Файл: Григоркина Р.Г. Прикладные методы корреляционного и спектрального анализа крупномасштабных океанологических процессов.pdf

Рис. 27. Изофазы (сплошная линия) и пзоамплнтуды полумесячных колеба­ ний температуры воды на поверхности в районе Ново-Шотландского шель­ фа (изофазы в днях относительно сизигийного прилива в порту Бостон,,

статистического а н а л и з а в системе пунктов для исследования крупномасштабной турбулентности в водах Куросио. Исходными данными послужили временные ряды в 122 пунктах этого района океана, составленные по ежедневным к а р т а м температуры по­ верхности моря на основе синоптической информации за период, с 1 мая 1967 по 1 мая 1968 г.-.Продолжительность временных ря­ дов позволяет исследовать структуру температурных флуктуации, в м а с ш т а б а х от 3 до 30 суток. Результаты спектрального анализа показали, что энергия этих флуктуации концентрируется в опре­

т о ч н ы е ) . Флуктуации на энергонесущих частотах динамически неустойчивы, о чем свидетельствуют:

1. П р а в а я асимметрия участков спада энергии в спектре от­ носительно несущей частоты, внешне отличающая «турбулент­ ный каскад» от симметричной амплитудной или фазовой моду­ ляции;

2. Результаты взаимноопектралыюго анализа с тестовыми гармониками (см. гл. I I , § 1): когерентность с тестовыми гармо ­ никами уменьшается вне области максимумов энергии;

3. Д а н н ы е взаимноспектралыгого а н а л и з а в поле температур ­ ных флуктуации: когерентность уменьшается с увеличением рас­

р о ж д а е м о й неустойчивостью энергонесущих колебаний темпера­ туры. Следует отметить, что турбулентность в океане во времен­ ных м а с ш т а б а х 1—30 суток практически не изучена. Экспери­ ментальные исследования турбулентности в атмосфере и океане показывают, что законы теории локально-изотропной турбулент­ ности часто выполняются не только в области микро- и мезо-, но

чае понимается переход энергии макротурбулентиости в энергию микротурбулентности.

П р и практическом определении инерционных интервалов воз­ никают трудности, обусловленные, с одной стороны, спецификой •спектрального а н а л и з а дискретных реализаций ограниченной длины, с другой, — особенностями самого анализируемого про­ цесса.

Методические трудности связаны с тем, что несущие частоты спектра имеют боковые полосы, наклон и ширина которых опре­ деляются длиной исследуемой реализации (гл. I l l § '1). Боковые полосы при определенных условиях налагаются на спектр турбу­ лентности, значительно его и с к а ж а я . В частности, боковые поло­ с ы несущей частоты могут значительно исказить инерционный интервал за счет амплитудной или фазовой модуляции, которая •сама по себе может явиться источником динамической неустой­ чивости процесса и возникновения к а с к а д а турбулентных вихрей.

:162

О

тельной, хотя во многих случаях на инерционный интервал при­

ченностыо поставленной задачи такие случаи не принимались вовнимание.

лены пределы инерционного интервала, его ширина « коэффи ­ циент пропорциональности

_5(со)_