Влияние ветровых течений на спектральный показатель ослабления света в воде

УДК 535

  • Ольга Борисовна Акулова Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)
  • Татьяна Витальевна Андрухова Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)
  • Владимир Иванович Букатый Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)
  • Андрей Алексеевич Коломейцев Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)
  • Константин Валерьевич Марусин Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)
  • Олег Михайлович Фроленков Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)
Ключевые слова: показатель ослабления света, показатель поглощения света желтым веществом, ветровые течения, ветровой коэффициент, метод поверхностных поплавков

Аннотация

Рассмотрена зависимость измеряемых спектральных показателей ослабления света природной водой от ветрового течения на примере озер юга Западной Сибири. С целью определения значимости абиотических, в данном случае — физических факторов, влияющих на прозрачность воды, авторами рассчитаны относительные спектральные вклады отдельных ее оптически активных компонентов в изучаемых пресноводных озерах, выполненные в период гидрофизических исследований в 2019 г. Кроме того, были проанализированы опубликованные данные по суточной динамике спектральной прозрачности воды, полученные сотрудниками ИВЭП СО РАН на оз. Красиловское в 2016 г. Показано, что наибольший спектральный вклад в суммарное ослабление света в рассматриваемых водоемах вносит взвесь, состоящая преимущественно из частиц водорослей фитопланктона, и желтое вещество. Это обусловлено тем, что перераспределение концентрации частиц в верхних слоях озера по его вертикали вследствие вызываемого ветром турбулентного перемешивания происходит со значительно большей скоростью, чем изменение содержания желтого вещества в результате физико-химических процессов его образования. Следовательно, определяющим фактором, влияющим на динамику показателя ослабления света, является скорость ветрового течения. В подобных случаях интенсивность турбулентности (турбулентный массообмен) принято характеризовать потоковым (интегральным) числом Ричардсона Ri, непосредственно зависящим от скорости ветрового течения. В работе приведена оценка числа Ричардсона, равного 1,5, для конкретного эксперимента.

 

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Ольга Борисовна Акулова, Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)

кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

Татьяна Витальевна Андрухова, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики

Владимир Иванович Букатый, Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)

доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

Андрей Алексеевич Коломейцев, Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)

ведущий инженер лаборатории гидрологии и геоинформатики

Константин Валерьевич Марусин, Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)

научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики

Олег Михайлович Фроленков, Институт водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул, Россия)

соискатель лаборатории гидрологии и геоинформатики

Литература

Щевьев В.А. Физика течений в океанах, морях и в озерах. История поисков, размышлений, заблуждений, открытий. Saarbruken, Germany, 2012.

Показеев К.В., Филатов Н.Н. Гидрофизика и экология озер. Т. 1. Гидрофизика. М., 2002.

Судольский А.С. Динамические явления в водоемах. Л., 1991.

Самолюбов Б.И. Придонные стратифицированные течения. М., 1999.

Одрова Т.В. Гидрофизика водоемов суши. Л., 1979.

Шулейкин В.В. Физика моря. М., 1968.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Харламова Н.Ф., Акулова О.Б. Климатические условия и гидрооптические характеристики пресноводных озер Алтайского края : монография / отв. ред. В.Н. Седалищев. Новосибирск, 2016.

Суторихин И.А., Букатый В.И., Фроленков О.М., Фроленков И.М. Влияние водной взвеси на суточный ход спектральной прозрачности озерной воды // Ползуновский альманах. 2016. № 2.

Крейман К.Д., Голосов С.Д., Сковородова Е.П. Влияние турбулентного перемешивания на фитопланктон // Водные ресурсы. 1992. № 3.

Картушинский А.В. Влияние суточной изменчивости абиотических условий на распределение и продуцирование фитопланктона оз. Байкал // Водные ресурсы. 1997. Т. 24. № 1.

Картушинский А.В. Численное моделирование эффектов гидрофизического воздействия на распределение фитопланктона // Математическая биология и биоинформатика. 2012. Т. 1. № 1.

Акулова О.Б. Разработка методов и измерительно-вычислительного комплекса для оценки экологически значимых гидрооптических характеристик пресноводных водоемов (на примере озер Алтайского края) : дис. ... канд. тех. наук. Барнаул, 2015.

Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана / под ред. А.С. Монина. М., 1983.

Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Applied Optics. 1997. V. 36. № 33. DOI: 10.1364/A0.36.008710.

Smith R.C., Baker K.S. Optical properties of the clearest natural waters (200-800 nm) // Applied Optics. 1981. V. 20. № 2. DOI: 10.1364/AO.20.000177.

Базыленко Г.М., Лопух П.С. Гидрологическая практика: для студентов-географов / под ред. Б.Б. Богословского. Минск, 1979.

Опубликован
2020-09-09
Как цитировать
1. Акулова О. Б., Андрухова Т. В., Букатый В. И., Коломейцев А. А., Марусин К. В., Фроленков О. М. Влияние ветровых течений на спектральный показатель ослабления света в воде // Известия Алтайского государственного университета, 2020. № 4(114). С. 11-16. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-01.