On Modelling of Standing Waves Considering the Stratification in the Baltic Sea

Abstract

Волновые процессы на поверхности океанических акваторий играют одну из главных ролей в формировании климата окружающей среды, рельефа морского дна и береговой зоны. Волны влияют на распределение энергетических потоков внутри водного континуума, который может быть стратифицирован по плотности, солености, температуре. Учет всех указанных характеристик одновременно весьма сложный, поэтому в данной работе учтена стратификация по плотности. Необходимо отметить, что в некоторых районах Балтийского моря можно выделить три слоя жидкости с различными плотностями. В статье рассмотрена задача о двумерных стационарных поверхностных и внутренних волнах в стратифицированной по плотности жидкости конечной глубины при условии, что волновые движения являются потенциальными. В рамках классической двумерной модели выделены три слоя стратифицированной жидкости. Найдены частоты колебаний установившихся волн в каждом стратифицированном слое. Определены кинетические энергии для каждого стратифицированного слоя. Обоснована генерация энергии при передачи направленного потока от слоя к слою жидкости. Wave processes on the surface of oceanic waters play a major role in shaping the environmental climate, the relief of the seabed and the coastal zone. Waves affect the distribution of energy flows within the water continuum, which can be stratified by density, salinity, temperature. Taking into account all these characteristics at the same time is a very complex problem, therefore, stratification by density is taken into account in this work. It should be noted that in some areas of the Baltic Sea, three layers of liquid with different densities can be distinguished. The paper considers the problem of two-dimensional standing surface and internal waves in a density-stratified fluid of finite depth under the condition that the wave motions are potential. Within the framework of the classical two-dimensional model three layers of stratified fluid are identified. Oscillation frequencies of the standing waves are found in each stratified layer. Kinetic energy is estimated for each stratified layer. Energy generation during the transfer of the energy flow from one layer of the fluid to another has been substantiated.