ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ <<ПАМЯТЬ>> БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ
Калашник М.В., Ингель Л.Х.

Received: February 13, 2006

PACS: 44.25.+f, 47.27.Te, 47.55.Hd

DJVU (118.7K)

PDF (351.6K)

Теоретически исследована задача о гидростатическом приспособлении (установлении механического равновесия в поле силы тяжести) в двухкомпонентной среде, например, в стратифицированной по температуре и солености морской воде. Помимо линейного приближения, аналитически исследована и нелинейная задача. Обнаружено, что процесс установления механического равновесия в бинарных смесях может происходить существенно иначе, чем в обычных жидкостях, стратифицированных только по температуре. В частности, двухкомпонентные идеальные среды имеют «память»: начальные горизонтальные неоднородности температуры или концентрации примеси (солености) не исчезают и на финальной стадии этого процесса, формируя долгоживущий термохалинный «след». Несмотря на устойчивую стратификацию плотности и конвективную устойчивость среды по всем известным критериям, начальные температурные возмущения могут не затухать и даже усиливаться, а также менять знак (в зависимости от относительного вклада двух субстанций в фоновую устойчивую стратификацию плотности). В процессе установления равновесия возможно формирование разрывных распределений из гладких начальных возмущений температуры или концентрации примеси. Такие свойства двухкомпонентных сред позволяют, в частности, объяснить некоторые распространенные особенности распределений температуры и солености в океане (наличие «долгоживущих» горизонтальных и вертикальных неоднородностей, в том числе с резко выраженными скачками).