Научный журнал «Процессы в геосредах» № 1 (5) 2016

Аннотации статей

ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ПЕРЕД СИЛЬНЫМИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ

Е.В. Воронина
МГУ им. М.В. Ломоносова

Индикаторами процесса разрушения реальной среды могут служить наблюдаемые особенности полей напряжений и деформаций. Анализ сейсмотектонических деформаций и напряжений в сейсмически активных регионах осуществляется по данным о механизмах очага землетрясений. В настоящей работе исследуются пространственные и временные параметры поля скоростей сейсмотектонической деформации и коэффициента Лоде–Надаи, определяющего вид напряженного состояния среды. Использовались данные механизмов очага землетрясений, предшествующих сильнейшим землетрясениям 2005–2015 годов с магнитудой более 8, за период порядка 20 лет. Это были события в зонах субдукции тихоокеанского сейсмического пояса. Выделение зон затишья по параметрам скорости сейсмотектонической деформации и анализ напряженного состояния среды позволяют уверенно картировать области возможного разрушения среды в будущем, что вселяет некоторый оптимизм в перспективы решения задачи прогноза землетрясений.

Ключевые слова: скорость сейсмотектонической деформации, снимаемые напряжения, коэффициент Лоде-Надаи.

С. 5-11.

 

РЕСУРСЫ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ВОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

М.Ю. Березкин, А.М. Залиханов, О.А. Синюгин, А.А. Соловьев, К.В. Чекарев
МГУ им. М.В. Ломоносова

В статье анализируется проблема нехватки пресной воды на Земле. Традиционные источники воды недостаточны для экономического и социального развития многих стран мира. Обсуждаются наличие и возможные пути использования водных ресурсов атмосферы. Показано, какие экспериментальные и технологические решения приемлемы для извлечения данного ресурса.

Ключевые слова: водные ресурсы, атмосферная конденсация, водоснабжение.

С. 12-17.

 

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В НАТУРНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПРОЦЕССОВ В ВОДНЫХ СИСТЕМАХ

А.А. Будников1, Т.О. Чаплина1,2, Е.В. Степанова2
1 МГУ им. М.В. Ломоносова
2 Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

В работе представлены методы комплексных гидрофизических исследований с борта научно-исследовательского судна, а также описания и принцип работы приборов (многопараметрический измеритель потока RCM 9 LW, зонд 6-го поколения YSI 600 OMS), которые активно используются для измерения различных гидрофизических характеристик, таких как количество растворенного кислорода, проводимость, соленость, общая масса растворенных веществ, удельное сопротивление, температура, pH , глубина, мутность и т.д. Представлены результаты структурных гидрофизических исследований оз. Плещеево, которые позволили уточнить структуру полей гидрофизических параметров. Полученные данные о распределении растворенного кислорода согласуются с полученными данными о структуре течений в толще и на поверхности.

Ключевые слова: гидрофизические параметры, многопараметрический измеритель потока, люминесцентное поглощение, концентрация растворенного кислорода.

С. 18-27.

 

АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ ВЕТРОВОГО ДРЕЙФА ЛЬДА В АЗОВСКОМ МОРЕ ОТ ИЗМЕНЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ НА ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА ВОЗДУХ-ЛЕД И ЛЕД-ВОДА

А.Е. Букатов, Д.Д. Завьялов, Т.А. Соломаха
Морской гидрофизический институт РАН

Выполнен анализ зависимости динамики сплоченности дрейфующего льда от величины предельного давления ледового сжатия и изменений коэффициентов трения на поверхностях раздела воздух-лед и лед-вода. На основе сопоставления спутниковых снимков ледовой обстановки на Азовском море по данным ИСЗ NOAA-18 и результатов численных экспериментов показано, что под действием ветров северных румбов в условиях отжимного дрейфа относительно тонкого азовоморского льда в большей степени проявляются его вязкие и в меньшей степени пластические свойства. Определены величины коэффициентов трения на границах раздела воздух-лед и лед-вода, отвечающих наиболее близкому к реальному распределению поля сплоченности дрейфующего льда в Азовском море.

Ключевые слова: морской лед, Азовское море, динамика морского льда, дрейф льда, сплоченность морского льда.

С. 28-36.

 

ОСОБЕННОСТИ ИНЕРЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ В ПЕРИОД ШТОРМА 23-28 МАРТА 2013 Г. В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ

Н.А. Дианский1,2, В.В. Фомин2
1 Институт вычислительной математики (ИВМ) РАН
2 Государственный океанографический институт (ГОИН)

Представлены результаты расчета течений в период сильного шторма 23–28 марта 2013 г. в северо-восточной части Черного моря, выполненные с помощью модели морской гидротермодинамики Institute of Numerical Mathematics Ocean Model (INMOM). Показано, что возбуждение инерционных колебаний вызывается резким изменением скорости ветра. Обнаружено расслоение инерционных движений, проявляющееся в разной амплитуде и в сдвиге фаз в квазиоднородных приповерхностных слоях, определяемых стратификацией плотности. При этом интенсивные колебательные инерционные течения практически не оказывают влияния на изменения глубины скачка плотности и уровня моря. Последнее означает, что высокие скорости инерционных течений никак не проявляются на спутниковых картах уровня моря, использующихся, в частности, для оценки поля приповерхностной скорости в морях и океанах.

Ключевые слова: Черное море, численное моделирование течений, верхний квазиоднородный слой, инерционные колебания.

С. 37-47.

 

ФАКТОР НОВЕЙШЕЙ ТЕКТОНИКИ В ДИНАМИКЕ БЕРЕГОВ КРУПНЫХ АКВАТОРИЙ СУШИ

Н.Н. Дунаев
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Цель представленной работы заключается в рассмотрении значимости новейшей тектоники в современном состоянии и дальнейшем развитии берегов крупных акваторий суши. На примере ключевых районов озера Байкал, Новосибирского водохранилища и реки Обь анализируется конкретное участие новейшей тектоники в современной динамике и дальнейшем развитии их берегов. Для достижения поставленной цели решались задачи по анализу физико-географических и геолого-

геоморфологических условий местоположения конкретного района, палеогеографических обстановок его эволюции, а также привлекались отечественные методические разработки экспедиционных и лабораторных исследований.

Ключевые слова: новейшая тектоника, береговая зона.

С. 48-55.

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФРАЗВУКОВОГО АКУСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА, ГЕНЕРИРУЕМОГО МОРСКИМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОЛНАМИ

А.С. Запевалов1, О.Е. Кульша2
1 Морской гидрофизический институт РАН
2 Черноморский филиал МГУ им. М.В. Ломоносова

Корректность спектральных оценок инфразвукового акустического излучения, генерируемого морской поверхностью зависит от того, насколько точно и полно описаны частотно-угловые характеристики поверхностных волн. Существующие модели достаточно хорошо описывают частотный спектр возвышений морской поверхности на масштабах, близких к масштабу доминантных волн. Проблемы возникают при построении функции углового распределения волновой энергии на тех углах, где ее значения малы по сравнению со значением на генеральном направлении. Анализ на основе наиболее распространенных в настоящее время функций углового распределения показал, что при моделировании спектра акустического излучения, в случае присутствия на морской поверхности одной системы волн, критически важен выбор функции углового распределения волновой энергии. В ситуации, когда на морской поверхности присутствуют две системы волн, распространяющихся во встречных направлениях, уровень генерируемого акустического излучения слабо зависит от выбора функции углового распределения волновой энергии.

Ключевые слова: морская поверхность, инфразвук, функция углового распределения волновой энергии.

С. 56-61.

 

ОЦЕНКИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЭКОСИСТЕМУ АКВАТОРИИ ГЕРАКЛЕЙСКОГО ПОЛУОСТРОВА В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ГЛУБИННЫХ СТОКОВ

В.А. Иванов1, Е.В. Катунина2, Е.Е. Совга1
1 Морской гидрофизический институт РАН, science-mhi@mail.ru
2 Севастопольское отделение ГОИН им. Н.Н. Зубова

В работе исследовалась акватория Гераклейского полуострова, подверженная опосредованному влиянию Севастопольских бухт (Севастопольской, Круглой, Стрелецкой, Казачьей, Камышовой, Омеги и Балаклавской). Она находится под определенной антропогенной нагрузкой, которая включает: выпуски бытовых и промышленных сточных вод, речной сток, зоны рекреации по побережью. В исследуемом районе расположена магистраль основного канализационного сброса г. Севастополя (более половины всего городского расхода). По материалам океанографической съемки 2-го рейса НИС «Бирюза» 10.09.2015, которая включала макро и микро-полигоны, анализировалось содержание нефтепродуктов на микро-полигоне, и с использованием нового «синоптического метода» оценена ассимиляционная емкость акватории микро-полигона по отношению к нефтепродуктам и ее экологическое неблагополучие. Рассчитано время (t, сутки), необходимое экосистеме для того, чтобы ассимилировать без ущерба для себя массу ЗВ (в нашем случае – нефтепродуктов) до уровня ПДК.

Ключевые слова: нефтепродукты, акватория, Гераклейский полуостров, ассимиляционная емкость, «синоптический метод», экологическое благополучие, сточные воды.

С. 62-68.

 

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ В ОКРЕСТНОСТИ ПЕРФОРИРОВАННОЙ СКВАЖИНЫ ПРИ НАЛИЧИИ НЕУПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ

Ю.Ф. Коваленко, К.Б. Устинов, А.Б. Журавлев
Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

В работе в упруго-пластической постановке решена задача по определению напряженно-деформированного состояния в окрестности перфорированной скважины. В качестве критерия перехода горной породы в состояние неупругого деформирования выбрана модель Друкера – Прагера. Для определения упруго-пластических и прочностных параметров, необходимых для решения задачи, на установке ИСТНН были проведены трехосные испытания образца породы (песчаника), отобранного из коллектора Федоровского нефтяного месторождения. На основании найденных пластических параметров в упругопластической постановке были решены задачи по определению напряженно-деформированного состояния в окрестности скважины с одним и двумя перфорационными отверстиями. Для сравнения задачи также решались в упругой постановке. Показано, что учет неупругого поведения породы приводит к заметному изменению полей напряжений, действующих в окрестности скважины. Это обстоятельство следует учитывать при создании способов повышения нефтегазоотдачи пластов и обеспечения безаварийных способов бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Ключевые слова: горная порода, напряжения, деформации, пластичность, модель Друкера – Прагера, трехосные испытания, скважина, перфорационное отверстие.

С. 69-76.

 

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПРИБРЕЖНЫХ ВОД БАЛТИЙСКОГО МОРЯ У СЕВЕРНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

В.А. Кречик1,2, В.А. Гриценко2,1
1 Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
2 Балтийский федеральный университет им. И. Канта

На основе данных 1862 станций (2003–2014) выполнена типизация сезонных особенностей вертикальной термической структуры Балтийского мелководья у берегов Калининградской области. Показано, что для морских акваторий у калининградских берегов последствия летнего прогрева прослеживается до глубин 40–42 м в октябре. Глубина залегания термоклина в зависимости от подрайона изменяется в пределах от 8–12 м весной до 18–31 м летом. Для зимы и осени характерно возникновение квазиоднородного слоя на всей исследуемой акватории. Глубина развития конвективных процессов составляет 40–45 м. Полученные оценки дополняют имеющиеся климатические представления об изменчивости прибрежных вод.

Ключевые слова: термическая структура, типизация, термоклин, климат.

С. 77-84.

 

СПОЛЬЗОВАНИИ ЛАЗЕРНО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РЕГИСТРАЦИИ

В.Н. Носов1, С.Б. Каледин2, С.Г. Иванов1, Т.В. Глебова1, В.И. Тимонин2
1 Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
2 МГТУ им. Н.Э. Баумана

Рассматривается актуальная задача по повышению эффективности обнаружения подвижного подводного объекта, который является источником гидродинамических возмущений (ГДВ). Данные возмущения проявляются в трех средах: морском поверхностном волнении, приповерхностном слое водной толщи и приводном слое атмосферы. Рассмотрен вопрос повышения вероятности обнаружения при использовании комплексирования каналов лазерно-оптической аппаратуры с учетом помехового воздействия гидрометеоусловий. Проведен анализ регистрации воздействия ГДВ на основе выполненных натурных экспериментальных исследований. Сформулированы задачи для обработки входных сигналов и поиска алгоритмов выявления информативных признаков воздействия источника ГДВ в трех средах.

Ключевые слова: подводный объект, гидродинамические возмущения, помеховое воздействие, обработка сигналов.

С. 85-94.