СЕЗОННЫЕ ВАРИАЦИИ ЗНАЧИМОЙ ВЫСОТЫ ВОЛН НА ЧЕРНОМ МОРЕ
Н.Н. Воронина
Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь
Аннотация. На основе математического моделирования проведены исследования изменчивости интенсивности волнения в разных областях Черного моря. Для анализа использовалась глобальная модель MFWAM Международной службы оперативного мониторинга морской среды Copernicus. Анализировался сезонный ход значимой высоты волн на северо-западном шельфе, в восточной, центральной и западной частях Черного моря. Построены зависимости, описывающие годовой ход значимой высоты волн. Также построены зависимости описывающие отклонения “мгновенных” значений значимой высоты волн от ее средней за 30 дней величины. Коэффициенты корреляции для мгновенных значений значимой высоты волн близки к уровню 0.5. Показано, что корреляция значений средней за месяц интенсивности волнения в выбранных областях близка к уровню 0.9 и выше.
Ключевые слова: Черное море, значимая высота волн, сезонная изменчивость.

О ВЛИЯНИИ СТРАТИФИКАЦИИ И СДВИГА НА ТУРБУЛЕНТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВО ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМАХ
Д.С. Гладских 1, И.А. Соустова 1, Ю.И. Троицкая 1, Е.В. Мортиков 2, 3
1 Институт прикладной физики РАН, Отдел геофизических исследований, Нижний Новгород
2 Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Научно-Исследовательский Вычислительный Центр
3 Институт вычислительной математики РАН, Москва
Аннотация. В работе предложена параметризация, определяющая зависимость турбулентного числа Прандтля от градиентного числа Ричардсона. Параметризация была получена на основе модифицированной модели турбулентного замыкания, разработанной Л.А. Островским и Ю.И. Троицкой в 1987 г. В модели использовался кинетический подход для определения турбулентных потоков импульса, кинетической и потенциальной энергий турбулентности в стратифицированной среде. Данная параметризация использовалась авторами при расчетах термогидродинамического режима внутренних водоемов с применением трехмерной гидростатической модели с модификацией k-e схемы, позволяющей учитывать температурную стратификацию и ее влияние на процессы турбулентного перемешивания. Был проведен численный эксперимент, направленный на исследование влияния турбулентного числа Прандтля на описание процессов термогидродинамики озер и водохранилищ на примере идеализированного водного объекта.
Ключевые слова: турбулентность, численное моделирование, внутренний водоем, устойчивая стратификация, турбулентное число Прандтля, градиентное число Ричардсона.

НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССОБМЕНА
В ГАЗОГИДРАТНОЙ ПЕНЕ НА БАЙКАЛЕ. Часть III. РАЗЛОЖЕНИЕ ПЕНЫ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЗОНЫ СТАБИЛЬНОСТИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ
А.В. Егоров 1, Р.И. Нигматулин 1, А.Н. Рожков 2
1 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36
2 Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, 119526, Москва, пр-т Вернадского, 101-1
Аннотация. Исследованы процессы тепломассообмена в газогидратной пене, сформированной из метановых пузырей на глубине 1400 м, в ходе её подъёма с глубины озера на поверхность в негерметичном контейнере (ловушке) за пределами зоны стабильности газовых гидратов (ЗСГГ). Как только ловушка была поднята выше верхней границы ЗСГГ, произошло резкое падение температуры от уровня +1 °С до отрицательного значения –0.5 °С, после чего температура в пене стабилизировалась на уровне –0.25 °С и оставалась неизменной вплоть до достижения поверхности. Падение температуры на границе ЗСГГ связано с поглощением тепла при начавшемся разложении гидрата. Поддержание минусовой температуры пены на постоянном уровне –0.25 °С при движении выше ЗСГГ объясняется замедлением разложения гидрата за счет замерзания выделяющейся при его разложении воды и является проявлением эффекта самоконсервации гидрата.
Ключевые слова: пузыри, газовый гидрат, пена, ловушка, разложение, самоконсервация.

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЛЬЕФА НАКЛОННОГО ДНА И ЕГО ШЕРОХОВАТОСТИ НА ВДОЛЬБЕРЕГОВОЕ ДАУНВЕЛЛИНГОВОЕ ТЕЧЕНИЕ И СВЯЗАННЫЙ С НИМ ПРИДОННЫЙ ЭКМАНОВСКИЙ СЛОЙ
Д.Н. Елкин 1, А.Г. Зацепин 1, Л.И. Саловатова 2
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, , 117997, Москва, Нахимовский пр-т, 36
Московский физико-технический Институт (государственный университет), 141701, МО, Долгопрудный, Институтский пер., 9
Аннотация. В бассейне, расположенном на вращающейся платформе, проведены лабораторные опыты по исследованию динамики даунвеллингового прибрежного течения над наклонным дном, при наличии шероховатости дна и препятствия на нем в виде невысокого вдольсклонового барьера. Течение создавалось с помощью источника постоянного расхода воды той же плотности (баротропный случай) или меньшей плотности (бароклинный случай) по сравнению с водой в бассейне. Установлено, что не только в баротропном, но и в бароклинном случае, при определенных условиях, происходит формирование придонного экмановского слоя с нисходящим переносом воды прибрежного даунвеллингового течения. В бароклинном случае, придонный экмановский слой испытывает конвективную неустойчивость. Шероховатость и особенности рельефа дна влияют на характеристики течения, как в баротропном, так и в бароклинном случаях. В бароклинном случае шероховатость дна значительно интенсифицирует конвективную неустойчивость придонного экмановского слоя, как в случае рельефа с препятствием, так и без препятствия.
Ключевые слова: даунвеллинговые прибрежные течения, стратификация вод, наклонное дно, рельеф с особенностью, экмановский придонный слой, лабораторное моделирование, вращающаяся платформа, шероховатость дна, конвективная неустойчивость, перемешивание.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЭМИССИЯ КАК МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ЛЬДА
В.П. Епифанов, С.В. Нестеров
Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, 119526, Москва, пр-т Вернадского, 101-1
Аннотация. Разработан комплексный подход количественного определения деформационных изменений текстуры и структуры деформируемого твёрдого тела непосредственно в процессе механических испытаний на сдвиг в условиях гидростатического сжатия с помощью методов электро-магнитной и акустисеской эмиссии. Полученные результаты проверенных независимым методом микроскопии. В качестве тестовых измерений получены спектры электромагнитной эмиссии, генерируемой при замораживании воды и таянии льда, также во многом коррелирующих с результатами, полученными другими исследователями.
Ключевые слова: акустическая и электромагнитная эмиссия, контактное разрушение, образование трещин, замораживание и плавление льда, сдвиг в условиях гидравлического сжатия.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ КВАЗИЗЕРКАЛЬНОМ ОТРАЖЕНИИ РАДИОВОЛН
А.С. Запевалов, А.С. Князьков
Морской гидрофизический институт РАН, 299011, Севастополь, ул. Капитанская, 2
Аннотация. Анализируются распределения дисперсии уклонов морской поверхности по диапазонам создающих их волн. Анализ проводится на основе спектральных моделей, построенных для полностью развитого и развивающегося ветрового волнения, которые описывают спектры возвышений в диапазоне от доминантных энергонесущих волн до гравитационно-капиллярных волн ряби. Для приложений, связанных с квазизеркальным отражением радиоволн, построены функции, описывающие какую часть от общей дисперсии уклонов, созданной волнами всех масштабов, составляет дисперсия уклонов, созданных волнами длиной более некоего критического значения. Критическое значение определяется длиной зондирующей радиоволны. Показано, что при полностью развитом ветровом волнении основной вклад в дисперсию уклонов дают волны гравитационно-капиллярного диапазона. Если волнение развивающееся, то область волн, дающих наибольший вклад в дисперсию уклонов, смещена по сравнению с полностью развитым волнением в сторону меньших длин волн. Вклад длинных волн (длиной более 10 м) составляет менее 10 % на всех стадиях развития поля ветровых волн.
Ключевые слова: морская поверхность, уклоны, спектр поверхностных волн, дистанционное зондирование.

ЗОЛОТОНОСНОСТЬ РИФТОГЕННЫХ СТРУКТУР ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПОДНЯТИЯ
А.В. Коломоец 1, П.В. Панкратьев 1, 2, Ф.Ф. Ханнанова 1, А.В. Клименко 1, А.А. Фролова 1, Л.Ф. Хусаинова 1
1 Оренбургский государственный университет, 460018, Оренбург, просп. Победы, 13
2 Оренбургский федеральный исследовательский центр УрО РАН, 460000, Оренбург, Пионерская ул., 11
Аннотация. Проведены работы по изучению золотопроявлений рифтогенных структур Восточно-Уральского поднятия. В статье отражены особенности геологического и структурно-тектонического строения Кировского, Аниховского и Старо-Карабутакского грабенов глубинного заложения. Оруденение грабенов образует целый ряд протяженных рудных зон и обогащенных в них золотоносных узлов, представляющих наибольший промышленный интерес. В результате обобщения геологических материалов и результатов анализов на золото выявлен характер распределения золотой минерализации. Значительные концентрации фиксируются в углеродистых слабо метаморфизованных алевролитах, сланцах и мелкозернистых песчаников. Пачки рудовмещающих пород достигают десятки метров мощности. В них отмечены высокие содержания углеродистого вещества, достигающие 7–11.2%. Отмечена особенность отложений грабенов Восточно-Уральского поднятия – переход вулканогенной части разреза к углеродисто-терригенной. Для туфогенно-осадочной толщи характерна золотая минерализация рассеянного характера без образования крупных проявлений, где содержание благородного металла лишь в несколько раз превышают их кларки. Эти толщи могут являться одним из потенциальных источников золота при формировании промышленных проявлений этого металла в вышележащих черносланцевых образованиях.
Ключевые слова: золото, углеродистые сланцы, Кировский грабен, Аниховский грабен, Старо-Карабутакский грабен, Восточно-Уральское поднятие, Южный Урал.

«УСТАЛОСТЬ» И «РАЗРЫХЛЕНИЕ» КАК ФАКТОРЫ ОБЪЕМНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ И ТЕКТОНИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
М.Г. Леонов
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7
Аннотация. Исследования направлены на изучение механизмов формирования тектонической инфраструктуры кристаллических горных пород, в том числе ? гранитных тел протыкания (кристаллических протрузий), которые являются основными структурами фундамента, содержащими залежи нефти. Рассмотрена роль структурно-тектонического фактора в эволюции горных пород и указаны механизмы, ответственные за возникновение блоково-гранулярной инфраструктуры горных пород и связанное с этим проявление 3D подвижности (текучести) горных пород. Сделан вывод о ведущей роли процесса разрыхления в возникновении блоково-гранулярной структуры пород, в обеспечении их 3D подвижности и повышении степени пустотности. На основе полевых структурно-геологических исследований и привлечения литературных данных, касающихся вопросов деформации твердых тел, высказано предположение, что одним из факторов (триггеров), инициирующих процесс объемной дезинтеграции породных массивов, является усталость горных пород ? одно из фундаментальных явлений физики твердого тела, а поведение дезинтегрированных горных пород подчиняется законам механики гранулированных сред или мезомеханики.
Ключевые слова: горная порода, гранулированные среды, деформация, протрузия, тектоника разрыхления, тектоническое течение, усталостное разрушение.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ
В ГЕОСРЕДАХ
С.И. Перегудин 1, Э.С. Перегудина 2, С.Е. Холодова 3
1 Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
2 Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, 2
3 Университет ИТМО, 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 49
Аннотация. Исследуются динамические процессы во вращающейся электропроводящей несжимаемой жидкости с учетом эффектов неоднородности плотности и диффузии магнитного поля. С помощью введения вспомогательных функций систему уравнений в частных производных удается редуцировать к одному скалярному уравнению, что позволяет сделать вывод об аналитической структуре магнитогидродинамических характеристик. В проведенном исследовании производится учет диссипативных эффектов, а именно, диффузии магнитного поля.
Ключевые слова: магнитная гидродинамика, гидродинамика, теория волн, электропроводящая жидкость, несжимаемая жидкость, диффузия магнитного поля, эффекты диссипации.

НЕКОТОРЫЕ АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ФИЗИКИ ГИДРОСФЕРЫ
В.И. Карев 1, К.В. Показеев 2, Т.О. Чаплина 1, 2
1 Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, 119526, Москва, пр-т Вернадского, 101-1
2 Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, физический факультет, 119991, Москва, Ленинские горы, 1-2
Аннотация. Рассматриваются актуальные вопросы физики гидросферы, которым были посвящены доклады и обсуждения в ходе дискуссий на 5-ой Международной конференции-школы молодых ученых «Физическое и математическое моделирование процессов в геосредах».
Ключевые слова: волновые процессы в гидросфере, дистанционные методы океанологии, методы гидрxофизических исследований, геология океана, экологические проблемы гидросферы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА ПО СТОЯЧИМ ВОЛНАМ
К.В. Федин 1, 2, 3, Ю.И. Колесников 1, Л. Нгомайезве 2
1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, пр-т Коптюга, 3
2 Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2
3 Новосибирский государственный технический университет, 630073, Новосибирск, пр-т Карла Маркса, 20
Аннотация. Приведены результаты натурных экспериментов, направленных на оценку возможностей определения толщины ледяного покрова водоемов по зарегистрированным на поверхности льда акустическим шумам. Показано, что по частотам генерируемых шумами в слое льда стоячих волн вертикального сжатия-расширения уверенно определяются как толщина ледяного покрова, так и тип подстилающей среды (вода или мерзлый грунт).
Ключевые слова: ледяной покров водоемов, определение толщины льда, акустические шумы, стоячие волны вертикального сжатия-растяжения.

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ БЕРЕГОВ, ПОКРЫТЫХ ГРУБЫМ ОСАДОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ, В МЕХАНИЧЕСКОЙ ФРАГМЕНТАЦИИ МОРСКОГО ПЛАСТИКА
И.П. Чубаренко, И.А. Исаченко, Е.Е. Есюкова
Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 117997, Нахимовский пр-т, 36
Аннотация. Механическая фрагментация пластика в прибойной зоне моря приводит к генерации частиц вторичного морского микропластика (МП). На основе анализа принципиальных аналитических зависимостей, опирающихся на результаты лабораторных экспериментов, исследуется относительная эффективность берегов, покрытых различными видами естественного осадка (крупный песок, гранулы, мелкая и крупная галька) в генерации массы и количества частиц МП. В качестве примера, подробно анализируется роль выступающего в море каменистого мыса Таран, окружённого протяжёнными песчаными пляжами Куршской и Вислинской кос в юго-восточной части Балтийского моря. Помимо подтверждённой лабораторным экспериментом значительно более высокой эффективности галечных пляжей для механической фрагментации пластика, более сильное волнение у таких берегов и наличие вдольберегового переноса усиливают их роль в генерации вторичного МП. Проведённые оценки подчеркивают исключительную важность берегов с обломочным материалом и каменистых мысов для генерации частиц вторичного МП в морях и океанах.
Ключевые слова: вторичный микропластик, механическая фрагментация, прибойная зона, пляжные отложения, галечный пляж.

РАЗРАБОТКА БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ: ПРОБЛЕМЫ И ПОДХОДЫ
С.Е. Якуш, А.М. Полищук
Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, 119526, Москва, пр-т Вернадского, 101-1
Аннотация: Приведен обзор имеющихся подходов к разработке месторождений Баженовской свиты, проанализировано их сходство и различие с месторождением Баккен (США), сыгравшим ключевую роль в «сланцевой революции». Показано, что опыт разработки сланцевых месторождений, обладающих естественной трещиноватостью, не применим к Баженовской свите, где основная часть углеводородов содержится в замкнутых порах в практически непроницаемой матрице. Это делает неэффективным методы гидроразрыва пласта, не позволяющие вовлечь в разработку основную часть углеводородных запасов. Проанализированы методы теплового воздействия, позволяющие осуществить термическое преобразование керогена, сделан вывод о низкой эффективности традиционной схемы термогазового воздействия и необходимости разработки новых технологических схем. Предложен вариант альтернативной схемы путей фильтрации окислителя и синтетической нефти и газа, не приводящий к потерям возникающих при пиролизе керогена углеводородов.
Ключевые слова: Баженовская свита, кероген, трудноизвлекаемые запасы, гидроразрыв, термогазовое воздействие, фильтрация.