Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.08, доктор географических наук Захарчук, Евгений Александрович

• Захарчук, Евгений Александрович
• доктор географических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор географических наук Захарчук, Евгений Александрович

Введение

Глава 1 Методы исследования синоптической изменчивости уровня и течений

1.1 Особенности статистического анализа скалярных и векторных океанологических процессов в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов

1.1.1. Подиапазонный дисперсионный анализ нестационарных случайных 19 скалярных и векторных процессов

1.1.2. Автокорреляционный и взаимный корреляционный анализ уровня моря

1.1.3. Спектральный и взаимный спектральный анализ уровня моря

1.1.4. Векторно-алгебраический метод анализа течений

1.1.5. Вейвлет-анализ

1.1.6. Частотно-направленный спектральный анализ полей уровня и течений по методу Лонге-Хиггинса-Свешникова

1.1.7. Гармонический анализ приливов по методу наименьших квадратов

1.2 Численное гидродинамическое моделирование синоптических полей уровня и течений t

Глава 2 Пространственно-временная изменчивость статистических характеристик возмущений уровня и течений синоптического масштаба в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России

2.1 Оценки дисперсии и максимальных величин колебаний уровня и течений в диапазонах разных временных масштабов

2.2 Основные энергонесущие максимумы в спектрах низкочастотных колебаний уровня в береговых пунктах

2.3 Вероятностные характеристики синоптических возмущений течений, оцененные на основе измерений на буйковых станциях и плавмаяках

2.4 Оценки статистических характеристик колебаний уровня по данным спутниковых альтиметрических измерений

Глава 3 Выделение низкочастотных волн и оценка их характеристик по данным контактных и спутниковых измерений уровня и течений

3.1 Оценки характеристик низкочастотных волновых возмущений уровня по данным береговых уровенных измерений

3.2 Оценки характеристик низкочастотных волновых возмущений в альтиметрических полях уровня Балтийского моря, полученные на основе метода Лонге-Хиггинса-Свешникова

3.3 Характеристики низкочастотных волн в полях течений арктических морей по данным наблюдений на полигонах буйковых станций

3.4 Сравнительное кинематическое описание низкочастотных волн и синоптических вихрей

Глава 4 Сравнение теоретических и эмпирических дисперсионных соотношений низкочастотных волн

4.1 Балтийское море

4.2 Баренцево море

4.3 Карское море

4.4 Моря Лаптевых и Восточно-Сибирское

4.5 Чукотское море

Глава 5 Оценки статистических связей синоптических возмущений течений с различными метеорологическими факторами. Вынужденные анемобарические низкочастотные волны.

5.1 Район материкового склона морей Лаптевых и Восточно-Сибирского

5.2 Чукотское море и Берингов пролив

Глава 6 Численные эксперименты на гидродинамической модели по оценке сравнительного вклада различных процессов и факторов в формирование синоптических полей уровня и течений в шельфовых, частично замкнутых морях (на примере Балтийского моря)

6.1 Собственные низкочастотные колебания Балтийского моря

6.1.1. Свободные баротропные колебания, вызванные импульсной линейной денивеляцией уровня

6.1.2. Свободные баротропные колебания, вызванные прохождением серии атмосферных циклонов.

6.2 Движения без учета вращения Земли

6.3 Постоянный параметр Кориолиса и у? - эффект

6.4 Переменная и постоянная глубина моря

6.5 Баротропные и бароклинные условия

6.6 Оценка влияния адвективных ускорений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России»

Под синоптической изменчивостью в океанологии принято понимать неоднородности в океанологических полях, имеющие характерные временные и пространственные масштабы от нескольких суток до месяцев и от десятков до тысяч километров, соответственно (Монин, 1972; Каменкович и др., 1987; Лаппо и Гулев, 1990).

Силы, вызывающие возмущения синоптического масштаба в полях уровня моря и течений известны, это силы тангенциального напряжения ветра, горизонтального . градиента атмосферного давления, приливообразующие силы и потоки плавучести. Под действием этих сил в синоптическом диапазоне частот генерируются разнообразные физические процессы, которые в той или иной мере находят отражения в колебаниях течений и уровня. За последние десятилетия теоретические и эмпирические исследования показали, что процессы синоптического масштаба в океанах и морях отличаются большим разнообразием и вносят определяющий вклад в энергию движения морских вод.

Особенности низкочастотной динамики вод морей, омывающих северо-западное и арктическое побережья России (Балтийского, Белого, Баренцева, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского (Добровольский и Залогин, 1982)), определяются их географическим.положением и совокупностью целого ряда гидрометеорологических процессов. Арктические моря России (Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское), относятся к материковым окраинным (шельфовым) морям Северного Ледовитого океана (Добровольский и Залогин, 1982; Суховей, 1986) и имеют свободный водообмен с глубоководным Арктическим бассейном этого океана. Балтийское море -внутриконтинентальное шельфовое море Атлантического океана (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Балтийское море. 1992), связь с которым осуществляется через Северное море. Водообмен между Балтийским и Северным морями затруднен из-за узости и мелководности соединяющих эти моря Датских проливов (глубины на порогах 7 - 18 м).

На рис. В1 представлена схема процессов синоптического масштаба, которые, согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям (Loguet-Higgins, 1968; Тареев, 1974; Mysak et al, 1979; Ле Блон, П., Л. Майсек, 1981; Фукс,1982; Айтсам и Талпсепп, 1982; Талпсепп, 1983; Козлов, 1983; Ефимов и др., 1985; Каменкович и др., 1987; Коротаев, 1988; Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Балтийское море. 1992; Белоненко и др., 2004), могут вносить определенный вклад в динамику вод изучаемых морей.

Прохождение над акваторией морей атмосферных циклонов и антициклонов приводит к формированию в синоптическом диапазоне частот систем ветровых течений, переносящих огромные массы воды в сторону берега (или от него), что в прибрежной зоне может приводить

СИНОПТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ УРОВНЯ И ТЕЧЕНИЙ В МОРЯХ, ОМЫВАЮЩИХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ И

АРКТИЧЕСКОЕ ПОБЕРЕЖЬЯ РОССИИ

Неволновые движения

Ветровые Бароградиентные

Статические колебания уровня моря

Стерические

Поступательные ■

Свободные и вынужденные (ппкочасго!иыс волны

IV Ш

Стоячие

I lotттательнсьетячнс

Грани [ационные волны

Гршшентно-вихревые волны

Синоптические внчри!

Вихри баротропной и бароклин. неустойчив, течении

Анемоба-рические

Топографические

Бара к ли иные волны К ельвина

Баротропкые

Полны Росс он

Топографические волны

Конусы Тей-•Хогга

Сдвиговые волны

Волны Россбн

Гологра-фнческнс

HO'lFlhl

Фронтальные волны

Сдвиговые волны

Двойные волны Кельвина

Желобовыс волны

С фу иные волны

Шель- ДВ( 1И Н ЫС Желобовыс Придонные фовые волны волны захваченные волны Кельвина волны н ы

Струйные волны

Рис. BI. Океанологические процессы, которые могут вносить определенный вклад в синоптическую изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России к формированию интенсивных сгонно-нагонных колебаний уровня, иногда катастрофического масштаба (Мустафин, 1961; Пясковский и Померанец, 1982).

В шельфовых областях океана образуются различные виды захваченных низкочастотных волн, типа волн Кельвина и шельфовых, которые генерируются или от начальных анемобарических сил или в результате резонанса между атмосферными возмущениями и собственными низкочастотными колебаниями бассейна. По характеру возвращающих сил волны Кельвина относятся к классу гравитационных волн, а шельфовые - к градиентно-вихревым волнам, являющимся следствием принципа сохранения потенциального вихря (Тареев, 1974; Ефимов и др., 1985; Белоненко и др., 2004).

Баротропная и бароклинная неустойчивость квазипостоянных течений может приводить к образованию синоптических вихрей, которые в отличие от волн при своем движении переносят водную массу (Каменкович и др., 1987).

Синоптические вихри возникают также в результате динамической неустойчивости самих низкочастотных волн, и, наоборот, релаксация вихрей может происходить в виде различных мод низкочастотных волновых движений. Так, например, теоретические исследования показывают, что любое начальное локализованное вихревое возмущение одного знака не может оставаться стационарным и начинает излучать в окружающее пространство низкочастотные волны, типа волн Россби, (Коротаев, 1988).

Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям, при взаимодействии крупномасштабных течений с неоднородностями донной топографии, в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов формируются стационарные (захваченные) и свободные топографические вихри, типа столбов Тейлора и конусов Тейлора-Хогга (Козлов, 1983). При этом за препятствием могут генерироваться топографические волны Россби, которые, в зависимости от соотношения скорости фонового течения и фазовой скорости волн, или сносятся вниз по потоку, или преобразуются в стационарные волны (Россбиевский волновой след) (Козлов, 1983).

В зонах термохалинных и динамических фронтов в морях и океанах могут генерироваться еще несколько типов захваченных низкочастотных волновых движений — фронтальные и сдвиговые волны (Белоненко и др., 2004). Частным случаем сдвиговых волн являются струйные волны (Мс Williams, 1978; Захарчук и Фукс, 1999). Силы, вызывающие эти волновые возмущения, такие же, как и для других видов низкочастотных волн, а волнообразующими механизмами для них служат сдвиговые эффекты в системах квазистационарных течений и горизонтальные градиенты плотности в термохалинных фронтальных зонах.

Суперпозицией и нелинейным взаимодействием перечисленных физических процессов и должна определяться синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России. Однако, синоптические возмущения уровня и течений в этих морях остаются недостаточно изученными, хотя все имеющиеся исследования показывают, что связанные с ними процессы вносят значительный вклад в динамику вод.

В начале 20 века Экман (Ekman, 1905) разработал теорию дрейфовых течений и теоретически описал механизм генерации сгонно-нагонных колебаний уровня моря под действием сил Кориолиса и тангенциального напряжения ветра.

Долгое время после этого динамика вод в шельфовых морях России в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов связывалась с ветровыми течениями и сгонно-нагонными колебаниями уровня.

Систематическое изучение сгонно-нагонных колебаний уровня по натурным данным в Баренцевом море началось после Великой Отечественной войны. В работах Ю. В. Преображенского (Преображенский, 1947) показано, что на побережье Мурмана отклонения уровня под действием метеорологических факторов находятся в пределах 100125 см, а основной причиной сгонно-нагонных колебаний является статическое действие атмосферного давления и, в меньшей степени, воздействие ветра.

В работах более позднего периода к таким же выводам приходит и В. Е. Привальский (1970) На основе методов математической статистики им было показано, что в спектре колебаний уровня отчетливо выражен максимум на периоде 3 суток, колебания уровня на побережье Мурмана тесно связаны с изменением атмосферного давления и сравнительно слабо зависят от широтной составляющей скорости ветра.

Более полное физико-статистическое исследование штормовых нагонов в Баренцевом и Белом морях было выполнено В. А. Потаниным (1969, 1971, 1972, 1976). Он приходит к выводу, что механизм формирования штормового нагона заключается в трансформации длинной вынужденной волны, образующейся вследствие статического (75%) и динамического воздействия перемещающегося циклона на водные массы морей.

Это направление исследований было продолжено в работах В. А. Потанина и В. В. Денисова (1976, 1980), а также В. А. Пономарева (1978, 1979). В этих работах изучались процессы формирования и затухания баренцевоморских штормовых нагонов и сгонов, вызванных перемещающимися атмосферными циклонами и антициклонами. Выявлена связь штормовых нагонов с осенне-зимним максимумом циклонической деятельности и сгонов с весенне-летним максимумом антициклонической деятельности атмосферы. Показано, что общей закономерностью в распределении средних и максимальных нагонов является их возрастание вдоль побережья Мурмана с запада на восток. В юго-восточной части моря наибольшие нагоны наблюдаются в районе Печорской губы (о. Варандей). Сгонные понижения уровня повсеместно меньше нагонных повышений, в среднем в 1,41,8 раза, и для них характерна сравнительно небольшая пространственная изменчивость. На. Мурманском побережье Баренцева моря максимальные значения величин нагонов 'варьируют от 31 до 142 см, а их периоды колеблются от 3 до 8 суток. Для сгонов эти соотношения другие: 27-79 см и 4,7-12,7 суток, соответственно.

Первое, наиболее полное описание сгонно-нагонных колебаний уровня в морях Сибирского шельфа было сделано В'. Г. Кортом (Корт, 1941). Под этим явлением он понимал колебания уровня, которые обусловлены перемещениями водных масс под действием силы тангенциального напряжения ветра. В других работах под сгонно-нагонными колебаниями уровня моря понимаются нерегулярные подъемы и спады уровня, вызываемые суммарным воздействием- ветра и атмосферного давления (например, Топорков, 1970).

В. Г. Корт оценил характеристики сгонов и нагонов, а также их связь с анемобарическим режимом в 2 береговых пунктах Карского моря (м. Ям-Сале и о.Диксон),• в бухте Тикси моря Лаптевых и бухте Амбарчик Восточно-Сибирского моря. При этом он использовал ряды значений уровня моря разной дискретности, от ежечасных до среднесуточных.

В Обской губе у мыса Ям-Сале оценки сгонно-нагонных колебаний уровня были произведены В. Г. Кортом по ежечасным измерениям уровня продолжительностью от 0.5 до 2.5 месяца, полученным в навигационный период. Им было показано, что режим сгонно-нагонных колебаний уровня у мыса Ям-Сале самым тесным образом связан с режимом ветра над данным районом моря, амплитуда непериодических колебаний уровня более чем на порядок превышает амплитуду сизигийного прилива и почти в 4 раза — амплитуду сезонных колебаний; однозначные отклонения уровня от среднего многолетнего положения продолжаются от 1.5-2 до 18-20 суток.

Анализ сгонно-нагонных колебаний уровня в бухте Диксон производился В. Г. Кортом по ряду среднесуточных значений, продолжительностью около 3-х лет, полученному на основе срочных измерений. Было показано, что сгонно-нагонные колебания уровня в бухте имеют довольно отчетливо выраженный годовой ход с двумя максимумами и двумя минимумами. Первый максимум для,нагонов наблюдается в апреле, когда начинают преобладать ветры северных румбов и весь Енисейский залив забит льдом, а второй - в декабре, когда преобладающее направление переходит ю* ветрам южной половины горизонта. Первый максимум повторяемости сгонов наступает в июне, когда начинают преобладать северо-восточные ветра. Затем происходит уменьшение сгонов до ноября, когда повторяемость сгонов опять начинает возрастать, достигая своего второго максимума в феврале при преобладании южного ветра. Общая максимальная амплитуда сгонно-нагонных колебаний уровня в бухте Диксон равна 143 см и относится к зимнему периоду (ноябрь). Максимальная летняя амплитуда сгонно-нагонных колебаний равна 80 см. Отмечается различная продолжительность стадий подъема и спада уровня в сгонно-нагонных колебаниях, которая варьирует от нескольких суток до 46 - 57 суток.

В море Лаптевых сгонно-нагонные колебания уровня исследовались В. Г. Кортом (1941) по ежечасным измерениям, полученным с помощью мареографа, установленного в конце 1935 г. в заливе Сого у полярной станции Тикси и работавшего с большими перерывами до конца 1937 г. Было показано, что летом нагонными для бухты Тикси являются почти все ветры северной половины горизонта, а сгонными — южной половины горизонта. Максимальная повторяемость нагонов отмечается летом в июле-августе. По мере приближения к зиме повторяемость нагонов уменьшается, а повторяемость сгонов увеличивается, достигая максимума в марте-апреле, когда преобладают юго-западные ветра. В середине зимы, несмотря на увеличение повторяемости наиболее сильных ветров (больше 20 м/с), амплитуды сгонов относительно невелики из-за влияния ледового покрова. Максимальная амплитуда нагона в бухте Тикси за рассматриваемый период составила 178 см (ноябрь 1937 г.), а максимальная амплитуда сгона -99 см (октябрь 1937). В. Г. Кортом было показано, что наибольшая величина сгонно-нагонных колебаний в бухте Тикси составляет 277 см и она почти в 7 раз больше, чем сизигийная амплитуда прилива, и в 4.5 — 5.5 раз больше величины сезонных колебаний уровня.

Для изучения сгонно-нагонных колебаний уровня в Восточно-Сибирском море В. Г. Корт использовал ряд срочных значений уровня в районе устья реки Колымы с октября 1936 г. до июня 1938 г., полученный по измерениям на мысе Медвежий, который является северо-восточным входом в бухту Амбарчик. Было показано, что в этом районе наиболее эффективными нагонными ветрами для уровня воды являются северо-северо-западные ветры, а наиболее эффективными сгонными ветрами - восточные-юго-восточные. Повторяемость нагонов в течение года имеет два хорошо выраженных максимума. Один из них относится к июлю, другой к январю. Для сгонов отмечается только один максимум в августе. Максимальная амплитуда нагона, равная 109 см, относится к ноябрю, максимальная амплитуда сгона равна 91 см (сентябрь).

С развитием вычислительной техники и статистических методов анализа случайных процессов, для изучения синоптических колебаний уровня стали активно использовать различные методы корреляционного и спектрального оценивания.

На основе статистического анализа срочных измерений уровня в береговых пунктах морей Сибирского шельфа, полученных в навигационный период, Г. В. Алексеев показал, что во всех случаях в спектрах отмечаются пики на периодах 2-10 суток (Алексеев, 1969). При этом в Карском море преобладают периоды большей продолжительности, чем в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском.

Б. А. Крутских исследовал синоптические колебания в арктических морях Сибирского шельфа на основе рядов среднесуточных значений уровня в навигационный период (июнь-октябрь) с 1955 по 1972 гг. (Крутских, 1978). Им было показано, что во всех спектрах обнаруживаются энергетические максимумы в диапазонах периодов 4-6 и 7-10 суток, которые Б. А. Крутских называет естественными гидрологическими периодами. Для уточнения пространственно-временной изменчивости уровня в рамках естественного гидрологического периода автор использует разложение информации на естественные ортогональные функции.

В. В. Измайлов (1975) исследовал изменчивость уровня в Чукотском море на основе ежечасных измерений продолжительностью 120 суток (в навигационный период) на береговых станциях о. Колючин и о. Ротманова в диапазоне периодов от 4 часов до 13 суток. Спектральный анализ этих рядов уровня показал, что в синоптическом диапазоне частот максимальные пики спектральной плотности приходятся на периоды 6-8 суток. Амплитуда этих колебаний, по оценкам автора статьи, в 2-3 раза превышала амплитуду полусуточных приливов. В. В. Измайлов предположил, ссылаясь на работу И. В. Максимова (1970), что выделенные энергонесущие максимумы могут быть связаны с динамикой долгопериодных приливов.

Для исследования механизма формирования сгонно-нагонных колебаний уровня в арктических морях оценивались статистические связи между уровнем моря и метеорологическими характеристиками. В работах Г. В.Алексеева (1969, 1972) было показано, что тесная связь между колебаниями уровня моря и различными параметрами ветровых полей (градиента атмосферного давления, среднего ветра над морем и т. д.) постепенно убывает по мере удаления пунктов регистрации уровня на восток от области оценки ветровых полей. В других работах отмечалось, что воздействие атмосферной циркуляции на воды носит черты действия квазипериодической силы, в метеорологических характеристиках и ходе уровня прослеживаются близкие по частотам ритмы. При этом интенсивность ритмов в ходе уровня соответствует интенсивности ритмов в атмосферном давлении (Топорков, 1970). В то же время, было замечено, что частоты синоптических колебаний уровня в Восточно-Сибирском море заметно смещены относительно соответствующих частот колебаний атмосферного давления в сторону высоких частот. Смещение тем заметнее, чем значительнее выражены максимумы в энергетических спектрах (Дюбкин и Топорков, 1965).

В работе И.МАшика (1997) было описано и проанализировано возникновение и развитие катастрофических штормовых нагонов в южной части моря Лаптевых вследствие резонанса между анемобарическими силами и собственными колебаниями бассейна. При этом самые большие нагоны отмечались при регенерации циклонов.

Однако, все эти работы связаны с исследованием сгонно-нагонных колебаний уровня в арктических морях с периодами, в основном, от 2 до 10 суток. Эти колебания уровня по представлениям подавляющего большинства исследователей являются самыми интенсивными среди колебаний всего синоптического диапазона и превышают по величине приливные колебания в большинстве береговых пунктов (Корт, 1941; Алексеев, 1969; Крутских 1978). Хотя подобный вывод основывался чаще всего на интуитивных взглядах. Специальных сравнительных оценок интенсивности колебаний уровня моря на различных частотах всего синоптического диапазона изменчивости не проводилось, так как сгонно-нагонные колебания уровня моря исследовались, главным образом, по данным, полученным в короткий навигационный период (в основном в июле - сентябре). Такие ряды не позволяют исследовать внутригодовую и межгодовую изменчивость колебаний синоптического масштаба.

Г. В. Алексеев был первым, кто обратил внимание на волновой характер распространения низкочастотных возмущений уровня в морях Сибирского шельфа (Алексеев, 1969). По сдвигам максимумов взаимных корреляционных функций неприливных колебаний уровня в различных береговых пунктах арктических морей он выявил, что колебания уровня синоптического масштаба во всех случаях распространялись на восток в виде прогрессивных волн. Исследуя взаимосвязь между колебаниями уровня и различными параметрами ветровых полей, Г. В. Алексеев приходит к выводу, что выявленные волны являются вынужденными, но тесная связь между колебаниями уровня моря и различными параметрами ветровых полей (градиента атмосферного давления, среднего ветра над морем и т. д.) постепенно убывает по мере удаления пунктов регистрации уровня на восток от области оценки ветровых полей. Делается предположение, что эти волны образуются за счет резонанса между вынуждающими силами и собственными колебаниями бассейна. Однако эти результаты не получили дальнейшего развития и типы волн не были определены. К тому же в этой работе из-за сравнительно коротких рядов исследовался только узкий, самый высокочастотный диапазон колебаний уровня синоптического масштаба (1-6 суток), и большая часть их спектра оставалась за рамками исследования.

Исследованию течений в арктических морях Сибирского шельфа в диапазоне синоптической изменчивости по натурным измерениям посвящены работы Г. А. Баскакова и др. (Баскаков и др., 1999; Баскаков и др., 2001). В этих работах анализировались данные измерений течений на буйковых станциях в Карском море и море Лаптевых в летне-осенний период. Путем центрирования исходных рядов выделялись непериодические течения, которые интерпретировались как ветровые. Однако, попытки оценить взаимосвязь между течениями синоптического масштаба, локальным ветром и ветровым полем в Карском море привели к отрицательным результатам. Максимальные величины коэффициентов взаимной корреляции между течениями, из которых была исключена приливная-составляющая, локальным ветром и ветровым полем были очень низкими (0.11 - 0.43) (Беляков, 1960).

Подробный статистический анализ изменчивости синоптических течений в море Лаптевых был выполнен А. Ю. Платовым по данным измерений течений на буйковых станциях, работавших в период 1959 - 1973 гг. (Ипатов, 2003). Им была построена схема циркуляции вод' моря Лаптевых в синоптическом диапазоне масштабов. Проведено районирование моря на основе вы деления, комплекса характерных черт циркуляционного режима, и его изменчивости, указаны временные диапазоны, определяющие основные черты циркуляции вод синоптического масштаба. Выделены временные диапазоны преобладающей изменчивости.течений, колебаний уровня моря, атмосферного давления и ветра в диапазоне их синоптической изменчивости. Выявлена устойчивость во времени (год от года) частотной структуры колебаний течений и показана ее пространственная изменчивость. Показана устойчивость во времени линейных связей синоптических колебаний течений в море и уровня моря, атмосферного давления и скорости ветра на береговых пунктах. К недостаткам работы следует отнести небольшую продолжительность рядов измеренных течений, не позволяющую исследовать статистическую структуру течений во всем диапазоне синоптической изменчивости, а также отсутствие идентификации выделенных синоптических возмущений течений, как конкретных физических процессов.

Первым, кто использовал волновую интерпретацию возмущений течений синоптического масштаба в арктических морях, омывающих Россию — был В. В. Измайлов (Измайлов, 1975). Он анализировал данные наблюдений за течениями в Чукотском море на 4 буйковых станциях, максимальная продолжительность которых достигала 78 суток. На, основе покомпонентного метода взаимно-корреляционного и взаимно-спектрального анализа им было установлено, что флуктуации течений с характерными масштабами 10-13 суток представляют собой волнообразные возмущения с пространственными масштабами 230-375 км и скоростями перемещения около 39 см/с. Однако, идентификация этих волн В. В. Измайловым не была проведена. К тому же, используемый им покомпонентный метод статистического анализа векторных процессов имеет существенные недостатки и ограничения, подробно описанные в работе (Белышев и др., 1983).

Представления о колебаниях уровня в Балтийском море сложились на основе футшточных и мареографных наблюдений приблизительно на 110 береговых постах (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР: Балтийское море. 1992). Согласно этим представлениям, наряду с высокочастотными колебаниями уровня (частота выше частоты инерционных колебаний) отмечаются низкочастотные колебания, которые в диапазоне синоптических масштабов не могут быть объяснены баротропными инерционно-гравитационными колебаниями сейшевого типа.

Наибольшие по периоду (Г = 20-40 часов) сейшевые колебания системы Западная Балтика - Ботнический залив очень неустойчивы и быстро затухают (Neunann G, 1941; Maagard and Krauss, 1966; Краусс, 1968; Lisitzin E, 1974; Wubber, 1979; Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1992). В то же время- эмпирические спектры колебаний уровня моря указывают на наличие в области низких частот энергонесущих максимумов на периодах 10, 15, 20 и 30 суток (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1992), которые не могут быть объяснены только локальными анемобарическими эффектами. Есть основания предположить, что они связаны с градиентно-вихревыми волнами типа топографических волн Россби. Подтверждением этого являются особенности статистических характеристик течений, выявленные по наблюдения на автономных буйковых станциях (АБС) и плавмаяках, которые обобщены в монографии (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1992). Спектральный анализ временных рядов измерений скорости течений на АБС, расположенных в разных районах Балтийского моря показал, что в синоптическом диапазоне выделяются две основные энергонесущие зоны: 2-3 и 8-10 суток (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Балтийское море. 1992). Довольно часто отмечалось разделение по преобладающему направлению изменений вектора скорости на различных, но близких частотах: по часовой стрелки у колебаний с цикличностью 5-7 суток и против часовой стрелки у колебаний с периодом 2-3 суток. Спектральный анализ показал также, что интенсивность изменений скорости синоптических течений в открытых районах Балтийского моря, как правило, выше, чем в прибрежных районах, и для них свойственны частотная и амплитудная модуляция.

Господствовавшее представление о механизме синоптической изменчивости полей океанологических характеристик в Балтийском море чаще всего связано с мезомасштабными вихрями. Согласно интерпретации результатов, полученных в работе (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Балтийское море. 1992), возмущения, называемые мезомасштабными вихрями Балтийского моря (временной масштаб от суток до нескольких десятков суток, горизонтальный масштаб от километров до десятков километров и более, скорости течения от 10 до 50 см/сек), вносят основной вклад в общую энергию движения вод. Вихревые возмущения этого типа регистрируют в поле температуры, солености и скорости течения

По поводу механизма генерации этих возмущений высказывались различные предположения, связанные с динамической неустойчивостью внутренних инерционных волн; динамической неустойчивостью меандров фронтальных зон и динамической неустойчивостью потоков, вызванных особенностями подводной топографии.

При этом, по непонятным причинам не рассматриваются механизмы возникновения мезомасштабных вихрей, связанные с градиентно-вихревыми волнами типа топографических волн, в частности, шельфовых волн, волн Россби и сдвиговых волн.

Вероятно, первая волновая интерпретация низкочастотных возмущений в динамических полях Балтийского моря была дана А.М. Айтсамом и JI.A. Талпсеппом (Айтсам и Талпсепп, 1982; Талпсепп, 1982; Талпсепп, 1983) на основе покомпонентного спектрального анализа наблюдений за течениями в открытой части Балтийского моря полученных при помощи АБС, снабженных самописцами течений Аандераа. В рядах 102-суточной продолжительности были выделены 6-8 суточные колебания зональных и меридиональных составляющих скорости течения, а также меньшие по интенсивности 1418 суточные колебания меридиональной составляющей скорости течения. Эти колебания интерпретируются авторами, как неустойчивые бароклинные топографические волны (Айтсам и Талпсепп, 1982) и захваченные придонные волны (Талпсепп, 1983). Длина 6-8 суточных волн составляет, по их оценкам, 22-25 км, а 14-18 суточных волн - 45 км.

Несмотря на то, что исследованию синоптических возмущений уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России уделялось определенное внимание, очень многие вопросы, связанные с их динамикой, на сегодняшний день являются еще открытыми. Не исследованы собственные низкочастотные колебания уровня и течений во всем диапазоне их синоптической изменчивости. Не определены пространственные масштабы возмущений уровня и течений синоптического масштаба. Не оценен сравнительный вклад ветровых течений, синоптических вихрей и различных типов низкочастотных волн в формирование полей океанологических характеристик этих морей. Не проведено сравнение теоретических и эмпирических дисперсионных соотношений различных типов низкочастотных волн. Не исследованы механизмы генерации возмущений уровня моря- и течений в диапазоне синоптической изменчивости.

В последнее время резко возрос и качественно изменился поток гидрометеорологической информации, что позволяет провести исследования, океанологических процессов синоптического масштаба в океанах и морях на совершенно новом, более представительном уровне. Прежде всего, стали доступны для широкого круга пользователей спутниковые альтиметрические данные об изменчивости уровня моря. Эти данные являются более подробными, и в пространстве и во времени по сравнению с традиционной океанографической информацией (судовые съемки и разрезы, полигоны буйковых станций, береговые наблюдения за уровнем моря), что позволяет перейти от изучения изменчивости уровня.моря в отдельных, главным образом береговых пунктах, к исследованию ансамблей полей уровня. Кроме того, спутниковые альтиметрические измерения дают возможность рассчитывать по уклонам уровня моря поля градиентных течений. Все это открывает уникальные возможности для организации оперативного синоптического мониторинга в океанах и морях.

Качественно изменилась и метеорологическая- информация. В. настоящее время в рамках международного проекта, по реанализу метеорологических данных на. основе усвоения натурных измерений в гидродинамических моделях подготовлены и стали доступны для широкого пользования поля атмосферного давления и ветра с существенно улучшенным пространственно-временным разрешением. Эти метеорологические данные позволяют на более репрезентативном уровне провести численные эксперименты на гидродинамических моделях для исследования механизмов формирования и генерации возмущений синоптического масштаба в океанологических полях за счет атмосферных процессов.

До последнего времени гидродинамическое моделирование изменчивости течений и уровня Балтийского и арктических морей в синоптическом диапазоне масштабов носило односторонний характер. Приоритет отдавался численному моделированию ветровых, термохалинных течений и сгонно-нагонных колебаний уровня-моря (Павлов и др, 1978; Прошутинский, 1986; Кулаков, 1993; Павлов и Становой, 1999). За рамками численных экспериментов оставались: собственные низкочастотные колебания морей во всем диапазоне синоптической изменчивости, баротропная и бароклинная неустойчивость течений и генерация синоптических вихрей; исследование динамики различных видов низкочастотных волн и механизмов их генерации. В связи с этим, в рамках диссертационной работы существенно расширен круг численных экспериментов по изучению возмущений синоптического масштаба в гидродинамических полях.

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью решения этих насущных научных и прикладных проблем.

Основная цель работы - исследование пространственно-временной структуры и механизмов формирования возмущений уровня и течений синоптического масштаба в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи в региональном приложении:

1. Разработать общую концепцию исследования синоптической изменчивости уровня и течений в шельфовых, частично замкнутых морях.

2. Создать для исследуемых морей информационную базу репрезентативных контактных и спутниковых измерений для изучения колебаний уровня и течений в синоптическом диапазоне пространтвенно-временных масштабов.

3: Оценить, картировать и описать особенности пространственно-временной изменчивости статистических характеристик колебаний уровня и течений в синоптическом диапазоне масштабов по данным контактных и спутниковых альтиметрических измерений.

4. Выделить низкочастотные волны в полях уровня и течений и описать их характеристики.

5. Произвести сравнительное кинематическое описание синоптических вихрей и низкочастотных волн, и разработать критерии их разделения.

6. Идентифицировать выделенные низкочастотные волны путем сравнения их теоретических и эмпирических дисперсионных соотношений.

7. Оценить статистические связи синоптических возмущений течений в арктических морях с различными метеорологическими характеристиками.

8. Провести численные эксперименты на гидродинамической модели для оценки сравнительного вклада различных процессов и факторов в формирование полей уровня и течений синоптического масштаба в шельфовых, частично замкнутых морях, на примере Балтийского моря.

9. Описать механизмы генерации и формирования синоптических возмущений уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России

Методы исследования. Для изучения синоптической изменчивости уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России, использовались различные методы статистического анализа стационарных и нестационарных случайных процессов и полей (подиапазонный дисперсионный анализ нестационарных случайных скалярных и векторных процессов, автокорреляционный и взаимный корреляционный анализ уровня моря, спектральный и взаимный спектральный анализ уровня моря, векторно-алгебраический метод анализа течений, частотно-направленный спектральный анализ полей уровня по методу Лонге-Хиггинса-Свешникова, гармонический анализ приливов по методу наименьших квадратов), а также вейвлет-анализ. Идентификация выделенных низкочастотных волновых возмущений в поле уровня и течений производилась путем сравнения их характеристик с известными теоретическими дисперсионными соотношениями баротропных и бароклинных градиентно-вихревых волн и волн Кельвина. Оценка сравнительного вклада различных процессов и факторов в формирование полей уровня и течений синоптического масштаба производилась с помощью численных экспериментов на гидродинамической модели Балтийского моря. Для этого сравнивались низкочастотные поля уровня, течений и их вероятностные характеристики, полученные путем решения полной задачи и при различных упрощающих сценариях.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• Впервые исследованы особенности синоптической изменчивости уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России с учетом динамики градиентно-вихревых волн и волн Кельвина.

• Впервые для исследования синоптической изменчивости уровня в северо-западных и арктических морях России использованы спутниковые альтиметрические данные.

• На основе подиапазонного дисперсионного анализа рядов уровня и течений, выполненного в нестационарном приближении, получена временная, изменчивость количественных оценок интенсивности синоптических возмущений по сравнению с колебаниями других временных масштабов.

• Оценены различные эмпирические характеристики низкочастотных волновых возмущений уровня и течений и проведено их сравнение с теоретическими дисперсионными соотношениями разных видов низкочастотных волн

• На основе векторно-алгебраического метода анализа случайных процессов получены количественные оценки статистических связей синоптических возмущений течений с различными метеорологическими характеристиками и выдвинута гипотеза о резонансном механизме их генерации

• Впервые на основе численных экспериментов с гидродинамической моделью, на примере Балтийского моря, оценены и описаны вклады различных процессов и факторов в формирование и эволюцию полей уровня и течений в шельфовых частично замкнутых морях в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов.

На защиту выносится новая концепция интерпретации механизмов формирования полей уровня и течений синоптического масштаба в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России, которая заключается в следующих положениях:

1. Вопреки широко распространенным взглядам, изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России, в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов определяется, главным образом, не локальным воздействием на них анемобарических сил, возбуждающих ветровые, бароградиентные течения и связанные с ними колебания уровня моря, а низкочастотными волновыми возмущениями, типа градиентно-вихревых волн' и бароклинных волн Кельвина, генерируемых перемещающимися циклонами и антициклонами.

2. Основные механизмы передачи энергии от атмосферных возмущений к движению вод исследуемых морей в синоптическом диапазоне масштабов связаны с релаксацией начальных возмущений метеорологического происхождения в виде свободных низкочастотных волн различных типов и с резонансным механизмом генерации вынужденных анемобарических волновых возмущений.

3. Особенности динамики низкочастотных волновых возмущений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России, связаны с эффектами сферичности и вращения. Земли, донной топографии, плотностной стратификации вод и в отдельных районах с существенным вкладом нелинейных эффектов, обусловленных влиянием адвективных ускорений.

Практическая значимость работы. Результаты работы вошли в материалы отчетов по темам НИОКР Росгидромета по подпрограмме «Гидрометеорологическое обеспечение безопасной жизнедеятельности и рационального природопользования» 1-й части ФЦП «Экология и природные ресурсы России», а также по теме «Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Северо-Европейского бассейна» подпрограммы «Исследование природы Мирового океана» ФЦП «Мировой океан».

Результаты работы нашли свое приложение в исследованиях изменчивости океанологических условий рыбного промысла в Норвежском, и Баренцевом морях, выполненных для научно-технической фирмы «Комплексные системы» и ООО^ НШС «Морская информатика» (г. Мурманск) в 2001 - 2005 гг.; в рамках договора между Г АО РАН и СПО ГУ «ГОИН» по теме: «Гидрологический анализ репрезентативности и класса инструментального обеспечения измерений колебаний уровня моря на Шепелевском гидролого-геодинамическом полигоне» в 2005 г.; при инженерно-экологических изысканиях в районе Калининградского побережья Балтийского моря, выполненных по заказу ООО «Подземгазпром» (г. Москва) в 2007 г.

Результаты работы можно использовать также при построении гидродинамических моделей для прогнозирования физического и биохимического состояний шельфовых морей; для уточнения мер контроля за загрязнением морей, а также для разработки репрезентативной системы их гидрометеорологического и экологического мониторинга.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на российских и международных семинарах, конференциях и симпозиумах: First International Research Conference «Barents Sea Impact Study (BASIS). Global Changes and the Barents Region». St. Petersburg, Russia, February 22 - 25. (1999). Fifth Workshop on Russian-German Cooperation:

Laptev Sea System. State Research Center-Arctic and Antarctic Research Institute. St. 1

Petersburg, Russia, November 25-29. (1999) Sixth Workshop on Russian-German Cooperation: Laptev Sea System. State Research Center-Arctic and Antarctic Research Institute. St. Petersburg, Russia, October 12-14. (2000). PORSEC-2000, Goa, India. (2000). Всероссийской научной конференции «Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами». Муром, 20-22 июня. (2001 г). Научной конференции по результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения природной среды в государствах - участниках СНГ, посвященной 10-летию образования Межгосударственного совета по гидрометеорологии Санкт-Петербург. (2002 г). PORSEC-2002. Bali. (2002) Seventh International Conference Remote Sensing for Marine and Coastal Environments, Miami, Florida. (2002) Пятой Российской научно-технической конференции «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии» («Н0-2004»). Санкт-Петербург. (2004 г.) V международном экологическом форуме «День Балтийского моря» посвященном 30-летию подписания Хельсинской Комиссии. Санкт-Петербург. (2004 г.). 7-й Международной конференции и выставки «Акватерра». (Санкт-Петербург, 2004 г.). УП Международном экологическом форуме «День Балтийского моря». Санкт-Петербург. (2006 г.). International Workshop "Extreme water levels in the Eastern Baltic". St. Petersburg, Russia. (2007 г), а также в Нансеновском центре дистанционных исследований окружающей среды (Берген, Норвегия, 2000 г.), Океанографической комиссии Русского Географического общества (Санкт-Петербург, 2001, 2002, 2003 гг.), итоговых сессиях Ученого совета ГУ «ГОИН» и СПО ГУ «ГОИН» (2001 - 2007 гг), семинарах в СПбГУ. Результаты работы вошли в отчеты по проектам РФФИ (96-05-65157-а, 98-05-64468-а; 03-05-64755-а; 06-05-64908-а).

Личный вклад автора Результаты исследований опубликованы автором как единолично, так и с участием его коллег и учеников. В публикациях выполненных в соавторстве, автору принадлежат идеи исследования, формулировка целей и задач, сбор необходимой натурной информации и выбор методов ее обработки и анализа, проведение статистического анализа уровня и течений, разработка идеологии численных экспериментов на гидродинамической модели, а также физическая интерпретация результатов статистического анализа и численного гидродинамического моделирования.

Публикации Научные результаты диссертации опубликованы в 5 российских и 2 зарубежных монографиях и 52 работах, включающих 12 статей в периодических реферируемых журналах, таких как «Метеорология и гидрология», «Океанология»,

Известия Русского географического общества», «Вестник Санкт-Петербургского университета», а также в других изданиях: «Трудах ГОИН», материалах российских и международных конференций.

Монография «Градиентно-вихревые волны в океане» (2004 г.), одним из авторов которой был диссертант, получила в 2007 г. ведомственную премию Росгидромета за лучшие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 209 наименований. Объем работы составляет 317 страниц, включая 97 рисунков и 39 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», Захарчук, Евгений Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной диссертационной работе решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение - исследованы и описаны пространственно-временная изменчивость и механизмы формирования плохо изученных полей уровня и течений синоптического масштаба в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России

Исследования возмущений уровня и течений синоптического масштаба в исследуемых морях, выполненные нами на основе анализа традиционных контактных измерений, спутниковых альтиметрических данных, а также результатов численных экспериментов на гидродинамической модели, позволили получить ряд оригинальных результатов, которые показали, что во многих районах изучаемых морей в определенные'временные периоды наибольший вклад в динамику вод вносят возмущения синоптического масштаба.

Основные энергонесущие максимумы колебаний уровня> и течений в синоптическом диапазоне частот отмечаются в большинстве случаев не в диапазоне характерных частот прохождения крупномасштабных анемобарических образований типа атмосферных циклонов и естественного синоптического периода, а в более низкочастотной области спектра, на периодах изменчивости от недель до месяцев

На основе предложенных моделей низкочастотной волны и синоптического вихря произведено их сравнительное кинематическое описание, которое выявило существенные различия в особенностях изменчивости течений в волне и вихре.

Результаты статистического анализа возмущений уровня и течений в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов, а также особенности кинематики синоптических течений на буйковых станциях в Балтийском и арктических морях, позволили сделать вывод, что в этих морях синоптическую изменчивость уровня и течений определяют в основном не ветровые течения и синоптические вихри, а низкочастотные волны.

С помощью взаимного-спектрального анализа временных рядов контактных измерений и частотно-направленного спектрального анализа полей уровня, полученных на основе спутниковых альтиметрических данных, были оценены различные характеристики этих низкочастотных волновых возмущений и произведено их сравнение с теоретическими дисперсионными соотношениями различных типов градиентно-вихревых волн и волн Кельвина, которое позволило идентифицировать выделенные низкочастотные волны, как баротропные и бароклинные топографические волны Россби и внутренние волны Кельвина.

Энергоснабжение низкочастотных волновых возмущений течений в арктических шельфовых морях, идентифицируемых нами как топографические волны и внутренние волны Кельвина, осуществляется эпизодически в локальных районах моря различными составляющими анемобарических сил. Очень большие различия в интенсивности синоптических течений в осенне-зимний и весенне-летний периоды года могут свидетельствовать о том, что в эти периоды работают разные механизмы передачи энергии от анемобарических сил к волновым возмущениям в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов. По-видимому, в периоды, когда отмечается наибольшая интенсивность синоптических течений, создаются благоприятные условия для резонансного механизма передачи энергии и генерации вынужденных анемобарических волн. В другое время осуществляется нерезонансный механизм передачи энергии, когда перемещающиеся над морем атмосферные циклоны и антициклоны выводят систему его вод из равновесного состояния, после чего релаксация этой системы к условиям равновесия происходит в виде свободных топографических волн и бароклинных волн Кельвина.

С помощью численных экспериментов на гидродинамической модели, выполненных при различных упрощающих сценариях, на примере Балтийского моря оценены и описаны вклады разных процессов и факторов в формирование и эволюцию синоптических полей уровня и течений в шельфовых, частично замкнутых морях, которые позволили сделать следующие выводы. В синоптическом диапазоне частот собственные (свободные) колебания уровня от начальных анемобарических возмущений быстро затухают и уже в конце первых 7-10 суток полностью исчезают, в то время как свободные колебания течений затухают сравнительно медленнее и отчетливо прослеживаются на всем интервале расчетов. Свободные синоптические возмущения течений идентифицируются как короткие и длинные баротропные топографические волны Россби. Система собственных колебаний Балтийского моря в синоптическом диапазоне частот реагирует избирательно на действие вызвавших их возмущающих сил в зависимости от их структуры и пространственно-временных масштабов. Учет размеров бассейна существенно влияет на пространственно-временные характеристики свободных баротропных волн Россби.

Влияние вращения Земли, с одной стороны, работает как диссипативный фактор, приводя к существенному уменьшению интенсивности колебаний уровня и течений на большей акватории открытой Балтики, главным образом, на периодах изменчивости от 1.5 до 3 месяцев. С другой стороны, в сравнительно узких прибрежных зонах и Рижском заливе, за счет вращения Земли, наоборот, происходит значительное увеличение их дисперсии во всем синоптическом диапазоне частот, связанное с генерацией захваченных низкочастотных волн, типа волн- Кельвина и топографических. Основные энергонесущие максимумы в диапазоне периодов 1.5-3 месяца в спектрах уровня и течений, отмечающиеся при условии равенства нулю параметра Кориолиса, связаны с динамикой ветровых течений. Векторно-алгебраический анализ изменчивости скорости ветра над Балтийским морем показал, что в синоптическом диапазоне масштабов именно диапазон периодов 1.5-3 месяца наиболее благоприятен для формирования ветровых течений.

Вклад совместного эффекта сферичности и вращения Земли (^-эффект) в формирование синоптических полей уровня Балтийского моря во все сезоны года не превышает 5-6%, ^ I ограничиваясь, главным образом, диапазоном периодов 47 - 59 суток, в то время как его вклад в формирование полей течений синоптического масштаба проявляется в большинстве регионов в ' диапазоне периодов 2-4 суток и только в отдельных районах южной части моря > распространяется на более низкочастотную область спектра Вклад /^-эффекта в формирование ' синоптических течений существенно нестационарен и может варьировать в зависимости от сезона года от 5 до 30%, приближаясь на более коротких временных отрезках к 100%. В этом последнем случае в поле течений формируются довольно интенсивные импульсные возмущения, практически не проявляющиеся в колебаниях уровня, идентифицируемые нами, как солитоны Россби или быстро затухающая мода бароклинных поступательно-стоячих волн Россби.

Влияние донной топографии в одних районах моря проявляется в заметной (до 40-60%) диссипации энергии синоптических колебаний уровня и течений, а в других регионах, наоборот, в значительном (в несколько раз) увеличении их интенсивности, связанном с генерацией топографических волн и вихрей.

Стратификация в подавляющем большинстве регионов Балтики приводит к заметному увеличению (на 30-90%) интенсивности синоптических колебаний уровня, связанному с генерацией бароклинных мод топографических волн Россби, главным образом, на периодах изменчивости несколько месяцев. Для синоптических течений, наоборот, бароклинность работает, в основном, как диссипативный фактор, что проявляется в небольшом уменьшении их интенсивности (на 5-20%), главным образом, на периодах изменчивости 2.5 - 12 суток.

Нелинейные эффекты, связанные с адвекцией количества движения, для большинства регионов Балтийского моря оказывают незначительное влияние на динамику его вод в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов. Исключение составляют локализованные районы Ботнического залива, где зимой вклад адвективных ускорений в синоптическую изменчивость течений может достигать 13-20%, и, в особенности, Невская губа Финского залива, где за счет адвекции количества движения дисперсия колебаний уровня может изменяться на 78-300%. Здесь работа адвективных ускорений оказывает заметный вклад в формирование среднего поля уровня, его сезонную и синоптическую изменчивость и приводит к значительным нелинейным взаимодействиям между разномасштабными низкочастотными волновыми возмущениями уровня анемобарического происхождения, типа топографических волн Россби, которые проявляются в существенном преобладании нагонов над сгонами.

Список литературы диссертационного исследования доктор географических наук Захарчук, Евгений Александрович, 2009 год

1. Айтсам А. М., Талпсепп Л. А. Об одной интерпретации синоптических явлений в Балтийском море. Океанология, 1982, т. 22, с. 357-362.

2. Акивис М.А., Гольдберг В.В. Тензорное исчисление.- М.: Наука, 1969. 351 с.

3. Алексеев Г. В. Физико-статистическое исследование непериодических колебаний уровня арктических морей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. 1969, 19 с.

4. Алексеев Г. В. Статистический анализ влияния ветровых полей на уровень в арктических морях. Проблемы Арктики и Антарктики, 1972, вып. 41, с. 30-35.

5. Алексеев Г. В., Мустафин Н. В. О статистической структуре непериодических колебаний уровня арктических морей. Проблемы Арктики и Антарктики, 1972, вып. 40, с. 13-22.

6. Атлас Арктики. Москва, 1985.

7. Атлас океанов. Термины. Понятия. Справочные таблицы. 1980.

8. Ашик И. М. О резонансной природе катастрофических нагонов в море Лаптевых. — Метеорология и гидрология, 1997, № 12, с. 76- 83.

9. Баннов-Байков Ю. Л. О статистической структуре крупномасштабных колебаний уровня моря. Проблемы Арктики и Антарктики, 1974, вып. 45, с. 21 26.

10. Баскаков Г.А., Г. Ю. Кошелева, В. И. Жуков. Непериодические течения юго-восточной части моря Лаптевых в летний период. Труды ААНИИ, т. 442, 1999, с. 84-99.

11. Баскаков Г.А., В. А. Волков, Г. Ю. Кошелева. Постоянные и ветровые течения Карского моря. Итоговая сессия Ученого совета ААНИИ по результатам работ 2000 г. Санкт-Петербург. 2001. с. 53.

12. Белоненко Т. В., Е. А. Захарчук, В. Р. Фукс. Волны или вихри? Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7, вып. 3, (№ 21), 1998 г., с. 37- 44.

13. Белоненко Т. В., Захарчук Е.А., Фукс В.Р. Градиентно-вихревые волны в океане. Монография. Издательство Санкт-Петербургского Государственного университета. 2004, 214 с.

14. Белышев А.П. и др. Спектральная структура колебаний уровня и скоростей течений Балтийского моря. Труды XII Конф. Балтийских океанографов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - С. 240-248.

15. Белышев А. П., Клеванцов Ю. П., Рожков В. А. Вероятностный анализ морских течений. Ленинград, Гидрометеоиздат. 264 е., 1983.

16. Беляков Л. Н. О связи ветрового течения с местным ветром и ветровым полем. -Проблемы Арктики и Антарктики, 1960, вып. 5, с. 67 70.

17. Беляков Л. Н., В. А. Волков. Мезомасштабные подповерхностные течения в Арктическом бассейне. Труды ААНИИ, т. 389. 1985, с. 46-51.

18. Борисов Л. А. Современные изменения уровня Карского и Баренцева морей. Океанология, т. 16, вып. 2, 1976, с. 302 309.

19. Бухановский А.В. Рожков В.А. Многомерный статистический анализ связных гидрометеорологических полей. Труды ГОИН, 2002, вып. 208, с 338-364.

20. Бышев В. И. Синоптическая и крупномасштабная изменчивость океана и атмосферы. Москва. Наука. 2003, 343 с.

21. Васильева В. В., Е. А. Захарчук, О. Д. Шишкина. Вынужденные внутренние волны в тонком термоклине и в однородно стратифицированной среде. С.- Петербург. Доклад на международном симпозиуме по гидродинамике судна. С. 485-492, 1995.

22. Васильева В. В., Е. А.3ахарчук, JI. Г. Писаревская. Особенности гидродинамических процессов в зоне Арктического шельфа. П Международная конференция и выставка по морским интеллектуальным технологиям. Санкт-Петербург. Том. 4, с. 23 26, 1997.

23. Войнов Г. Н. Основные закономерности приливных течений в море Лаптевых. Научные результаты экспедиции ЛАПЭКС-93. С.-Петербург. Гидрометеоиздат. 1994. с. 119-131.

24. Войнов Г. Н. Приливные явления в Карском море. Русское географическое общество. 1999,110 с.

25. Войнов Г. Н. Гармонический анализ долгопериодных приливов по срочным наблюдениям и среднесуточным значениям уровня моря. Метеорология и гидрология. № 4, 2002, с. 50 58.

26. Войнов Г. Н. Способ оценки выбросов во временных рядах ежечасных наблюдений за течениями с помощью нерекурсивного многополосного фильтра. Записки по гидрографии. №258, 2003, с. 56-62. '

27. Войнов Г.Н., Захарчук Е.А. Долгопериодные приливы и шельфовые волны в Чукотском море. Метеорологияи гидрология, № 12, с. 65-76. 1999.

28. Вольцингер Н.Е., Пясковский Р.В. Основные океанологические задачи теории мелкой воды. Л.: Гидрометеоиздат. 1968. - 300 с.

29. Воробьев В. Н. Лунно-солнечный полумесячный и месячный прилив в морях Советской Арктики. Докл. АН СССР, 1966, т. 167, №5, с. 1039-1041.

30. Воробьев В. Н. К изучению 19-летних приливных колебаний среднего уровня моря в высоких широтах Земли. Океанология, 1969, т. 9, с. 959-965.

31. Воробьев В. Н. Полугодовой прилив и дрейф льдов Арктического бассейна. -Труды ААНИИ, 1976, т. 319, с. 101-105.

32. Воробьев В. Н., Кочанов С.Ю., Смирнов Н. П. Сезонные и многолетние колебания уровня морей Северного Ледовитого океана. Санкт-Петербург. 2000. 114 с.

33. Герман В. X., С. П. Левиков. Вероятностный анализ и моделирование колебаний уровня моря. Гидрометеоиздат. Ленинград. 1988, 132 с.

34. Гидрология Тихого океана. Издательство «Наука» Москва. 1968. 524 с.

35. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т. 6. Баренцево море. Вып. 1, 2. Л: Гидрометеоиздат, 1985. 264 с.

36. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 1. Баренцево море. Вып. 1. Гидрометеорологические.условия. Под ред. Ф.С.Терзиева и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 280 с

37. Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том Ш Балтийское море. Выпуск I. Гидрометеорологические условия. Под редакцией Ф.С. Терзиева, В. А. Рожкова, А.И. Смирновой. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1992 г.

38. Горбунов Ю. А., С. М. Лосев. Вихревые возмущения в поле дрейфа льда. Труды ААНИИ, 1978, т. 354, с. 52-57.

39. Готлиб В. Ю:, Б. А. Каган. Спектр собственных колебаний Мирового океана. Доклады АН СССР, 1982," т. 262, № 4, с. 974 977.

40. Гусев А. К., Е.А.Захарчук, Н. А. Тихонова. Спутниковые альтиметрические исследования океана. Труды ГОИН. Выпуск 209. 2005 г., с. 316 369.

41. Гусев А.К., И.Н. Давидан, Е.А. Захарчук, Ю.П. Клеванцов, Н.А. Тихонова. Синоптическая изменчивость уровня и течений Балтийского моря по данным контактных океанографических и спутниковых альтиметрических измерений. Труды ГОИН, №210. 2007 г. Стр. 3-38.

42. Дворкин Е. Н., Захаров Ю. В., Мустафин Н. В. О причинах сезонной и многолетней изменчивости уровня в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском. Труды ААНИИ, 1978, т. 349, с. 60 68.

43. Дворкин Е. Н., Захаров Ю. В., Мустафин Н. В. Причины сезонной и многолетней изменчивости уровня Чукотского моря. Труды ААНИИ, 1978; т. 349, с. 69 75.

44. Дворкин Е. Н., Ю.* В. Захаров, Н. В. Мустафин. Сезонная и многолетняя изменчивость уровня Карского моря. Труды ААНИИ, 1979, т. 361, с. 63 71*.

45. Дворкин Е. Н., Захаров Ю. В., Мустафин Н: В: Уранов Е. Н. Статистическая структура сезонных и межгодовых колебаний уровня'арктических морей и прилегающих районов Атлантического и Тихого океанов. Труды ААНИИ, 1989, т. 417, с. 6 18.

46. Дженкинс Г., Д. Ватте. Спектральный анализ и его приложения. Выпуск 1. Мир. Москва. 1971, 318 с.

47. Динамика вод Балтийского моря в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов. Под ред. Е. А: Захарчука. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат, 2007. 360 с.

48. Дмитренко И. А., Холеман Й: А., Кирилов С. А., Березовская С. А., Кассенс X. Роль баротропных изменений уровня моря в формировании режима течений на шельфе восточной части моря Лаптевых. Доклады Академии наук. 2001. - Т. 377, № 1, Наука. С. 8.

49. Добровольский А. Д., Б. С. Залогин. Моря СССР. Издательство Московского университета. 1982. 192 с.

50. Дубов В.П. Сейши Балтийского моря и связь их с ленинградскими наводнениями. ДАН СССР. Новая серия. 1938. - Т.1 - С.37-46.

51. Дюбкин И. А, А. Г. Топорков. О ритмичности в непериодических колебаниях уровня Восточно-Сибирского моря. Труды ААНИИ, т. 227. Л., Гидрометеоиздат. 1965.

52. Ефимов В.В, Е. А.Куликов, А. Б. Рабинович, И. В. Файн. Волны в пограничных областях океана. Ленинград, Гидрометеоиздат, 280 с. 1985 г.

53. Журбас В.М., Пака В.Т. Численное моделирование распространения соленых вод в восточном Готландском бассейне Балтики после большого затока североморских вод. Метеорология и гидрология, 2001, № 9, с. 70 81.

54. Захаров В. Ф. Морские льды в климатической системе. Гидрометеоиздат. Санкт-Петербург. 1996. 213 с.

55. Захарчук Е. А., В. Р. Фукс. О вкладе волн Россби и струйных волн в изменчивость Антарктического циркумполярного течения. Вестник Санкт-Петербургского Государственного университета. Серия 7, вып. 1 (№ 7), 1999 г., с. 85 89.

56. Захарчук Е. А. Об интенсивности колебаний уровня Карского моря в разных временных масштабах. Метеорология и гидрология. №7, 2001, с. 73-88.

57. Захарчук Е.А., С. А. Петушков. Низкочастотные бароклинные волны Кельвина в районе материкового склона Новосибирских островов. Океанология, том 43, №6, 2003. С. 1 13.

58. Захарчук Е. А., Н. А. Тихонова, В. Р. Фукс. Свободные низкочастотные волны в Балтийском море. Метеорология и гидрология. №11, 2004 (б), с. 53-64.

59. Захарчук Е. А., Н. А. Тихонова. Об интенсивности течений разных временных масштабов в Чукотском море и Беринговом проливе. Метеорология и гидрология. №1, 2006, с. 76-85.

60. Захарчук Е. А., Ю.П. Клеванцов, Н. А. Тихонова. Пространственно-временная структура и идентификация синоптических возмущений уровня Балтийского моря по данным спутниковых альтиметрических измерений. Метеорология и гидрология. №5, 2006, с. 69-77.

61. Захарчук Е. А., Н. А. Тихонова. Вклад (3-эффекта в формирование полей уровня и течений Балтийского моря. Метеорология и гидрология. №11. 2006, с. 31-41.

62. Захарчук Е.А., Н.А. Тихонова. Низкочастотные волновые возмущения в поле течений Чукотского моря. Труды ГОИН. №210. 2007 (а). Стр.77-95.

63. Захарчук Е.А., Н.А. Тихонова. Собственные низкочастотные колебания Балтийского моря. Труды ГОИН. №210. 2007 (б). Стр. 96-107.

64. Зубов Н. Н. Динамическая океанология. Москва Ленинград. Гидрометеоиздат. 1947, 430 с.

65. Измайлов В. В. Оценки пространственных масштабов возмущений и определение некоторых характеристик турбулентности1 в Чукотском море. Проблемы Арктики и Антарктики, 1975, вып. 46, с. 22-28.

66. Измайлов В. В. Изменчивость и спектральная структура колебаний уровня моря. Труды ААНИИ. Т. 321. 1975, с. 177-181.

67. Ипатов А. Ю. Синоптическая изменчивость течений моря Лаптевых. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. 2003, 27 с.

68. Каменкович В. М., Кошляков М. Н., Монин А. С. Синоптические вихри в океане. Ленинград, Гидрометеоиздат. 1987, 512 с.

69. Киселева О.А. Экспериментальные исследования двумерного спектра поля скорости ветра над морем // Морские гидрофизические исследования. 1970. - № 4(50). - С. 156167.

70. Киселева О.А. Экспериментальные исследования двумерного энергетического спектра морского ветрового волнения // Морские гидрофизические исследования. 1972. - № 3(59).-С. 138-147.

71. Клеванцов Ю.П., Рожков В.А. Оценивание дисперсионного соотношения и частотно-направленного спектра волновых движений скалярных и векторных гидрометеорологических полей. Тр. ГОИН, вып.210. 2007.

72. Козлов В. Ф. Модели топографических вихрей в океане. Москва. "Наука". 1983. 200 с.

73. Колесникова В. Н., Монин А. С. О спектрах колебаний метеорологических полей. — Физика атмосферы и океана, 1965, т. 1, №7, с.653 669

74. Коняев К. В., Сабинин К. Д. Волны внутри океана. С-Петербург. Гидрометеоиздат. 271 стр. 1992.

75. Коротаев Г. К. Теоретическое моделирование синоптической изменчивости океана. Киев. Наукова Думка. 1988. 160 с.

76. Корт В. Г. Непериодические колебания уровня воды в арктических морях и способы их прогноза. Труды ААНИИ, 1941, т. 175, 104 с.

77. Ко чин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. М.: Изд. АН СССР, 1961.-426 с.

78. Крутских Б. А. Основные закономерности изменчивости режима арктических морей в естественных гидрологических периодах. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1978, 91 с.

79. Кулаков М.Ю. (а) Моделирование типовых циркуляций вод Чукотского моря. Труды Арктического и Антарктического научно-исследовательского института. Т. 429. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1993. С.76-85

80. Кулаков М.Ю. (б) Термохалинные течения Чукотского моря. Труды Арктического и Антарктического научно-исследовательского института. Т. , 429. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1993. С.86-92

81. Купецкий В. Н. Ледяной покров. В кн. Советская Арктика. М. Наука. 1970, 526 с.

82. Лабзовский Н. А. Непериодические колебания уровня моря. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1971. 238 с.

83. Лаппо С. С., Гулев С. К., Рождественский А. Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан атмосфера и энергоактивные области Мирового океана. Л., Гидрометеоиздат. 1990, 336 с.

84. ЛеБлон, П., Л. Майсек. Волны в океане. В 2-х томах. Москва. "Мир". 1981.

85. Май Р. И. Нелинейные баротропные и бароклинные приливные явления в морях Европейской Арктики. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Санкт-Петербург. 2006. 21 стр.

86. Максимов И. В. Геофизические силы и воды океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 447 с

87. Марчук Г.И., Каган Б:А. Динамика океанских приливов. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.- 472 с.

88. Матишов Г, А. Зуев, В. Голубев, Н. Адров, В. Слободин, С. Левтус, И. Смоляр. Климатический атлас Баренцева моря. Мурманский морской биологический институт, Россия Национальный центр океанографических данных, США 1998

89. Методическое письмо по вероятностному анализу векторных временных рядов скоростей течений и ветра. Под ред.В.А.Рожкова. Л., Гидрометеоиздат, 1984, 61 с.

90. Монин А. С. Классификация нестационарных процессов в океане. Изв. АН СССР, № 7, с.26-30. 1972.

91. Монин А.С., Озмидов Р. В. Океанская турбулентность. Гидрометеоиздат, 1981, 320 с.

92. Мустафин Н. В. О катастрофических нагонах в юго-восточной части моря Лаптевых.- Проблемы Арктики и Антарктики, 1961, вып. 7, с. 33 36.

93. Отчет о дрейфе станции «Северный полюс 31». 3-я смена. Архив ААНИИ, 1991 г.

94. Павлов В.К., Прошутинский А.В., Чирейкин А.В. Расчет течений Чукотского моря по полю гидрологических и гидрохимических характеристик. В сб. Исследование и освоение Мирового океана, 1978, вып.66

95. Павлов В. К., В. В. Становой. Особенности формирования и долгопериодной изменчивости термохалинной структуры и циркуляции вод над Сибирским материковым склоном. Труды ГНЦ ААНИИ. 1999. Т. 442. С. 121-136.

96. Педлоски. Дж. Геофизическая гидродинамика. Пер. с англ.- М. Мир, 811 е.,1984.

97. Помыткин Б.А. Сейшевые колебания уровня Балтийского моря и их влияние на наводнения в дельте р. Невы. Изв. ВГО. 1977 - Т. 109, №2. - с. 143-149

98. Пономарев А. И. Исследование связи сгонов и нагонов в Гренландском и Баренцевом морях с макроциркуляционными процессами. Записки по гидрографии. № 201, 1978, с. 54-61.

99. Пономарев А. И. О прогнозе суммарных экстремальных уровней Баренцева и Гренландского морей. Записки по гидрографии. № 202, 1979, с. 37-40.

100. Потанин В. А. Состояние изученности штормовых нагонов на Баренцевом и Белом морях. Сб. работ Мурманской ГМО. Вып. 2. 1969, с. 52-66.

101. Потанин В. А. О баренцевоморских и беломорских штормовых нагонах. Природа и хозяйство Севера. Вып. 3. 1971, с. 148-154.

102. Потанин В. А., В. В. Денисов. Значительное понижение уровней у побережий Баренцева и Белого морей и причины этих явлений. Труды ПИНРО. Вып. 35. 1976, с. 48 -54.

103. Потанин В. А., В. В. Денисов. Формирование и затухание сгонных понижений уровня на Баренцевом и Белом морях. Труды ААНИИ. Т.348. 1980, с. 13-14.

104. Преображенский Ю. В. Гидрометеорологическая характеристика Баренцева моря. -Л.: Гидрометеоиздат, 1947. 304 с.

105. Привальский В. Е. О спектре нерегулярных колебаний уровня моря. Труды ГОИН. Вып. 103.'1970, с. 74-76.

106. Проблемы исследования и математического моделирования экосистемы Балтийского моря. Вып.5. Экосистемные модели. Оценка современного состояния Финского залива. Под ред. КН.Давидана, О.П.Савчука, Л.: Гидрометеоиздат, 1997. - 450 с.

107. Прошутинский А.Ю. К вопросу о расчете сгонно-нагонных колебаний уровня и циркуляции вод Чукотского моря. Метеорология и гидрология. 1986, №1, С.54-61

108. Прошутинский А. Ю. Колебания уровня Северного Ледовитого океана. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1993. 216 с.

109. Рабинович А. Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. СПб. 1993.

110. Рожков В.А. Методы вероятностного анализа океанологических процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 278 е., 1979.

111. Рожков В.А. Теория и методы статистического оценивания вероятностных характеристикм случайных величин и функций с гидрометеорологическими примерами. Книга П. СПб., Гидрометеоиздат, 2002, 780 с.

112. Рожков В. А. На пути к статистической гидрометеорологии. Труды ГОИН. № 209. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 2005, с. 217 247.

113. Рожков В. А., Трапезников Ю. А. Вероятностные модели океанологических процессов. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1990, 272 с.

114. Свешников А.А. Определение вероятностных характеристик трехмерного волнения моря // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. Механика и машиностроение. 1959. - № 3.

115. Советская Арктика. М. Наука. 1970, 526 с.

116. Старр В.П. Физика явлений с отрицательной вязкостью. Пер. с англ. М.: Мир, 1971. - 260 с.

117. Стоммел Г. Обзор теорий морских течений. В кн.: Проблемы океанической циркуляции. М., «Мир», 1965.

118. Суставов Ю. В., В. М. Альтшулер. Водообмен Балтийского моря с Северным и его основные компоненты. Проект «Балтика». Выпуск 1. Экосистема и ее компоненты. JL, Гидрометеоиздат. 1983, с. 45 61.

119. Суховей В. Ф. Моря Мирового океана. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1986. 288 с.

120. Талпсепп Л. А. Синоптическая изменчивость течений в некоторых районах Балтийского моря, вызванная захваченными топографией волнами. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Москва. 1982.

121. Талпсепп Л. А. О захваченных топографических волнах в Балтийском море. -Океанология, 1983, т. 23, с. 928-931.

122. Топорков Л.Г. Колебания уровня моря. В кн. Советсая Арктика. М. Наука. 1970, 526 с.

123. Фукс В. Р. Планетарные волны в океане. Издательство Ленинградского университета. Ленинград. 176 е., 1977.

124. Введение в теорию волновых движений в океане. Издательство Ленинградского университета. Ленинград.200 е., 1982.

125. Фукс В. Р. К классификации низкочастотных баротропных волн в океане. Вестник Санкт-Петербургского Государственного университета. Серия 7, вып. 2 (№ 14),., с. 92 94. 1999.

126. Фукс В. Р. Градиентно-вихревые волны в Балтийском море. Метеорология и гидрология. № 9, 2005, с. 63 68.

127. Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л., Гидрометеоиздат. 1968. 491 с.

128. Эксперимент «Мегаполигон». Гидродинамические исследования в северо-западной части Тихого океана. Под ред. М. Н. Котлякова. М., 1992 .

129. Элькен Ю. Я. Характеристики синоптических вихрей в Балтийском море. Пространственно-временные структуры гидрохимических и гидрофизических характеристик морей. Таллинн, 1981. - С. 14-17.

130. Aagaard К., Е. С. Carmack. The Arctic Ocean and Climate: A Perspective. The Polar Oceans and Their Role in Shaping the Global Environment. Geophysical Monograph 85. 1994, p. 5 20.

131. Aagaard К., A. Т. Roach. Arctic Ocean-Shelf Exchange: Measurements in Barrow Canyon. Journal of Geophysical Research. Vol. 95, NO. CIO, 1990. p.18,163-18175.

132. Aitsam, Elken J. Synoptic scale variability of hydrophisical fields in the Baltic Proper on the basis of CTD measurements // Hydrodynamics of semi-enclosed seas. Amsterdam, 1982. -P. 433-468. 1982

133. Amin M The fine resolution of tidal harmonics// Geophys. J. R. Astr. Soc. -1976,-Vol. 44. -P. 293-310.

134. Amin M., Graff J. Some notes on simplifying the HSWC method of tidal analysis// Inter. Hydrogr. Rev. -1980.-Vol.LVII. -n.2. -P. 167-175.

135. Amin M On perturbations of harmonic constants in the Thames Estuary// Geophys. J. R. astr. Soc. -1983 -Vol. 73. -P. 587-603.

136. AVISO Altimetry Newsletter № 6, 1998.

137. AVISO Altimetry Newsletter № 8 , 2001.

138. Beobachtungen von Oberflachenstrom und Wind an Feuerschiffen in den Jahren 19001910. Finlandische hydrographisch-biologische Untersuchungen. No 9, Helsingfors, 1912, 99 s.

139. Carmack E. G., E. A. Kulikov. Wind-forced upwelling and internal Kelvin wave generation in Mackenzie Canyon, Beaufort Sea. Journal of Geophysical Research. Vol. 103, NO. C9, 1998. p. 18,447-18458.

140. Cartwright D.E., Catton D.B. On the fourier analysis of tidal observations// Inter. Hydrogr. Rev. -1963.-Vol. XL. -n.l. -P. 113-125.

141. Cartwright D.E., Tayler R.J. New computations of the tide-generating potential. Geophys. J. R. astr. Soc. 1971, vol.23. P. 45 -74.

142. Cartwright D.E. Secular changes in the oceanic tides at Brest, 1711-1936// Geophys. J. R. Astr. Soc. —1972.—Vol. 30. -P. 433-449.

143. Cartwright D. E. On the smoothing of climatological time series, with application to sea-level at Newlyn. Geophys. J. R. astr. Soc., 75, 1983, 639-658.

144. Cartwright D.E., Amin M The variances of tidal harmonics// Deutsche Hydrogr. Zeit. —1986.-Vol. 39. —n.6. -P. 235-253.

145. Ducet, N., P.-Y. Le Traon, and G. Reverdin, 2000: Global high resolution mapping of ocean circulation from TOPEX/Poseidon and ERS-1/2. J. Geophys. Res., 105, 19477-19498.

146. Ekman V. W. On the Influence of the Earth's Rotation on Ocean Currents, B. 2, No П, -Arkiv for Mat. Astr. och phys, 1905.

147. Godin G. The resolution of tidal constituents// Inter. Hydrogr. Rev. -1970. -Vol. XLVII. -n.2. -P. 133-144.

148. Gordon A. L., W.B. Owens. Polar oceans. Reviews of Geophysics, Vol. 25, No. 2, p. 227233. 1987.

149. GustafssonB. Сайт Интернета helios.oce.gu.se. E-mail [e-mail].

150. Foreman M.G.G. Manual of tidal heights analysis and prediction.: Pasific Marine Science Report 77-10. Inst. Ocean Sci., Sidney, B.C., Canada. -1977. 97 p. Reprinted, 1984.

151. Foreman M.G.G., Neufeld E.T. Harmonic tidal analyses of long time series// Inter. Hydrogr. Rev. -1991-Vol. LXVIII. -n.l. -P. 85-108.

152. Foux, V. R., E.A.Zakharchuk. Jet Waves in the Antarctic Circumpolar Current. Seventh International Conference Remote Sensing for Marine and Coastal Environments, Miami, Florida. 20 22 May, 2002. ,

153. Franko A.S., Harari J. Tidal analysis of long series// Inter. Hydrogr. Rev. -1988,-Vol. LXV. -n.l. -P. 141-158.

154. Franco A.S., Harari J. On the stability of long series tidal analyses// Inter. Hydrogr. Rev. -1993.-Vol. LXX. -n.l. -P. 77-89.

155. Hari J. On tidal and seiches waves in the Helsinki sea area//Proc. 8th Conf. Bait. Oceanogr. Copenhagen. - N 14. 1960. - 9 p.

156. Horn W. Some recent approaches to tidal problems// Inter. Hydrogr. Rew. -1960.-Vol. XXXVII. -n.2. -P. 65-84.

157. Imbert B. L' analyse des marees par la methode des moindres carres// С. О. E. C. Bull. D' inform. -1954 VI ann. -n.9. -P. 398-410.

158. Kowalik Z. Power spectra and numerical calculation of the Gdansk Bay seiches//Acta Geophys. Polon. 1968. -Vol. 16. -N 3. -P. 265-273

159. Le Traon, P.-Y. and F. Ogor, 1998: ERS-1/2 orbit improvement using TOPEX/POSEIDON: the 2 cm challenge. J. Geophys. Res., 103, 8045-8057

160. Le Traon, P.-Y., F. Nadal, and N. Ducet, 1998: An improved mapping method of multisatellite altimeter data. J. Atmos. Oceanic Technol., 15, 522-534

161. Lisitzin E. Sea-level changes. Amsterdam, 1974. -286 p.

162. Loeng H., V. Ozhigin, B. Adlandsvik, H.Sagen. Current Measurements in the Northeastern Barents Sea. ICES Statutory Meeting. Hydrographic Committee. 1993, p. 1-22.

163. Loeng H., Satre R. Features of the Barents Sea circulation. Fisken og have. №1. 2001. 40 pp.

164. Longuet-Higgins M.S & al. Observations of the directional spectrum of sea waves using the motions of a floating buoy. // Proc. Conf., Easton, USA. Nat. Acad., 1961. Vol. 5. - P. 111136.

165. Longhet-Higgins, M. S. Planetary waves on a rotating sphere. J. Proc. Roy. Soc., A. 279., p. 446-473, 1964.

166. Longhet-Higgins, M. S. On group velocity energy flux in planetary waves motions. Deep-SeaRes., vol. 11, p. 35-42. 1964.

167. Longhet-Higgins, M. S. Planetary waves on a rotating sphere. П. J.Proc Roy. Soc., A. 284, № 1396, p. 40-68, 1965.

168. Longhet-Higgins, M. S. Some dynamical aspects of ocean currents. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., vol. 91, 390, p. 425-451. 1965.

169. Longhet-Higgins, M. S. The eigenfunctions of Laplace's tidal equations over a sphere. Phil. Trans. Roy. Soc. London, A 262, № 1132, 1968 (a), p. 511-607.

170. Longhet-Higgins, M. S. Double Kelvin waves with continuous depth profiles. J. Fluid Mech. Vol. 34, part 1, 1968 (b), p. 49-80.

171. Longhet-Higgins, M. S. The free oscillations of fluid on a hemisphere bounded by meridians of longitude. Phil. Trans. Roy. Soc., A 266, p. 193-223, 1970.

172. Mc Williams, J. C. Stable jet modes: a special case of eddy and mean flow interaction. J. Phys. Oceanogr.,voI.8, 1978, p.344-362

173. Mofjeld, H. О, M. Rattray, Jr. Barotropic Rossby Waves in a Zonal Current: Effects of Lateral Viscosity. J. Phys. Ocean., No. 7, p. 421-429, 1975.

174. Miinchow, A., T. J. Weingartner, L. W. Cooper. The Summer Hydrography and Surface Circuiation of the East Siberian Shelf Sea. J. Phys. Ocean. Vol. 29., No. 9., p. 2167-2182, 1999.

175. Munk W., Hasselmann K. Super-resolution of tides.: Studies on Oceanography. Univ. Tokyo. - Japan. -1964. -P. 339-344.

176. Murray M.T. Tidal analysis with an electronic digital computer// Cahiers Oceanographiques. -1963 -Ann. XV. -n.10. -P. 699-711.

177. Murray M.T. A general method for the analysis of hourly heights of the tide// Inter. Hydrogr. Rew. -1964,-Vol. XLI. -n.2. -P. 91-101.

178. Mysak L. A., LeBlonde P. H., Emery W. J. Trench Waves. J. Phys. Oceanogr., 1979, Vol. 9, p. 1001-1013.

179. Parke, M. E., R. H. Stewart, D. L. Farless, D. E. Cartwright. On the choice of orbits for an altimetric satellite to study ocean circulation and tides. . J. Geophys Res., Vol 92, 11,693 -11,707. 1987.

180. Pedlosky, J. On the radation of meso-scale energy in the mid-ocean. Deep-Sea Res., 24, p. 591-600. 1977.

181. Prandle D. Residual flows and elevation in the Southern North Sea. Proc. Roy. Soc., 1987, vol. A359, p. 182-228.

182. Pugh D.T. Tides, Surges and Mean Sea-Level. JOHN WILEY AND SONS. 1987. 463 p.

183. Rhines P. Edge-, Bottom-, and Rossby Waves in a Rotating Stratified Fluid. Geophysical Fluid Dynamics. Vol. 1. 1970, pp. 273-302.

184. Rice R. O. Mathematical analysis of random noise. Bell System Tech. J., 24, 46 156, 1945.

185. Rossby C. G. Relation between variations in the intensity of the zonal circulation of the atmosphere and the displacements of the semi-permanent centers of action. J. Mar. Res. Vol. 2, № 1, p. 38-55, 1939.

186. Simon M.B. Analyse de 19 ans d'observations de maree a Brest// Annales Hydrogr., Paris. -1980,-Vol. 8. -n.754. -P. 5-17.

187. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bulletin of the American Meteorological Society. March 1996.

188. Van Ette A.C.M., Schoemaker H.J. Harmonic analyses of tides essential features and disturbing influences// Proceedings of the sympos. on tides organ. Inter. Hydrogr. Bureau Monaco, 28-29 april 1967. UNESCO. -1968. -P.79-107.

189. Wilbber Ch., Krauss W. The two-dimensional seiches of the Baltic Sea//Oceanolog. Acta. -1979. Vol. 2. -N 4. -P.435-446

190. Zakharchuck E. A., G. E. Presnyakova: High-frequency internal waves in the Kara Sea. Russian Norvwegian Workshop-95. Norsk Polarinstitutt. Rapportserie. Oslo. p. 179 182, 1997.

191. Zakharchuck E. A., G. E. Presnyakova: High-frequency internal waves in the Kara Sea. Russian Norvwegian Workshop-95. Norsk Polarinstitutt. Rapportserie Oslo. p. 179- 182, 1997.

192. Manfred A. Lange, Britta Bartling, Klaus Grosfeld. Institute for Geophysics University of Munster. Germany. 1999, p. 416-417.

193. Zetler B.D., Long E.E., Ku L.F. Tide predictions using satellite constituents// Inter. Hydrogr. Rev. -1985.-Vol. LXE. -n.2. -P. 135-142.