Экология СПРАВОЧНИК

При моделировании озер принимается, что горизонтальными градиентами в сравнении с вертикальными можно пренебречь, т. е.[ ...]

Хотя этот упрощенный вариант уравнения нашел широкое применение в практике моделирования, однако далеко не всегда указываются накладываемые на озеро ограничения (т. е. что оно должно быть глубоким, с отвесными берегами) (см., например, [107, 509]). На это обстоятельство обращают внимание Бедфорд и Ба-баджимопоулос [27]. Выделяя модель типа 1 (с изменяющейся по глубине площадью сечения озера — уравнение (3.23)) и модель типа 2 (с А(г) =Ат)В— уравнение (3.24)), эти авторы отмечают, что для модели типа 1 в качестве общей глубины г следует брать максимальную глубину озера, в то время как в модель типа 2 закладывается средняя глубина г. Несмотря на очевидную важность указанных уточнений они не всегда оговариваются в соответствующих публикациях (см. п. 7.1). При этом само собой очевидно, что модель типа 2, в которую закладывается средняя глубина г, неспособна дать никакой информации о глубинах, больших г. Производя сравнительный анализ возможностей моделей типа 1 и 2, Бедфорд и Бабаджимопоулос [27] показали, что для получения адекватного результата по модели типа 2 необходимо вводить поправочный множитель ( 1,5) на коэффициент турбулентной диффузии (предположительно правильно определенный для модели типа 1) (см. ниже).[ ...]

Однако ни в анализе, выполненном Бедфордом и Бабаджимо-поулосом [27], ни в многочисленных разработках моделей термоклина не производится четкого разделения между экспериментальными данными, осредненными по озеру, и данными, относящимися к каким-то отдельным станциям. В результате в некоторых публикациях (например, [588]) сравнение расчетов по «озерно-усредненной» модели производится с данными наблюдений, полученными лишь для одной точки в озере (которая обычно соответствует месту максимальной глубины водоема).[ ...]

Вот почему значение коэффициента /Ст, необходимое для корректного моделирования усредненного по озеру температурного профиля, возможно, должно быть увеличено на порядок по сравнению со значениями, полученными для отдельных станций. Таким образом, необходимо вводить разграничение (как для первого, так и для второго типа моделей) между свойствами озера на отдельных станциях и его усредненными характеристиками (сопровождая последние индексами соответственно я и а, табл. 3.1).[ ...]

В первом приближении можно считать, что К (Тип 1э) К (Тип 1а) . . .[ ...]

Дейк и Харлеман [98], напротив, учитывают радиационный член, но исключают из рассмотрения процесс турбулентного перемешивания. Лабораторными исследованиями и математическим моделированием им удалось показать, что при поглощении коротковолновой солнечной радиации и отсутствии ветрового перемешивания (но с учетом молекулярной диффузии) в водоеме формируется стратификация. Использование простых моделей временных вариаций поверхностных радиационных эффектов (рис. 3.5) позволило им, тем не менее, выполнить вполне удовлетворительные имитационные расчеты для оз. Тэихоу (см. п. 7.1 и особенно рис. 7.1).[ ...]

Результаты расчетов по этим различным подмоделям более подробно обсуждаются в п. 7.1. Здесь же остановимся ка способах параметризации параметров, о которых речь шла выше.[ ...]

Вертикальная составляющая скорости г (г) (когда она включена в модель) может быть получена из уравнения неразрывности при учете притоков, оттоков и топографически обусловленных вертикальных адвективных потоков. Таким образом, для этого должны быть точно определены горизонтальные компоненты трехмерного потока (и, V, ы>).[ ...]

Такой подход, правомерный только для периода потеплений в озере (т. е. он не применим в условиях, когда конвекция превалирует над турбулентностью, обусловленной ветровым воздействием), может быть непосредственно проверен [263] при наличии данных о температуре озера и спектральном распределении приходящей солнечной радиации. Более простой метод основывается на предположениях о том, что, во-первых, величины р и сР могут считаться примерно постоянными и, во-вторых, имеется возможность проинтегрировать по всем длинам волн приходящую радиацию /?.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Временные вариации приходящей солнечной радиации и потерь тепла подстилающей поверхностью [98].

Вертикальные профили Кт по наблюдениям на оз. Кастл летом 1972 г. [263] (с разрешения Американского лимнологического и океанологического общества).

Экспериментально определенные значения коэффициента турбулентной диффузии в зависимости от значения частоты Брента—Вяйсяля (№) [422, 496] (с разрешения Американского лимнологического и океанологического общества).

Сравнение расчетов по 0,4 трем функциональным зависимостям f(Ri) и g(Ri) [346].

Аналогичные главы в дргуих документах:

См. далее:Модели турбулентной диффузии

Вернуться к оглавлению