224 Глава 6 развитию ветровых течений. В прибрежной шельфовой зоне озера течения стали неустойчивыми, сформировались вихри, «захвачен- ные» волны. Прибрежную зону озера можно условно определить по внутреннему радиусу деформации Россби, который составлял 3-5 км. Таким образом, вихри и волны, обнаруженные на расстоя- нии 20—40 км от берега, принадлежат открытой части озера. Ос- новные особенности общей и локальной циркуляции и вихрей можно объяснить сохранением абсолютной потенциальной завих- ренности: / + @Н = сопя, где Н — глубина; 6 — вертикальный компонент относительной завихренности. Для сравнительно малых бассейнов, какими являются озера (в том числе и крупные), доми- нирующий вклад в изменения характеристик вихря вносят вариа- ции глубины Н Интегральная циркуляция вод в центральной и южной частях озера в простом случае может быть представлена в виде двух циркуляций, разделенных нодальной линией, имеющей циклоническую прецессию. Частота этих течений для Ладожского озера, аппроксимируемого эллипсом с параболическим дном, со- ставляет на широте 61° примерно @ = /7 = 0,08 рад/ч, величина скорости в центре бассейна и у берегов имеет приблизительно одинаковый порядок, тогда как для волн Кельвина максимум ско- рости течений отмечается в прибрежной зоне. На неоднородностях рельефа дна крупномасштабная циркуляция может порождать ло- кальные циркуляции — вихри с масштабами несколько десятков километров. Характер образовавшихся вихрей (направление вра- щения) зависит от знака величины 0(7 Н)/ду. Если эта величина по- ложительна, то вихрь имеет антициклоническое вращение. В част- ности, в районе вихря А рассматриваемая величина имеет отрица- тельный знак и поэтому циркуляция оказывается циклонической. В районе вихря В производная 0(7Н)/ду болыше 0 и, следовательно, циркуляция антициклоническая. Вдоль критической линии это со- отношение — около 0 и образуется свободная струя. Основным фактором, определяющим упомянутые локальные вихри, является тенденция вихря сохранять свое состояние. Столб жидкости пере- мещается таким образом, что высота и относительный вихрь изме- няются при сохранении величины потенциального вихря. Соотно- шение вертикального и горизонтального (Н/Г.) размеров в вихрях А и В одинаково и составляет 0,001. — Рассмотрим теперь некоторые особенности динамики вод озе- ра по другим данным. На основе длительных наблюдений на АБС за течениями и температурой воды были рассчитаны спектры ко- СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ В ЛИМНОЛОГИИ | 225 лебаний, которые имели следующие особенности. В спектрах те- чений прибрежной зоны (ограниченной радиусом К) по сравнению со спектрами открытого озера отсутствуют максимумы на локаль- ной инерционной частоте. Инерционные колебания течений в озе- ре встречаются на расстоянии нескольких радиусов круга инерции, ‚ при средней скорости м = 7 см/с этот радиус соответствует 1 км. Таким образом, в зоне за «свалом» глубин, на расстоянии несколь- ких километров от берега в спектре течений существует максимум на инерционной частоте @® = 0,45 рад/ч. Природа движений с этой частотой может быть различной. По данным наблюдений на озерах Ладожском и Севан, в период прямой термической стратификации это могут быть инерционно-гравитационные внутренние волны, которые проявляются в колебаниях температуры или скорости те- чений. Например, на мелководье колебания скорости течений с этими временными масштабами не наблюдались, а в глубоковод- ной области имели место чисто инерционные колебания течений и инерционно-гравитационные внутренние волны. Судя по харак- терным пространственным масштабам порядка 1 км, именно эти движения могут проявиться на дешифрированном снимке. В спек- трах гидрофизических характеристик Ладожского озера имеется максимум в низкочастотной области © > 0,10 рад/ч. В прибрежной зоне эти движения могут быть обусловлены бароклинными волна- ми Кельвина, проявление которых ограничивается расстоянием К. Однако колебания течений и температуры воды с этими времен- ными масштабами отмечаются и в открытой части озера. Рассчи- танные с осреднением за 1 сутки векторы течений подтверждают наличие крупномасштабных циркуляций в озере с временными масштабами порядка нескольких суток. Судя по небольшому нагону в сторону бухты Петрокрепость, который в момент космической съемки составлял 30—40 мм (по данным уровенных наблюдений на ОГМС), и учитывая, что рас- стояние между станциями наблюдений порядка 100 км, скорость течений по оценкам составляет около 5—10 см/с. Подобные вели- чины изменений уровня по акватории озера получены и на диагно- стической модели. Синхронные с космической съемкой измерения течений в нескольких точках подтверждают приведенные выше оценки и расчеты. В частности, средние за 1 сутки течения на го- ризонте 5 м составляли 5 см/с, а на горизонте 10 м-4 см/с. Однако, судя по наблюдаемым полосам, показывающим захват вод с раз- ными характеристиками, в обнаруженных на снимке вихрях А и В