256 | ‚ Глава 6 Уникальная лабораторная установка для изучения эффектов вращения и стратификации в жидкости была создана в 1960 г. в ла- боратории Кориолис (Франция). Описание установки основано на устном сообщении профессора Ю.Д. Чашечкина (выступление на Объединенном семинаре "Динамика природных систем" под руко- водством профессора К.В. Показеева, профессора К.Д. Сабинина и профессора Ю.Д. Чашечкина). Первоначально установка была предназначена для моделирования течений в Ла-Манше в масшта- бе 1:50 0000. В настоящее время она используется для моделиро- вания широкого класса явлений в стратифицированной жидкости с учетом эффектов вращения. Установка выглядит следующим образом. Бетонный стол диа- метром 14м и весом более 150 т способен нести нагрузку 180 т и вращаться с периодом от 18 до 1000 с. На столе установлен коль- цевой бассейн с центральным столбом диаметром 0,5 м и внешним диаметром 13 м, глубиной 1,2 м с несколькими боковыми иллюми- наторами. Системой трубопроводов, соединенных заслонками, управляемыми компьютером, бассейн связан с накопительными емкостями для соленой и пресной воды. Эксплуатация платформы проводится под непрерывным контролем деформации опор, стани- ны, положения конических подшипников, нагрузки на приводные механизмы, герметичности сложных гидравлических систем, включающих краны, насосы, задвижки, промежуточные емкости. Заполнение бака стратифицированным раствором проводится методом вытеснения по традиционной двухбаковой схеме в состоя- нии вращения, для того, чтобы избежать эффектов раскрутки, вызы- вающих перемешивание. Соответственно, вращение поддерживается в течение суток до начала опытов для успокоения возмущений и в течение всего цикла опытов. Система расходомеров, клапанов, насо- сов и управления позволяет создавать произвольную стратификацию (двух- и многослойную, непрерывную и со скачками). Дополнительными перегородками внутри бака может быть сформирован нлоский канал длиной до 6 м шириной до 2 и высо- той 1,2 м для изучения волн и следов в плоской геометрии. Лабора- тория оборудована всеми доступными измерительными комплек- сами — системами визуализации (подкраска и частицы нейтраль- ной плавучести), контактными датчиками температуры и электро- проводности, пленочными термоанемометрами, измерителями по- ложения свободной поверхности, системами ввода и программами компьютерной обработки изображения (РГУ — рагйс!е ипаре СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ В ЛИМНОЛОГИИ 257 уе1осипебу для регистрации положения и треков частиц, СТУ — Согте!аНоп Нпаре уеЮюснпейу, ТЕ ). Большие размеры установки делают ее чрезвычайно удобнои для изучения структуры и эволюции природных систем в широком — диапазоне параметров, в том числе и при малых значениях чисел Россби и Фруда и больших ‘значений числа Рейнольдса, типичных для природных систем. В настоящее время платформа интенсивно используется для изучения генерации и распространения внутрен- них волн и изолированных вихрей во вращающихся стратифици- рованных средах со сложной топографией (каналы переменной ширины со сложным рельефом дна), приповерхностных и затоп- ленных: гравитационных (пл‹ттоешых) течений, прибрежных ос- таточных течений. Условия кинематического и динамического подобия позволя- ют также моделировать на платформе эффекты вращения не толь- ко в океане, но и в атмосфере (циклогенез над Альпами) и в про- мышленных установках (применительно к задачам перемешивания и разделения компонент во вращающихся частях). Особую цен- ность установка представляет как инструмент для кшшбровки и тестирования численных моделей. Практика эксплуатации бассейна показала, что заданная стра- тификация выдерживает не более двух процедур изменения угло- вой скорости, поэтому при проведении серии однотипных опытов непрерывное вращение поддерижается от одноГо до полутора ме- сяцев. Вращающая платформа лабортрии Кориолис является уни- кальной установкой, получающей постоянную поддержку прави- тельства Франции с целью поцдержания уровня геофизических ис- следований, отработки новой техники, поддержания международ- ного сотрудничества. Лабораторное моделирование турбулентного вовлечения . Турбулентное вовлечение — это процесс проникновения тур- булентности в нетурбулентную среду. Геофизические проявления турбулентного вовлечения имеют самые разнообразные формы. Наиболее известный пример — это утлубление верхнего переме- шанного слоя в водоемах под воздействием ветрового и конвек- тивного перемешивания. Динамика верхнего перемешанного слоя играет важную роль в геохимических и биологических режимах озер и водохранилищ. Обычно выделяют три основных механизма энергоснабжения турбулентной области. В случае конвективного