Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт‑Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения волн Россби. В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Волны Россби — это потоки воды, которые формируются под влиянием вращения Земли. Они играют важную роль в циркуляции океанских вод и переносе энергии на огромные расстояния, а также влияют на климат планеты.
В рамках первого исследования ученым удалось обнаружить отдельные точки, где энергия перестает перемещаться, то есть ее скорость становится нулевой. Океанологи Санкт‑Петербургского университета выяснили, что в этих местах волновые пути разделяются и волны Россби начинают распространяться по‑новому. Это открытие меняет понимание того, как энергия переносится в океане.
Ученые СПбГУ с помощью математических моделей и компьютерного моделирования выяснили, что новый механизм передачи энергии волн Россби работает как в простых, так и в сложных условиях морских течений, включая слоистую структуру воды.
Это открытие поможет лучше понять, как возникают вихри, как течения взаимодействуют с дном океана и как перемещается энергия в океане. В будущем это позволит точнее прогнозировать климатические изменения и поведение морских вод.
Цель наших исследований — разобраться, как трансформируются вихри в океане, когда они сталкиваются друг с другом или с большими течениями. В такой ситуации меняется запас не только их потенциальной энергии, но и кинетической. Мы изучаем два процесса. Первый — случаи, в которых энергия уходит от крупных вихрей к более мелким, образуя вытянутые структуры — филаменты. Второй — когда она возвращается в основное течение, а небольшие вихри сливаются и преобразуются в один большой. Наша основная задача — понять, как в океане распределяется энергия.
Второе исследование ученых СПбГУ было посвящено тому, как волны Россби распространяются от прибрежных течений в открытый океан. Оказалось, что они ведут себя по-разному в зависимости от места формирования. Западные течения создают волны с небольшими приростами энергии, которые движутся преимущественно в меридиональном направлении — вдоль берега. Восточные же генерируют более мощные потоки, расходящиеся зонально — перпендикулярно берегу.
Волны Россби, исходящие от восточных течений, примерно в десять раз длиннее волн от западных течений. При этом в определенных условиях излучение волн в открытый океан может полностью прекращаться.
Открытия ученых СПбГУ помогают объяснить процессы, происходящие в Мировом океане, и могут найти применение в различных областях океанографии и климатологии.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что температура поверхности мирового океана достигла нового рекорда.