Кильматов Талгат Рустемович, доктор физико-математических наук, профессор
690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43
690003, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
Talgat R. Kilmatov, D.Phys.-Math., professor
43, Baltiyskaya Str., Vladivostok, 690041
50, Verkhneportovaya Str., Vladivostok, 690003
Рудых Наталья Ивановна, кандидат географических наук, старший научный сотрудник
690003, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
Natalia I. Rudykh, Ph.D., senior researcher
43, Baltiyskaya Str., Vladivostok, 690041
Рассмотрен частный случай проявления нелинейности уравнения состояния морской воды при смешении вод разной солености в приложении к формированию галоклина в эстуариях. В зависимости от солености плотность образующейся смеси может быть выше (при низких значениях солености) либо ниже (при высокой солености) среднеарифметической плотности двух компонент, что в устойчиво стратифицированной по солености жидкости обусловливает эффект уплотнения при смешении (каббелинга) для вышележащих вод низкой солености и эффект разуплотнения при смешении (антикаббелинга) для нижележащих вод высокой солености. Представлены расчеты значения солености в точке смены каббелинга антикаббелингом, которая зависит от средней температуры смешиваемых вод. На примере зимних и летних натурных наблюдений в эстуарии р. Раздольной, впадающей в зал. Петра Великого Японского моря, показано, что соленость в галоклине соответствует точке смены знака эффекта, меняясь в зависимости от температуры. В летний период, когда температура воды в эстуарии порядка 22 оС, максимальный градиент солености в галоклине наблюдается на изогалине 10 епс, а в зимний сезон, когда температура снижается до 1 оC, максимальный градиент смещается на изогалину 18 епс. Расположение максимального градиента соответствует значениям солености вблизи точки смены каббелинга антикаббелингом, причем выше этого уровня происходит процесс уплотнения при смешении, который способствует опусканию вод, а ниже — процесс разуплотнения, способствующий подъему вод. Встречное конвергентное движение является дополнительным механизмом самоподдержания галоклина в обостренном состоянии.
Nonlinearity effect of the seawater density equation for mixing of waters with different salinity is considered for a case of the halocline formation in estuaries. Depending on salinity, density of the mixture can be higher (at low salinity) or lower (at high salinity) than the arithmetic mean density of the two components, so an effect of compaction during mixing (cabbeling) is observed in the upper part of halocline with lower salinity, whereas an effect of decompaction during mixing (anticabbeling) occurs in its lower part with higher salinity. The salinity value at the point of cabbeling change to anticabbeling is calculated that depends on average temperature of the mixed waters. In the real halocline (estuary of the Razdolnaya/Suifen River flowing into Peter the Great Bay, Japan Sea), the highest vertical gradient of salinity is observed along the isohaline, which value changes depending on temperature. In summer, when the water temperature in the estuary is about 22 oC, the maximum gradient is observed at the isohaline 10 psu, while in winter, when the temperature drops to 1 oC, the maximum gradient shifts to the isohaline 18 psu. These isohaline values correspond to the salinity values for the point of cabbeling change to anticabbeling. The cabbeling effect above this level promotes sinking of water, but the anticabbeling effect below this level promotes rising of water. This encountering convergent motion is an additional mechanism of the halocline self-sustaining in sharp state.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.