О волновых возмущениях от локализованных источников на границе раздела лёд – вода
22 октября 2026 г.
Учёные исследовали амплитудно-фазовую структуру волновых полей, возникающих на границе раздела между льдом и однородной жидкостью конечной толщины и генерируемых движущимися и неподвижными локализованными источниками возмущений. Работа опубликована в Russian Journal of Earth Sciences.
Исследование выполнили В. В. Булатов¹ и И. Ю. Владимиров² (¹ Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского РАН, ² Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН).
Плавающий ледяной покров определяет взаимодействие между океаном и атмосферой, влияет на динамику морской поверхности и подповерхностных вод. Одним из существенных источников возмущений ледяного покрова могут быть пакеты внутренних гравитационных волн. Изучение волновых процессов в море с плавающим ледяным покровом важно для понимания его реакции на движущиеся суда, разрушение льдин для целей судоходства, актуально для проектирования сооружений, а также совершенствования методов дистанционного зондирования.
Целью новой работы стало аналитическое и численное исследование амплитудно-фазовой структуры волновых полей, возникающих между льдом и однородной жидкостью конечной толщины и генерируемых движущимися и неподвижными локализованными источниками возмущений. Авторы смоделировали ледяной покров как тонкую упругую пластину, деформации которой малы; при этом пластина является физически линейной. В результате было получено интегральное представление решения, а также приведены результаты расчётов дисперсионных зависимостей и фазовых картин для различных параметров волновой генерации.
Показано, что основными параметрами, которые определяют характеристики амплитудно-фазовой структуры волновых возмущений на поверхности льда, являются толщина льда, скорость потока и частота колебаний. Расчёты продемонстрировали, что при изменении этих параметров происходит заметная качественная перестройка фазовых картин возбуждаемых дальних волновых полей на границе раздела льда и жидкости. Волновая картина возмущений вдали от их появляющегося источника представляет собой волновую систему длинно- и коротковолновых пакетов, причём более короткие волны распространяются с более высокими скоростями, а более длинные – с более низкими.
Полученные результаты позволяют изучать возмущения поверхности ледяного покрова, которые могут регистрироваться с помощью радиолокационных и оптических систем. Они дают информацию не только об источниках генерации, но и о характеристиках морской среды подо льдом.
Метки: ИО РАН, гляциология