42 Глава 4 струйные течения, шлейфы и факелы вод разнообразного проис- хождения (в том числе образованные речными потокама). Опи- сывать эти движения необходимо, с других, не „волновых”, пози- Как показали наблюдения за течениями и ряд косвенных факторов, существенная изменчивость динамических процессов приурочена к районам со сложной геометрией дна и берегов. Эти топографические особенности проявляются в формировании вихрей и меандрировании потоков. ‹ Спектр наблюдающихся в озерах вихревых и волновых дви- жений (рис. 4.1.3) широк и простирается от микровихрей, приво- дящих к диссипации энергии, до крупномасштабных. вихрей — циркуляции, охватывающих все озеро. Описание крупномас- штабных топографических вихрей возможно с использованием закона сохранения потенциального вихря. В настоящем исследо- вании мы не даем точного теоретического описания ряда обна- руженных в озерах движений, а лишь показываем разнообразие их проявлений для конкретных озер в разных географических Неск. месяцеч ` | Общая циркуляция. [ Крупномасштабная циркул.| 1 мес. ‘ Фронты, термобар' Речные потоки ` 'еи Вихри, меандры Тнутренние волны, инерционные движ. 14 ч Турбулентные пятна Циркуляции Ленгмюра 1 мИН, 16 [Поверхностные волны| а6 1000 10000 100000 м Рис. 4.1.3. Пространственно-временные масштабы динамических процессов и явлений в озерах ТЕРМО-ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОЗЕРАХ. 43 зонах при изменчивом комплексе гидрометеорологических усло- вий, тем более что для ряда обнаруженных динамических явле- ний в озерах нет строгого теоретического объяснения. Для наблюдения отдельных явлений в озерах (вихрей, фрон- тов, циркуляции, волн) мы привлекли по возмМожности все имеющиеся средства, контактные и дистанционные, в том числе и спутниковые. А вот для теоретического описания крупномас- штабной циркуляции вод была использована гидродинамическая обработка данных наблюдений, или диагноз циркуляции по на- турным данным, хотя известны и другие методы, которые для сравнения здесь также будут представлены. При диагно- стических расчетах возникает проблема несинхронности данных наблюдений и недостаточности пространственного разрешения имеющихся наблюдений для расчетов, в связи с чем использова- лось согласование полей ветра, температуры воды и рельефа дна с фильтрацией, т.е. сглаживанием натурных наблюдений. Это так называемый адаптационный подход, разработанный А.С. Сарки- сяном (1986) для океана, а затем использовавшийся для морей и озер. Диагностические и адаптационные расчеты впервые прове- дены для озер Онежского, Ладожского, Севан, Несиярви (Фила- тов, 1991; Филатов, Демин, Сарккула и др., 1989). Существенным преимуществом принятого подхода в отличие от других моделей описания динамики озерных вод является ма- лая зависимость скорости рассчитанных на моделях течений от точности параметризации подсеточных процессов, или турбу- лентности. Как заметил Дж.Педлоски (1984) любая динамическая теория, которая решающим образом зависит от конкретного зна- чения коэффициента турбулентной вязкости, на самом деле должна рассматриваться как имеющая шаткое основание. Выполненное на основе измерений обобщение показало, что максимальные временные масштабы циркуляции вод в озерах ограничиваются движениями с временными масштабами от не- скольких суток до нескольких десятков суток (см. рис. 4.1.3.). В самых крупных озерах мира движений с большими вре- менными масштабами нет, как нет постоянных циркуляций, по- добных океаническим, таким как Гольфстрим и Куросио. Озеро, с точки зрения динамики его вод, не имеет климата. Динамика вод озера представляется суперпозицией явлений (волновых, вихревых) синоптического и меньшего масштабов, хотя клима- тическая изменчивость может проявляться в колебаниях уровня и