Отзыв оппонента 1 (Горизонтальные движения водного слоя, сопровождающие генерацию и распространение волн цунами)

отзыв оа ициАльного оппонкнтА на диссертационную работу Нурисламовой Гульназ Нуровны <сГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ВОДНОГО СЛОЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ ГЕНЕРАЦИЮ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН ЦУНАМИ», представленную на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук по специальности 25.00.29 — "Физика атмосферы и гидросферы" Диссертационная работа Нурисламовой Г.Н. посвящена детальному теоретическому исследованию горизонтальных течений во вращающемся океане, вызванных смещением океанского дна при подводном цунамигенном землетрясении. Актуальность этих исследований обусловлена необходимостью поиска новых подходов к решению проблемы раннего обнаружения цунами, практическая реализация которых становится возможной, благодаря появлению новых технологий инструментальной регистрации гидродинамических полей океана. Диссертационная работа состоит из Введения, 4-х глав и Заключения.

В первой главе диссертации представлен обзор литературы: приводится интересная сводка исторических цунами, выведены уравнения теории длинных волн с учетом силы Кориолиса. Здесь было бы уместно привести еще и формулу для закона сохранения потенциальной завихренности, применение которого дало бы возможность значительно сократить вывод уравнений, применяемых автором в главах 2 и 3 для описания "ближнего поля" в окрестности очага волн цунами. Приведена краткая информация о численных моделях различной степени сложности, применяемых для описания цунами. Обсуждаются современные методы, применяемые при оперативном прогнозе цунами и инструментальной регистрации волн.

В конце главы дан обзор работ, посвященных теоретическому исследованию остаточных полей в очагах цунами. Вторая и третья главы диссертации посвящены решению задачи об остаточных гидродинамических полях, возникающих в океане в результате деформаций дна. При этом во 2-й главе рассмотрена задача об установившемся течении, а в 3-й главе - нестационарная задача об установлении этого течения. Причем исследована и бароклинная мода остаточных течений, которая формируется в стратифицированном океане. Следует отметить неоптимальную структуру изложения материала: вывод уравнений модели повторяется дважды, вначале в параграфе 2.1, а затем в параграфе 3.2. Можно было бы ограничиться только более общим случаем, рассмотренным в параграфе 3.2.

Кроме того, приведенный в работе вывод уравнений слишком громоздкий. Его можно было сделать проще, если использовать условие сохранения потенциальной завихренности. Отмечу также некорректность формулы (2.1.1.8) для остаточного смещения частиц воды в горизонтальном направлении. Действительно, из нее следует, что интеграл по времени от вихревой компоненты скорости равен нулю, что не соответствует действительности. Правильным будет понимать под вектором Р потенциальную часть вектора скорости. В главе 2 получены аналитические решения выведенных стационарных уравнений, и их анализ содержит интересные физические результаты, среди которых хотелось бы отметить следующие.

Показано, и объем воды, вытесненный при подвижке дна, и геострофический вихрь, формирующийся под действием силы Кориолиса оказываются локализованными в области, ограниченной баротропным радиусом деформации Россби. Причем определены условия, при которых заметная часть основной части энергии источника может быть связана в геострофическом вихре, что может приводить к заметному ослаблению волн цунами. В главе 3 рассмотрены переходные процессы, которые происходят при формировании остаточных течений.

Получена наглядная картина геострофического приспособления водного слоя, возмущенного быстрой деформацией дна, в которой выделены стадии формирования волнового возмущения и геострофического вихря. По-видимому, впервые выполнено исследование развития потенциального остаточного поля — вектора горизонтального смещения частиц, вызванного поднятием дна. Следует отметить некоторую неточность в терминологии, так на стр.бб прн обсуждении решения уравнения Клейна-Гордона утверждается, что "при промежуточных значениях параметра ц должна наблюдаться суперпозиция волн и колебаний с инерционной частотой." В действительности, прн любых значениях параметра р решение будет представлять собой инерционно-гравитационные волны с днснерснонным соотношением а=,Д едНд .

Просто и теинснмости от значения волнового числа первое слагаемое будет либо пренебрежимо малым, либо значительным, либо определяющим. В четвертой главе диссертации развит метод восстановления горизонтальных движений водного слоя при прохождении волн цунами по данным полей придонного давления, получаемым с помощью густой сети глубоководных станций уровня моря, расположенных на расстоянии порядка 10 км.

Данные измерений показали, что при прохождении цунами Тохоку 2011 г. максимальная амплитуда колебаний горизонтальной скорости составляла 0.017 м/с, а амплитуда смещения частиц жидкости в горизонтальном направлении превышала 1О м. Это значительно превышает амплитуду вертикальных движений (смещение поверхности воды -0.3 м), В диссертации отмечается, что подобные горизонтальные смещения, безусловно, могут быть обнаружены с использованием дрифтеров, оснащенных системой спутниковой навигации.

В качестве замечания следует отметить, что Глава 4 представлена несколько изолированно в контексте диссертации. Следовало бы сослаться на выведенные ранее уравнения мелкой воды, которые явно используются в данной главе для восстановления горизонтальных движений водного слоя при прохождении волн цунами. Оценивая диссертацию в целом, следует отметить, что она представляет собой законченное теоретическое исследование горизонтальных течений в океане, связанных с генерацией и распространением волн цунами. Работа содержит новое решение актуальной задачи физики океана, связанной с изучением влияния вращения Земли на гидродинамические поля, которые формируются вблизи очага цунамигенного подводного землетрясения.

Она содержит ряд новых результатов, представляющих интерес для решения задач оперативного прогноза и разработки методов раннего предупреждения о цунами. Следует отметить простоту постановок задач и использованных подходов, позволивших получить ряд аналитических решений задач об остаточных гидродинамических полях во вращающемся океане, которые могут найти применение для тестирования численных моделей цунами. Отмеченные недостатки касаются в основном представления материала и не влияют на общую положительную оценку диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на научных семинарах и конференциях и Официальный оппонент Троицкая Юлия Игоревна, доктор физ.-мат.наук, старший научный сотрудник Зав.отделом Нелинейных геофизических процессов Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук» (ИПФ РАН) 603950 Нижний Новгород, ул.

Ульянова, 46 Телефон: 8314 36 82 97 зураб.), Е-пта11: уп11уаЯЬуйго.арр1.зс1-ппочхи Подпись Ю.И.Троицкой заверяю. Ученый секретарь ИПФ РАН к.ф.-м.н. ь Валерьевич 12 мая 2017 г. опубликованы в ведущих научных журналах. Автореферат правильно отражает ее содержание. Представленная диссертация удовлетворяет требованиям ВАК, а ее автор Г.Н. Нурисламова, безусловно, заслуживает присвоения ей ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 25.00.29— "Физика атмосферы и гидросферы ".

.