116 
Глава 4
Рис. 4.5.5. Структура волны Кельвина
В том 
случае, 
если 
поперечная 
составляющая 
течений
отсутствует, а геострофические эффекты сохраняются, в озерах
могут возникать внутренние волны Кельвина. В рамках двух-
слойной термической структуры легко получить уравнения коле-
баний в‹ізвышений поверхности и границы раздела, а также
скоростей для внутренних и поверхностных волн Кельвина.
Скорость распространения волн Кельвина на поверхности
равна
а = /#(А+Ъ), 
(4.5.25)
а на границе раздела
1/2
=||1_ 2 | &А
С, 
[[1 р2] ГН›;] 
. 
(4.5.26)
Таким образом, скорость распространения внутренних волн
Кельвина значительно меньше, чем поверхностных. Радиус Рос-
сби для внутренних волн, или бароклинный радиус деформации,
можно определить из выражения
ТЕРМО-ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЬ1 В ОЗЕРАХ 
117
| 
л2
&(0о - Р)МЪ, 
‚ 
(4.5.27)
| 
° 
[ Ро(и+ь)
Для характерных градиентов плотности радиус К, в случае
глубоких озер равен приблизительно 2—10 км. Внутренние волны
Кельвина обнаружены на многих глубоких озерах.
При очень малых радиусах деформации Россби волны Кель-
вина становятся чувствительными к изрезанности береговой
линии и сильно трансформируются в прибрежной зоне, что явля-
ется причиной образования широкого спектра коротколериодных
волн в озерах.
4.5.6.Экспериментальные исследования внутренних волн
Натурным и лабораторным исследованиям внутренних волн
в последние годы были посвящены многие работы. Остановимся
подробнее на результатах изучения внутренних волн, полу-
ченных в последние годы на озерах России (Ладожском, Крас-
ном, Онежском, Байкал). В этот период по натурным данным был
получен ряд новых сведений и по ним рассчитаны спектры волн.
в 
озерах 
разных 
размеров 
и 
природных 
зон; 
выполнена
параметризация спектров внутренних волн в озерах, как это было
сделано ранее для океана. Нами ставилась задача оценить
механизмы тенерации и диссипации внутренних волн в разно-
образных озерах; внутренние волны изучались в комплексе с
другими видами движений, наблюдаемых в озерах .
Основными материалами для изучения внутренних волн
послужили данные о течениях и температуре воды, собранные на
автономных буйковых станциях с измерителями АЦИТТ. Кроме
того, выполнялись наблюдения профилей температуры воды и
записи температуры воды термокосой, а также эхолоцирование
водной толщи. Для исследования внутренних волн Кельвина и
Пуанкаре на Онежском озере был проведен многолетний экспе-
римент „Онего”. Вероятностный анализ измерений позволил
выявить — следующие — особенности. 
Спектры — течений 
и
температуры воды в Онежском озере при удалении от берега
трансформируются (Филатов, 1991). Вблизи берега на расстоя-
нии 1-2 км в спектре $(о,!) имеется максимум на частоте,
соответствующей 4 сут, а, далее, на расстоянии 4 км от берега,
энергия 
этих 
‘флюктуаций 
падает. 
Амплитуда 
колебаний
изменяется по экспоненте, что согласуется с теоретическими