Отзыв ведущей организации (1102774)
Текст из файла
«УТВВРЖДА)О» ВРИО директора Федеральноу~$фй~ж~венного бюджетцф>,'у~фвзщф~~ия"фарухи Институт океано Щам(й;~Ч.; ЙЗфрйрва Росси . ф . Мф)нй)(тс(ф РАН) 2017 г. «!» ОТЗЫВ ведущей организации — Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук — на диссертацию Нурисламовой Гульназ Нуровны "Горизонтальные движения водного слоя, сопровождающие генерацию и распространение волн цунами", представленную к защите на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 25,00.29 — физика атмосферы и гидросферы.
11редставленпая диссертация посвящена изучению эффекта возникновения горизонтальных течений в результаге образования остаточных 1постсейсмических) деформаций морского дпа в очаге подводного землетрясения. Особое внимание уделено роли эффекта вращения Земли в процессе генерации и распространения цунами. Тяжелые последствия морских катастроф последних лет, таких как цунами в Индийском океане» в 2004 г., вызвавшего гибель сотен тысяч человек, а также японского цунами 2011 г., жертвами которого стали более 15 тыс. человек, показали необходимость дальнейшего изучения физических особенностей формирования и распространения волн цунами в океане с использованием самых современных наблюдательных сетей и высокопроизводительных вычислительных систем. ! екст диссертации включает раздел Введение, 4 главы, раздел Заключение, список литературы 1'137 наименований) и список публикаций автора по теме диссертации ~15 наименований, включая 5 статей в реферируемых журналах).
Общий объем диссертации составляет 105 страниц. Раздел В«ег)ели« традиционно соответствует вводной части автореферата. Здесь обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, отражены ее научная новизна и практическая значимость, приведены положения, выносимые на защиту, а также сведения об апробации исследований и структуре работы.
1 дави 1 посвящена обзору литературы по темам, обсуждаемым в диссертационной работе, Здесь приводятся общие сведения о явлении цунами. Дан вывод основной системы уравнений, используемой при моделировании цунами - уравнений теории длинных волн, особое внимание уделено учету силы Кориолиса. Проанализировано влияние эффектов вращения Земли на динамику цунами по результатам численных экспериментов выполненных, различными авторами. Рассмотрены принципы и современное состояние оперативного прогноза цунами.
Описаны способы регистрации волн цунами, включая глубоководные станции РОМЕТ„данные с которых обрабатываются и интерпретируются в Главе 4. Завершает главу параграф о теоретических исследованиях вихревых образований в очагах цунами. Глоап 2 посвящена теоретическому изученшо остаточных ~статических) гндродинамических полей, возникающих в однородном и стратифицированном (двухслойном) вращающемся океане. Основным методом исследований является декомпозиция поля горизонтальной скорости на вихревую и потенциальную части.
Задачи сводятся к системам уравнений относительно потенциала смещений, функции тока и смещения свободной поверхности. Рассматривается безразмерная форма уравнений, из которой следует, что основными безразмерными параметрами выступают баротропный и бароклинный радиусы деформации Россби, а также соотношение толгцин слоев (для двухслойной задачи). Осесимметричные задачи решаются полностью аналитически. Найденные автором решения позволяют описать структуру остаточных полей, рассчитать энергию вихревых образований, а также экстремальные значения скоростей в вихревом течении н остаточных смещений в потенциальном поле.
Исследуются проявления асимметричности источника, - при решении этой задачи автор опирается на известное интегральное решение неоднородного уравнения Гельмгольца. С использованием полученных аналитических решений и эмпирических зависимостей для параметров очагов цупамнгенных землетрясений делаются оценки скоростей вихревого течения и амплитуд горизонтальных смещений в зависимости от магнитуды землетрясения. В 1лаве 3 строится динамическая модель, описывающая процесс формирования остаточных полей в однородном вращающемся океане. В начале главы постановка задачи несколько расширяется — учитывается переменность глубины бассейна. С использованием декомпозиции поля скорости горизонтального течения на вихревую и потснцн шьную компоненты линеаризованная система уравнений мелкой воды в прибли>кении ~-'плоскости сводится к набору уравнений в переменных потенциал, функция тока, смещение свободной поверхности. Анализируется условие существования стационарных полей в случае бассейна переменной глубины.
Далее вновь рассматривается упрощенная задача для безграничного океана постоянной глубины. Показано, что в этом случае уравнения мелкой воды трансформируются в набор уравнений Клейна-Гордона. Анализ динамики формирования волн и вихревых течений, сопровождающих деформацию дна бассейна, проводится на основе известного интегрального решения уравнения Клейна-Гордона.
Показано, что остаточные поля формиру>отся сразу после того, как гравитационная волна покинет область, примыкающую к источнику. При этом формирование остаточных полей сопрово>кдается колебаниями на инерционной частоте, что должно быть свойственно геострофической адаптации вращающегося водного слоя, возмущенного движениями дна. У'лава 4 направлена на разработку метода восстановления поля горизонтального течения и смещений в волне цунами по данным густой сети глубоководных станций уровня моря. В начале главы описана сеть уникальных донных обсерваторий ПОМЕТ и новые возможности, возникшие благодаря развертыванию этой системы.
Далее описана методика подготовки н предварительной обработки данных. Затем описан сам метод восстановления поля скорости течения, который основан на прямом интегрировании линеаризованного динамического уравнения теории длинных волн с известной правой частью — горизонтальным градиентом давления (смещения свободной поверхности). 1"аспределение давления находится путем интерполяции данных точечных измерений, полученных системой глубоководных станций РОМЕТ. Метод применен к анализу поля скорости течения (и горизонтальных смещений) при прохождении волн цунами Тохоку 2011. Результаты восстановления поля скорости течения находятся в хорошем соответствии с теоретическими оценками, сделанными по формулам для бегущей волны.
В целом диссертация представляет собой логически связанную последовательность отдельных задач, решения и выводы которых составляют цельнос научное исследование, дающее представление об эффекте образования остаточных вихревых образований в результате сильного подводного землетрясения. Теоретические оценки, изложенные в работе, дают ясное представление о границах применения аналитических и численных моделей распространения волн цунами с учетом и без учета влияния сил Кориолиса.
Установлено, что для типичных размеров источника цунами примерно 1".4 энергии связывается остаточным вихрем. Показано, что в результате вытеснения обьема воды из-за постсейсмической деформации дна океана, горизонтальные смещения воды могут достигать 100 м, а скорости течений в остаточном вихре оказываются порядка 1 см/с. Современные измерительные системы вполне способны выявлять такие эффекты. В Гл. 4 показано, что данные глубоководных станций 00!4ЕТ!.)АМЯТЕС позволяют восстановить поле скоростей течений при прохождении волны цунами.
Этот разработанный автором метод восстановления поля скорости течения представляется одним из наиболее важных и практически значимых результатов диссертации. Стоит отметить. что сам эффект возникновения остаточных вихрей в очаге цунами, а также появление цуга вшш с инерционной частотой хорошо известен в задачах о геосгрофическом приспособлении 1йеоз1гор!з)с ас11нзнпеп!). см., например„(В1шпеп, 1972). Однако в приложении к проблеме цунами столь подробные оценки представлены впервые. Оценка влияния сил Кориолиса на формирование остаточных смещений поверхности моря и возникновение вихря над источником представляют большой теоретический интерес при описании гидродинамики цунами.
1-!еобходимо отметить красивую постановку задачи — идея разделения полей скоростей на потенциальное и вихревое и использование авторами уравнений Клейна-Гордона вполне уместно и физически обосновано. Выводы и оценки пе противоречат здравому смыслу и опубликованным ранее результатам. Несомненным успехом исследования следует признать аналитическое решение задачи о гснерации цунами в осесимметрической постановке, которая является обобщением классической модели Каджиуры (Ка))нга„1963) на случай вращающейся жидкости.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
