапиро Г.И. Исследование осесимметричной интрузии в стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФОА, 1982, т.18, № I, I0I-I05.

39. Иванов В.Ф., Мустафина Л.Г., Шатилов А.П., Юшков Е.С. . Получение интерферограмм и теневых снимков потока в отражающем сопле ударной трубы с помощью голографического метода. Квант, электр. 1974, т.1, 2493.

40. Каменкович И.М., Монин A.C. (отв.ред.), Гидрофизика океана, т.I, М., 1980, 455.

41. Кудин A.M., Абрамян Т.О. Эволюция поля плотности между пятнами перемешанной жидкости в стратифицированной среде. Докл.АН СССР, 1983, т.271, № 3, 725-728.

42. Кудин A.M., Абрамян Т.О. О физическом механизме формирования тонкой структуры вод океана. Тезисы докл. П Всес. симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", Таллин, 1984, ч.П, 45-47.

43. Кудин A.M., Абрамян Т.0. Об одном физическом механизме • формирования тонкой структуры вод океана. Докл.АН СССР, 1984, т.276, Ш 6, I464-1466.

44. Ландсберг Г.С. Оптика, М., "Наука", 1976, 926с.

45. Лаанеметс Я.Я. Особенности тонкой структуры вод Балтийского моря. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ-мат. наук. 1983, 203«.

46. Лаанеметс Я.Я. Характеристики интрузионной тонкой структуры в южной части Балтийского моря. Тезисы докл. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", Таллин, 1984, ч.П, 56-58.

47. Лукин В.В. Особенности тонкой структуры вод арктического бассейна. Тезисы докл. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", Таллин, 1984, ч.П, 67-69.

48. Леонов А.И., Миропольский Ю.З., Тамсалу Р.Э. 0 расчете тонкой структуры полей плотности и скорости (на примере Балтийского моря). Океанология, 1977, т.17, вып.З, 389393.

49. Мадерич B.C. 0 связи вертикального турбулентного обмена в океане с динамикой пятен турбулентности. Океанология, 1982, т.ХХП, № 6, 936-940.

50. Мадерич B.C. Процессы рестратификации при вырождении турбулентности в стратифицированной жидкости. Тез, . докл. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", ч.П, Таллин, 1984, 75-77.

51. Макаров С.А., Чашечкин 3D.Д. Присоединенные внутренние волны в вязкой несжимаемой жидкости. Изв.АН СССР, ФАО, 1982, т.18, № 9, 986.

52. Миропольский Ю.З., Филюшкин Б.Н. Исследование флуктуаций температуры в верхнем слое океана в масштабах внутренних гравитационных волн. Изв.АН СССР, ФАО, 1971, т.7, № 7, 778-798.

53. Монин A.C. Турбулентность и микроструктура в океане. Успехи физических наук. 1973, т.109, № 2, 333-354.

54. Монин A.C. Основные особенности морской турбулентности. Океанология, 1970, т.193, № 5, I038-I04I.

55. Монин A.C., Нейман В.Г., Филюшкин Б.Н. О стратификации плотности в океане. Докл.АН СССР, 1970, т.191, № 6, 1277-1279.

56. Монин A.C., Озмидов Р.В. Океанская турбулентность. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 320а.

57. Монин A.C., Федоров К.Н. О тонкой структуре верхнего слоя океана. Изв.АН СССР, ФАО, 1973, т.9, № 4, 442-444.

58. Монин A.C., Федоров К.Н., Шевцрв В.П. О вертикальной мезо-и микроструктуре океанских течений. Докл. АН СССР, 1973, т.208, № 4, 833-836.

59. Монин A.C., Яглом A.M. Гидродинамическая неустойчивость и возникновение турбулентности. Журнал прикладной механики и технической физики. 1962, № 5, 3-38.

60. Никишов В.И. Динамика турбулентного пятна в стратифицированной среде на вязкой стадии растекания. Тезисы докл.

61. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", Таллин, 1984, ч.П, 95-97.

62. Озмидов Р.В. Горизонтальная турбулентность в океане. М., Наука, 1968, 200с.

63. Озмидов Р.В. Исследование мелкомасштабной океанической турбулентности. 1-й рейс "Академика Курчатова". Вестник АН СССР, 1971, № 9, 60-66.

64. Озмидов Р.В. Турбулентность в океане. Земля и вселенная. 1974, № I, 9-16.

65. Озмидов Р.В. 11-й рейс научно-исследовательского судна "Дмитрий Менделеев", Океанология, 1975, вып.5, 948-954.

66. Озмидов Р.В. 22-й рейс научно-исследовательского судна "Дмитрий Менделеев". 1979, XIX, 5, 948-954.

67. Озмидов Р.В. 3-й рейс научно-исследовательского судна "Академик Мстислав Келдыш". Океанология, 1982, ХХЛ, вып.4, 678-681.

68. Озмидов Р.В., Журбас В.М. О механизмах генерации тонкой ступенчатой структуры гидрофизических полей океана. -Тезисы докл. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", Таллин, 1984, ч.П, 98-99.

69. Океанология. Физика океана, т.1, Гидрофизика океана, М., Наука, 1978, 455с. ,

70. Островский Н.И. Голография и её применение. Л., Наука, 1973, 180с.

71. Островский Н.Й., Бутусов М.М., Островская Г.В. Гологра-фичеекая интерферометрия. 1977, М., Наука, ЗЗбс.

72. Пака В.Т. Комплексные измерения физических полей в океане в режиме буксировки. С сб.:Автоматизация научных исследований морей и океанов. ч.1, Севастополь, изд.МГИ АН УССР, 1972.

73. Плахин Е.А., Федоров К.Н. Некоторые аспекты изменчивости температурного поля в верхнем слое тропической Атлантики. Изв.АН СССР, ФАО, 1972, т.8, № б, 647-660.

74. Попов Н.И., Федоров К.Н., Орлов В.М. Морская вода. М., Наука, 1979, 327с.

75. Попов В.А., Чашечкин Ю.Д. О структуре термоконцентрационной конвекции в стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФАО, 1979, т.15, № 9, 964-973.

76. Попов В.А., Чашечкин Ю.Д. Структура перемешанного слоя в стратифицированной жидкости. Изв.АН СССР, ФАО, 1980, т.16, № 3, 284-293.

77. Федоров К.Н. О ступенчатой структуре температурных инверсий в океане. Океанология, 1970, т.6, № II, 1178-1188.

78. Федоров К.Н. Внутренние волны и вертикальная термохалин-ная микроструктура океана. В кн.:Внутренние волны в океане. Новосибирск, 1972, 90-118.

79. Федоров К.Н. О температурной инферсии в Тиморском море. Докл.АН СССР, 1973, 213, № 2, 387-392.

80. Федоров К.Н. Тонкая термохалинная структура вод океана. Л., Гидрометеоиздат, 1976, 184с.

81. Федоров К.Н. Изопикнический эффект локального турбулентного перемешивания в океанском пикноклине. Докл.АН СССР, 1983, т.271, № 5, 1230-1234.

82. Федоров К.Н. Условия стратификации и конвекция в виде солевых пальцев в океане. Докл.АН СССР, 1984, т.275, № 3, 749-753.

83. Федоров К.Н., Власов В.Л., Амбросимов А.И., Гинзбург А.И. Применение оптической интерферометрии для исследования поверхностного слоя морской воды при свободной конвекции.

84. В сб.:Исследования изменчивости физических процессов вокеане. ИОАН СССР, 1978, I3I-I4I.

85. Федоров К.Н., Власов BJI., Амбросимов А.К., Гинзбург А.И. Исследование поверхностного слоя испаряющейся морской воды методом оптической интерферометрии. Изв.АН СССР,ФА0, 1979, т.15, № 10, I067-1075.

86. Федоров К.Н., Гинзбург А.И., Зацепин А.Г., Краснопевцев А.Ю., Павлов A.M., Питербарг Л.И., Шаповалов С.М.Опыт регистрации температуры и солености поверхностного слоя океана с помощью зонда АИСТ на ходу судна. Океанология, 1979а,т.19, вып.1, 156-163.

87. Федоров К.Н., Шевцов Н.П.06 измерении скорости теченийв океане методом вертикального зондирования. В кн.: Проблемы экспериментального исследования океана. 1975, вып.27, 72-79.

88. Шапиро Г.И. О динамике нестационарного атмосферного фронта. Метеорология и гидрология. 1982, № I, 16-23.

89. Шапиро Г.И. О влиянии вязкости на эволюцию изолированного нелинейного вихря в верхнем слое океана. Тезисы докл.

90. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов", 19846, ч.П, 185-187.

91. Шапиро Г.И. 0 моделировании синоптической изменчивости задерживающих слоев в тропосфере. Метеорология и гидрология, 1984а, № 3, 12-20.

92. Шапиро Г.И. Структура мезомасштабной вихревой линзы в океанском термоклине. Докл.АН СССР, 1984в, т.276, № 6, 1477-1479.

93. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М., изд.иностранная литература, 1956, 528с.

94. Чашечкин Ю.Д. Свободная термоконцентрационная конвекцияодин из основных механизмов формирования тонкой структуры. Тезисы докл. П Всес.симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов". Таллин, 1984, ч.П, 183-184.

95. Amen R., Maxworthy Т. The gravitional collapse of mixed region into a linearly stratified fluid, J,Fluid Mech., 1980, v. 96, pt. 1, 65-80.

96. Barenblatt G.I., Monin A.S. The origin of the Oceanic Microstructure. Ina Proc. XII Symposium Naval Hydrodinamics. Washington, Nat. Ac.Sci., 1979, 574-581.

97. Brooks R.E., Heflinger L,0., Wuerker R.F. Interferometry with a holographically reconstructed comparison beam. Appl. Phys. Lett., 1965, 7, 248

98. Burch J.M. The application of a lasers in production engineering (The 1965 Viscount NuffieldjbSemorial Paper). Prod. Eng., 1965, 44, 431.

99. Collier R.J., Doherty E.T., Penington K.S. Application of moire techniques to holography. Appl.Phys,Lett., 1965,7,233.

100. Cooper L.H.N, Vertical and horisontal movements in the ocean. Oceanography, 1961, AAAS, Washington, D.C.,599-622.

101. Cooper L.H.N. Stratification in deep ocean. Sci.Progr.,1967, v.55, 73-90.

102. Cooper J.W., Stommel H.Regularly spaced steps in the main thermocline near Bermuda. WHOI, C.R., 1968, pt.2, 1969,2111.

103. Davis R., Acrivos A. Solitary internal waves in deep water. J.Fluid Mech., 1967,v.29, pt.3, 593-607.

104. Debler W,R. The towing of bodies in stratified fluid.IAHR-AIRH Symposium of stratified fluids., Novosibirsk, 1972.

105. Debler W.R., Vest C.M. Observations of a stratified flow by means of holographic interferometry. Proc.R.Soc., 1977,A.358, 1-16.

106. Dickey T.D., Mellor G.L. Decaying turbulence in neutral and stratified fluids. J.Fluid Mech., 1980, v.99 pt. 1, 13-32.

107. Dugan J,P., Warn-Varnas A.C., Piacsek A.C. Numerical results for laminar mixed region collapse in a density stratified fluid. Comput. Fluids, 1976, 4, 109-121.

108. Fortuin T,M. Theory and application of two supplementary methods of construction density gradient Colums. J.Polumer. Sci., 1960, 44, 505-515.

109. Gabor D. A new microscopy principl. Nature., 1948, 191, 777778.

110. Gabor D, Microscopy by reconstructed wave fronts I. Proc. Roy.Soc., 1949, A 197, 454.

111. Gabor D. Microscopy by reconstructed wave fronts II. Proc.Phys.Soc., 1951, 64, 449.

112. Gabor D., Stroke G.W., Restrick R., Pukhouser A., Brumm D. Optical image synthesic ( complex amplitude addition and substraction ) by holographic Fourier transformation. Phys. Lett., 1965, 18, 116.

113. Gargett A.E. An investigation of the occurence of oceanic Turbulence with respect to fine structure. J.Phys.Oceanogr., 1976, H 6, 139-156.

114. Garret C,, Munk R.W, Oceanic mixing by breaking internal waves. Deep-Sea Res., 1972, v.19, N 12, 823-832.

115. Georgi D. Fine structure in the Antarctic polar zone: its characteristics and possible relation to internal waves. J.Geophys. Res., 1978, v.83, N C9, 4579-4588.

116. Gordon A.L., Georgi D.T., Taylor H.W. Antarctic polar Front zone in the western Scotia Sea Summer 1975. J.Phys. Oce-anogr., 1977, N 7, 308-328.

117. Gregg M.C. Microstrueture and intrusions in the California current. J.Phys.OceanogE, 1975, v.5, N 2, 253-278.

118. Gregg M.C. The three-dimensional mapping of a small thermohaline intrusion. J.Phys.Oceanogr., 1981, v.10, 1 9, 14681492.

119. Gregg M.C., Cox C.S. Measurements of oceanic microstructure of temperature and electrical conductivity. Deep-Sea Res., 1971, v.18, N 9, 925-934.

120. Gregg M,C., Cox C.S, The vertical microstructure of temperature and solinity. Deep-Sea Res., 1972, v.19 N 5, 355-376.

121. Haines K.A., Hildebrant B.P, Surface-deformation measurement using the wavefront reconstruction technique. Appl.Opt., 1966, 5, 595.

122. Hamon B.V. Medium-scale temperature and solinity in the upper 1500m in the Indian Ocean. Deep-Sea Res., 1967, v. 14,1. N 2, 169-181.

123. Hartman R.J., Lewis H.H. Wake collapse in the stratified fluids linear treatment J. Fluid Mech., 1972, v.51, 613-618.

124. Horman M.N. An application of wavefront reconstruction to in-terferometry. Appl.Opt., 1965, v.4, 333.

125. Home E,, Bownan W., Okuho A. Crossfrontal mixing and cabbe-ling. Oceanic fronts in coastal processes, 1977, Springer -Verlag, 105-113.

126. Howes W.L., Buchele D.R. Optical interferometry of infomogene-ous gase. J.Opt.Soc.Am., 1966, pt.56, 1517-1528.

127. Hudris D., Pao H. Experimental observation of internal solitary waves in a stratified fluid. Phys. Fluid., v.18, 385386.

128. Kalle K. Uber die innere thermische Unruhe des Meeres, Ann. Hydrogr. u marit meteorol., 1942, Bd 70, 383.

129. Kao T. Principal stage of wake collapse in a stratified fluids two-dimensional theory. Phys. Fluids, 1976, v.19» N 8,- 14.8 1071-1074.

130. Killworth P.D. On the motion of isolated on the J2> -plain. J. Phys.Oceanogr., 1983, v.13, N 3, 368-376.

131. Lambert R.B., Sturges W.A thermohaline staircase and vertical mixing in the thermocline. Deep-Sea Res., 1977» v. 24, N 3, 211-222.

132. Leit E.N., Upatnieks J. Reconstructed wave fronts and communication theory. J.Opt.Soc.Am., 1962, v.52, 1123-1130.

133. Leit E.N., Upatnieks J. Wavefronts reconstractions with diffused illumination and three dimensional objects. J.Opt. Soc.Am., 1964, v. 54, 1295-1301.

134. Linden P.P. The deepening of mixed layer in a stratified fluid. J.Fluid Mech., 1975, v. 71, pt. 2, 385-405.

135. Long R.R. A theory of turbulence in stratified fluids, J.Fluid Mech., 1970, v. 42, pt. 2, 349-365.

136. Long R.R. The growth of the mixed layer in a turbulent sta-dy stratified fluid. Geophys. and Astrophys, Fluid Dyn., 1978, v. 11, N 1-2, 1-12.1

137. Manins P, Intrusion into a stratified fluid. J,Fluid Mech., 1976, v. 74, pt.3, 547-560.

138. Masuda A., Nagata J. Water wedge advancing along the interface between two homogeneous layers. J. Oceanogr. Soc.Japan, 1974, v. 30, N 6, 289-297.

139. Maxworthy T. Experimental and theoretical studies of horizontal jets in a stratified fluid. International Symposium on stratified flows, Novosibirsk, 1972, N.J., 611-618.

140. Maxworthy T. On the formation of nonlinear internal waves from the gravitional collapse of mixed regions in two and three dimensions. J.Fluid Mech., 1980,v. 96, pt.1, 47-64.

141. McEwan A.D. Degeneration of resonantly exited internal waves.

142. J.Fluid Mech., 1971, v.50, 431-438.

143. McEwan A.D. Interaction between internal gravity waves and their tranmatic effect on a continuous srtatification. Boundary Layer Meteorol., 1973, v.5, N 1/2, 159-175.

144. Merritt G.E. Wake growth and collapse in stratified flow. A.I.A.A.J., 1974, 12, 940-949.

145. Miles J.W. On the stability of a heterogeneous shear flow. J.Fluid Mech., 1961, v. 10, 496-508.

146. Miles J.W. On the stability of heterogeneous shear flow.Pt.2. J.Fluid Mech., 1963, v.16, N 2, 209-227.

147. Molcard R., Williams A.J. Deep stepped structure in the Tyrrhenian sea. Mem.Soc. roy.Sci., Liege, ser.6, 1975, VII,191-210.

148. Nasmyth P. Oceanic turbulence. Ph.D.Thesis, 1970, University of British Columbia, Vancouver, 69p.

149. Neshyba S., Heal V.T, Heat flux in the multipple-layered structure of Arctic Ocean water (preprint). 1973.

150. Orlansky I., Bryan K. Formation of the thermohaline structure by large amplitude internal gravity waves. J. Geophys.Res., 1969, v. 74, N 28, 6975-6983.

151. Philips O.M. The dynamics of the upper ocean. Cambridge. Univ. Press, 1966, 261.

152. Pingree R.D. Mixing in deep stratified ocean. Deep-Sea Res., 1972,v. 19, N 8, 549-562.

153. Powell R.L., Stetson K.A. Interferometric analysis by wave-front reconstruction. J.Opt.Soc.Am., 1965a, v.55, 1593.

154. Powell R.L., Stetson K.A. Interferometric vibration analysis of three-dimensional objects by wavefront reconstruction. J. Opt.Soc.Am., 1965b, v.55, 612A.

155. Sanford T.B. Microstructure generation by dynamic instability on deep ocean internal waves. Ini Shedule Astr. papers XVI Gen.Ass.IVGG. Grenoble, 1975, 84.

156. Schooley A,, Hudhes B.A. An experimental and theoretical study of internal waves generated by collapse of a two-dimensional mixed region in a density gradient. J.Fluid Mech., 1972, v.51, pt.1, 159-175.

157. Schooley A., Stewart R. Experiments with a self propelled body submerged in a fluid with a vertical density gradient.

158. J,Fluid Mech., 1963, v.15, pt. 1, 83-96.

159. Sciammarella C.A,, Gilbert J,A. Strain analysis of a disk subjected to diametral compression by means subjected holographic interferometry. Appl.Opt., 1973» 12, 1951.

160. SethuRaman S. A case of persistent breaking of internal gra-vitywaves in the atmospheric surface layer over the ocean. Boundary-layer meteorology, 1980, v.19» N 1, 67-80.

161. Sollid J.E., Swint J.B, A determination of the optimum beam ratio to produce maximum contrast photographic reconstruction from doubleexposure holographic interferometry. Appl.Opt., 1970, 9, 2717.

162. Stetson K.A., Singh K. Measurement a signal-to-noise ratio in hologram reconstruction by vibration interferograms. Opt. Laser. Technol., 1971, 3, 104.

163. Stern M.E. Collective instability of salt fingers, J.Fluid Mch., 1969, v.35, pt. 2, 209-218.

164. Stommel H., Fedorov K.N. Small-scale structure in temperature and salinity hear Timor and Mindanao. Tellus, 1967, v.19, N2, 306-325.

165. Tait R., Howe M. The role of temperature inversion in mixing processes of the deep o ean. Deep-Sea Res., 1968, v.19, N 11, 781-791.

166. Stillinger D.C., Helland K.N,, van Atta C.W. Experiments on the transition of homogeneous turbulence to internal waves ina stratified fluid. J.Fluid Mech., 1983,v.131, 91-122.

167. Tanner L.H. Some applications of holography in fluid mechanics. J.Sci.Instrum,, 1966,v.43,81-83.

168. Thorpe S.A. Experiments on the stability of stratified shear flows. Ratio Sci., 1969, v.4, N 12, 1327-1331.

169. Thorpe S.A. Experiments on the instability of stratified shear flows: misciblejfluids. J.Fluid Mech., 1971, v.46, pt,2,299-319.

170. Thorpe S.A. Experiments on instability and turbulence in a stratified shear flow. J.Fluid Mech., 1973, v.61, N 4, 731-752.

171. Thompson S.M., Turner T.S. Mixing across an interface due to turbulence generated by a oscillating grid. J.Fluid Mech., 1975, v.67, pt.2,349-368.

172. Turner J.S. Buoyancy effects in fluids. Cambridg Univ.Press.,1973, 367p.

173. Turner J.S. Double-diffusive untrusions into a density gradient. J.Geophys.Res., 1978,83, 2887-2901.

174. Turner J.S., Ruddic B.R. The vertical length scale of double-diffusive intrusions. Deep-Sea Res., 1979, v.26, n 8A,903-913.

175. Voorhis A., Webb D., Millard R. Current structure and mixing in the shelf slope water from south of New England. J.Gephys. Res., 1976, v.81, N 21, 3695-3708.

176. Whitham G#B. Linear and nonlinear Waves. Wiley-Interscience,1974.

177. Williams A.J. Salt Figers in the Mediaterranean outflow.

178. Science, 1974,v.185, N 4155, 941-943.

179. VVitte A.B. Holographie interferometry of submarine wake in a stratified flow. J. Hydronautics, 1972, v,6, 114-115.

180. Woods J.D. Wave induced shear instability in the summer ther-mocline. J.Fluid Mech., 1968a, v.32, pt.4, 791-800.

181. Woods J.D. CAT under water. Weather, 1968, v.23, H 6,224-235.

182. Woods J.D. Vertical mixing processes in the ocean. Rapp.et proces-verbaux reunious Conseil intern, explor. mer., 1972, 162, 25-28.

183. Woods J.D. Meso-scale turbulent transport inside the seasonal thermocline. Book of Abstracts, Joint Oceanographic Assembly, Edinburg, FAO, ROME, 1976.

184. Woods J.D., Willey R. Billow turbulence and microstructure. Deep-Sea Res., 1972, v.19, N 1,87-121.

185. Wu J. Mixed region collapse with wave generation in a density stratified medium. J Fluid Mech., 1969, v.35,pt.3, 531-544.