гидрофизика

ГИДРОФИЗИКА - наука о физ. свойствах водной оболочки Земли - гидросферы и происходящих в ней процессах. Г. изучает молекулярную структуру воды в трёх её агрегатных состояниях, переходы между этими состояниями, механич. и тепловые свойства воды и льда, их акустич., оптич., электрич. характеристики, разнообразные движения водной среды. Г. как раздел геофизики подразделяется на физику вод суши (или гидрологию суши) и физику моря.

Физика вод суши изучает процессы в реках, озёрах, водохранилищах, подземных водах, болотах и др. водных объектах на материках. К этим процессам относятся, напр., испарение, снеготаяние, замерзание и вскрытие рек и озёр, вариации их уровня, сток воды осадков, течение воды в реках, образование и движение ледников. Физика вод суши даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования материковых водных ресурсов. Она разделяется на потамологию (науку о реках), лимнологию (озероведение), болотоведение, гляциологию (науку о ледниках).

Физика моря рассматривает физ. проблемы, связанные с морями и океанами. Физика моря (океана) является также одним из разделов океанологии. Она изучает изменения в пространстве и времени темп-ры, плотности, содержания солей и др. характеристик морской среды, а также её движений разл. масштабов - течений, вихрей, поверхностных и внутр. волн, турбулентности, звука, к-рые непрерывно взаимодействуют между собой и с разл. внеш. факторами (атм. процессы, притяжение Луны и Солнца, движение судов, колебания земной коры и т. д.). В рамках физики моря исследуются также поведение эл--магн. полей и распространение эл--магн. волн разл. частот (свет, радиоволн) в воде.

В связи с возросшей важностью исследований Мирового океана физика океана приобрела особое значение и существ. специфику (иногда даже под Г. подразумевают только её). Совр. Г. океана изучает состояние океана как сложной нестационарной физ. системы. Это состояние может быть охарактеризовано совокупностью взаимосвязанных физ. величин - гидрофиз. полей, изменяющихся во времени и пространстве, таких, как поле темп-ры, течений, магн. поле, разл. волновые поля, в т. ч. акустическое и световое, и др. При этом нередко необходимо одновременно знать структуру этих полей как в локальных, так и в глобальных масштабах. Поэтому так важны эксперим. методы изучения гидрофиз. полей, к-рые разделяются на контактные и дистанционные. В контактных методах в воду погружаются датчики, измеряющие параметры воды непосредственно в окрестности нахождения прибора. Дистанц. методы позволяют получать информацию о состоянии океана на больших пространствах, вплоть до глобальных масштабов, за достаточно короткое время, пока исследуемая структура не успевает существенно измениться. Они основаны на применении зондирующих полей - акустических, оптических, радиоволн. Так, звуковые HЧ-волны распространяются на тысячи км в океане; их используют в т. н. акустич. томографии, основанной на измерении задержек сигналов, посылаемых и принимаемых береговыми станциями; это позволяет восстановить распределение скорости звука на больших акваториях. Использование дистанц. зондирования океана сверху - с кораблей, самолётов, космич. аппаратов (космич. океанография), включая фотографирование, радиолокацию, приём теплового радиоизлучения моря,- даёт обширную информацию о состоянии поверхности моря (спектрах ветрового волнения, приповерхностных темп-pax и др.). Нек-рые глубинные процессы (течения, внутр. волны) также могут изучаться сверху по их проявлениям на поверхности океана, напр. по их влиянию на ветровое волнение. Для обработки получаемой информации используются быстродействующие ЭВМ.

Наряду с натурными экспериментами важный раздел Г. океана составляют теоретич. исследования, а также моделирование океанич. движений в лаб. бассейнах, что позволяет провести количественное исследование отд. процессов с точностью, недоступной в условиях океана.

Совр. Г. океана приблизилась к решению таких сложнейших проблем, как, например, "включение" океана в теорию климата и схемы долгосрочного прогноза погоды.

Лит.: Чеботарев А. И., Общая гидрология (воды суши), Л., 1960; Физика океана, т. 1 - Гидрофизика океана, т. 2 - Гидродинамика океана, под ред. В. M. Каменковича и А. С. Монина, M., 1978.

А. В. Гапонов-Грехов, Л. А. Островский.

   <<      Предметный указатель      >>