Алгоритмическое обеспечение системы экспресс-анализа вертикальной стратификации вод океанской толщи

от

Л.А. Краснодубец1,2

 1 Севастопольский государственный университет,  РФ, г. Севастополь, ул. Университетская, 33

2 Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

  E—mail: lakrasno@gmail.com

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-1-135-142

УДК  621.384 — 027.31                                                                                                                                     

Реферат: 

   Представлены результаты разработки и моделирования алгоритмического обеспечения для системы экспресс-анализа вертикальной стратификации вод океанской толщи, предназначенной для использования в оперативной океанологии. Целью такого анализа является построение в реальном времени в ходе погружения зонда-профилографа числовых массивов основных характеристик стратификации – распределений полной и термохалинной вертикальной устойчивости водных слоёв, а также соответствующих вертикальных распределений частоты Вяйсяля-Брента термохалинных колебаний в стратифицированной океанской среде как функций гидростатического давления. Числовые массивы характеристик вертикальной стратификации как результаты экспресс-анализа формируются непосредственно по текущим синхронным измерениям плотности морской воды и её приращения in situ, а также скорости звука как функций гидростатического давления, получаемых за одно зондирование. В ходе моделирования качестве объекта измерений использовалась имитационная модель океанской среды с вертикальной плотностной стратификацией и соответствующей ей скоростью звука в морской воде, разработанная на основе реальных данных профильных измерений, полученных при проведении гидрографической станции в Чёрном море. Верификация моделей процессов динамических измерений и экспресс-анализа проводились методом компьютерного моделирования в среде MATLAB & Simulink. Приведены иллюстрации результатов компьютерного моделирования, полученных с помощью предложенного алгоритмического обеспечения, в виде графиков распределений термохалинной вертикальной устойчивости и соответствующего распределения частоты Вяйсяля-Брента термохалинных колебаний, а также вертикальных распределений плотности морской воды и скорости звука в этой воде как функций гидростатического давления.

Ключевые слова: алгоритм, стратификация, вертикальная устойчивость, частота Вяйсяля-Брента, зонд-профилограф, плотность морской воды, скорость звука, компьютерное моделирование.

Для цитирования: Краснодубец Л.А. Алгоритмическое обеспечение системы экспресс-анализа вертикальной стратификации вод океанской толщи// Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 1 (51). C. 135-142. DOI: 10.33075/2220-5861-2023-1-135-142

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Федоров К.Н. Тонкая термохалинная структура вод океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1976. 184 c.
  2. Егоров Н.И. Физическая океанография. Л.:Гидрометеоиздат. 1974. 456 с.
  3. Зеленько А.А. Оперативная океанология: моделирование, мониторинг и прогнозирование гидрофизических полей Мирового океана: Дис. … д-ра физ.‑мат. наук. Севастополь. 2018. 251 с.
  4. Букатов А.А., Павленко Е.А., Соловей Н.М. Региональные особенности распределения частоты Вяйсяля – Брента в морях Лаптевых и Восточно-Сибир-ском. Морской гидрофизический журнал. 2019. Том 35. № 5. С. 437–448.
  5. Родин А.В. Океанологические процессы и промысловые скопления пелагических рыб: дис. … д-ра географ. наук. С-Пб. 2000. 259 с.
  6. Архипкин В.С., Добролюбов С.А. Океанология. Физические свойства морской воды,: учеб. пособие для вузов. 2-е изд. М.: Изд-во Юрайт. 2020. 216 с.
  7. Мамаев О.И. Морская турбулентность. М.: Изд-во МГУ. 1970. 204 с.
  8. Stewart Robert H. Introduction To Physical Oceanography. Independent Publishing Platform. 2014. 354 p.
  9. Millard R.C., Owens W.B., Fofonoff N.P. On the calculation of the Brunt-Vaisala frequency. Deep-Sea Res., 1990, Vol. 37, № 1, pp. 167–181.
  10. Краснодубец Л.А. Метод определения вертикального профиля плотности морской воды на основе измерений параметров движения неуправляемого автономного зонда // Системы контроля окружающей среды. 2017. № 10. С. 8–15.
  11. Краснодубец Л.А. Многоцелевая информационно-измерительная система для вертикального профилирования океанской среды. Системы контроля окружающей среды. 2021. № 1 (43). С. 54–60. DOI: 10.33075/2220-5861-2021-1-54-60.

Loading