Дисперсионное соотношение для ветровых волн с учетом дрейфового течения

Наличие дрейфового течения осложняет анализ дисперсионного соотношения для ветровых волн. В общем случае это соотношение получается из анализа уравнения Рэлея, которое не имеет для произвольного профиля скорости аналитического решения. В предельном случае, когда длина гравитационно-капиллярной волны существенно меньше характерной толщины течения, можно использовать простое доплеровское приближение. Но в общем случае это приближение не применимо, и требуется учитывать вертикальный профиль горизонтальной скорости до глубины, соответствующей рассматриваемым длинам волн. Профиль дрейфовой скорости определялся методом цифровой трассерной визуализации. Для получения пространственно-временных спектров волн с высоким разрешением по времени и пространству использовался цветной шлирен-метод. Небольшая добавка додецилсульфата натрия позволила оценить влияние растворимых примесей на структуру дрейфового течения и изменить соотношение между толщиной дрейфового слоя и длиной гравитационно-капиллярной волны. В работе применен алгоритм численного расчета дисперсионного соотношения для известного профиля скорости. Показано, что уравнение Рэлея хорошо описывает дисперсионное соотношение в ветровом канале в условиях, когда влияние профиля велико и не сводится к простым доплеровским поправкам. Таким образом, отклонения в получаемых в геофизике дисперсионных соотношениях от простых приближений могут соответствовать разным соотношениям между длинами волн и толщиной дрейфового течения.