Способ определения вертикальной скорости внутренних волн
Изобретение относится к океанологии и может быть использовано при исследовании внутренних волн в океане. Целью изобретения является повышение точности определения вертикальной скорости внутренних волн с большой амплитудой. С помощью судна буксируют с постоянной скоростью V измеритель, содержащий распределенный датчик температуры, два точечных датчика температуры и два датчика глубины на его концах. Измеритель под действием скоростного напора потока отклоняется от вертикального положения, в связи с чем температуру и глубину в нижней точке слоя измеряют через промежуток времени &Tgr;=ΔХ/V, где ΔХ - горизонтальная проекция прямой между верхней и нижней точками слоя: V - постоянная горизонтальная скорость перемещения точек, а вертикальную скорость внутренних волн определяют по математической зависимости W(T)=[Z н(T+&Tgr;)-Z в(T)]/&Tgr; В(T)-T Н(T+&Tgr;)*99.[T(T+ΔТ)-T(T)]/ΔТ+[Z н(T+ΔТ)-Z н(T)]/ΔТ, где Z н(T+&Tgr; - глубина нижней точки измерения температуры в момент времени T Z в(T) - глубина верхней точки измерений в момент времени T T В(T) - температура в верхней точке измерений в момент времени T T н(T+&Tgr;) - температура в нижней точке измерений в момент времени T+&Tgr;) *98 *98 - оператор осреднения за время Δт Т(т) - средняя температура слоя, измеренная в момент времени T T(T+ΔТ) - средняя температура слоя, измеренная в момент времени T+ΔТ Z н(T)- глубина нижней точки измерений температуры в момент времени T Z H(T+ΔТ) - глубина нижней точки измерений температуры в момент времени T+ΔТ. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А1
„.80„„1583847 (51)5 С Ol P 5/00
ИЫИВЗИ@ е
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
1110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНР1 1ТИЯМ
1.1РИ ГКНТ СССР
Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:;21) 4496530/24-1 О (22) 10.08.88 (,46) 07 . 08 . 90. Бюл. ll- 29 (71) Одесский гидрометеорологический институт (72) А .Е . Филонов и К .Д.Сабинин (53) 532.574(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N- 960629, кл . С Ol P 5/00, 1980.
Сабинин К.Д. и др. Исследование в утренних волн большой высоты вблиз резких поднятий дна. Изв. АН СССР-, сфр. Физика атмосферы и океана, !
987, 23, ll- 11, 1179-1187. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ
СКОРОСТИ ВНУТРЕННИХ ВОЛН (57) Изобретение относится к окванологии и может быть использовано при исследовании внутренних волн в океане ° Целью изобретения является повышение точности определения вертикальндй скорости внутренних волн с больmoA амплитудой. С помощью судна буксируют с постоянной скоростью v измеритель, содержащий распределенный
1 датчик температуры; два точечных датчика температуры и два датчика глу) . бины на его концах. Измеритель под действием скоростного напора потока откланяется от вертикального положения, Изобретение относится к океанологи л и может быть использовано при исследовании внутренних волн на термоклине .
Целью изобретения является повышени точности определения вертикаль-. т
2 в связи с чем температуру и глубину в нижней точке слоя измеряют через промежуток времени с = ЛХ/ч, где,дХ— горизонтальная проекция прямой между верхней и нижней точками слоя; ч постоянная горизонтальная скорость перемещения точек, а вертикальную скорость внутренних волн определяют по математической зависимости я
ZÄ(t+ )- Z (t) ti(t+Zt)-Т()7 с3й
Е н(а+де)-Z<(t)7 Z (Е+ 1)
dt глубина нижней точки измерения температуры в момент времени t Z (t) р ф глубина верхней точки измерений в момент времени Е; TZ(t) — температура (/) в верхней точке измерений.в момент времени Е; Т„(С+С) — температура в нижней точке .измерений в момент времени (С+7); () — оператор осреднения за время 1 ; T(t) - средняя тем- 0 пература слоя, измеренная в момент Ql времени, ; Т(+i1 ) — средняя темпе- Q() ратура слоя, измеренная в момент времени t+Bt Z я(1) — глубина нижней точки измерений температуры в момент д времени ; K<(t+dh) — глубина нижней точки измерений температуры в момент времени t +gt. 3 ил. ной скорости внутренних волн с большой амплитудой.
На фиг. 1 схематично показаны профиль слоя жидкости, колеблющегося под действием внутренней волны большой амплитуды, а также расположение
1583847
4 точек измерения температуры и глубины в слое жидкости между горизонтами Z и 2„и наклонной линии между верхней и нижней точками вдоль которой из l
5 меряется средняя температура в слое в разные моменты времени при их перемещении с постоянной горизонтальной скоростью v, на фиг. 2 — ход во времени температуры, измеренной по известному способу в верхней Т (t) и нижней Т () точках слоя; на фиг. 3— ход во времени температуры Тв(С) H
T (t+ c), измеренной по предлагаемому способу, 15
Температуру в нижней точке слоя измеряют через промежуток времени 3 по сравнению с моментом времени измерения температуры в верхнем слое.
Это приводит к сохранению почти постоянной величины разности (Т вЂ” Т я>, которая в известном способе может принимать разное значение, в том числе и нулевое.
Способ определения вертикальной 25скорости внутренних волн реализуется следующим образом.
С помощью судна буксируют с постоянной скоростью v например
7,4 км/ч, измеритель, содержащий рас- 3р пределенный (интегральный)измеритель температуры и два точечных измерителя температуры и два измерителя глубины на его концах. Измеритель длиной, например, 30 и располагают в
35 слое максимального вертикального измерения температуры, в котором он под действием сил набегающего потока будет наклоняться и который находится, в среднем, в слое 41-62 м. Определяют интервал времени, через который дополнительно ведут измерения температуры и глубины в нижней точке слоя. 7 dX/v = 21,4 м/2,1 м с-
10,2 с. Затеи измеряют глубину гра- 45 ниц слоя, температуру на границах слоя и среднюю температуру слоя в момент времени t, t + dt u t + С (at * 5 с) . Например, получены следующие величины: 50.
ZH(t) = 61,2 м
Z„(t + zt) = 61,6 м
Z„(t +C) = 61,8 м В() = 41 2 м
T(t) = 26,1 С
Т(+д t) = 26,3 С
T>(t с ) = 26,2 С
Т () = 26, Уо С.
Вертикальную скорость находят по формуле
2Н(й + c) — Z (t) (Тв(е) — T„(t + ) 0
B(t +Л6)- Т() dt
ГЕН(t+ а t) — Zv(t)3
at где Z„(t+c) глубина нижней точки измерения температуры в момент времени
t+ с; глубина верхней точки измерений в момент времени t; температура в верхней точке измерений в момент времени температура в нижней точке измерений в мо» мент времени t+ ;
Е (t) Т (f) T>(T+c) оператор осреднения за время gt, T(e) — средняя температура слоя, измеренная в момент времени
Т (t+ dk) — средня я темп ера тура слоя, измеренная в момент времени t+ Д t; глубина нижней точки измерений температуры в момент времени t;
Z (t+ dt) — глубина нижней точки
Н измерений температуры в момент времени t + Л t.
При этом получают V(t) = 1,33 м.с .
По известному способу для приведенного примера вертикальная скорость равна V(t) = 0,73 м с-, т.е. ошибка в определении V по известному способу по отношению к предлагаемому способу
Формула из о брет ения
Способ определения вертикальной скорости внутренних волн, заключающийся в перемещении в исследуемом слое жидкости с постоянной гориэон0,73 100
3 55%
Таким образом, повышается при использовании предлагаемого способа точность определения вертикальной скорости волн с большой амплитудой °
1583847 н(+") ZS(t) Тв(е) Тн(Т+ ь ) ()
T(t) T(t+ zt)
Zq(t+ <) — Za(t) с (т(е + дс)- т()7 +
„ Рк(+ 4 )-Zp(t)g
ZH(t) 25 Z (t+ at) Н тальной скоростью измерителей локальных температур и глубин верхней и нижней границ слоя, а также измерителя средней температуры слоя и оп5 ределении вертикальной скорости внутренних волн по результатам проведенных измерений, о т л и ч а ю щ и йхс я тем, что, с целью повышения точности определения вертикальной скорости внутренних волн с большой амплитудой, локальную температуру и глубину на нижней границе слоя измеряют через промежуток времени 3 ДХ/ч, где d Х вЂ” горизонтальная про-15 екция прямой между верхней и нижней границами слоя, а v — постоянная горизонтальная скорость перемещения измерителей, причем вертикальную скорость внутренних волн определяют как глубина нижней точки измерения температуры в момент времени Т+с, глубина верхней точки измерений в момент времени t„ температура в верхней точке измерений в момент времени t; температура в нижней. точке измерений в момент времени t+ оператор осреднения за время g t; средняя температура слоя, измеренная в момент времени средняя температура слоя, измеренная в момент времени t+ Д t; глубина нижней точки изме ре ний темп ературы в момент времени глубина нижней точки измерений температуры в момент времени t + Д t.
t,ñ
1583847
Е+Т) Составитель Ю. Власов
Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Король
Редактор В. Бугренкова
Ф
Заказ 2251 Тираж 450 Подп ис но е
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СЧСР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
