Согласно данным одновременных измерений показателя ослабления света и температуры с помощью буксируемой аппаратуры получены характеристики пространственно-временной изменчивости поля прозрачности поверхностных вод в прибрежной зоне Кавказского побережья. Исследования проводились во все гидрологические сезоны в течение десятилетнего цикла (1977 - 1987 гг.), включающего период относительно стабильного состояния экосистемы моря (до 1985 г.) и начало периода резкого уменьшения прозрачности. Всем сезонам свойственны уменьшение прозрачности вод от северного участка побережья в юго-восточном направлении и значительная неоднородность пространственной структуры поля прозрачности вдоль всего побережья, обусловленная влиянием стока рек, сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных отходов в районах крупных портовых и курортных городов. Рассмотрено влияние динамики вод, биологических компонентов взвеси и гидрометеорологических факторов на формирование поля прозрачности. Отмечена межгодовая, сезонная и кратковременная (единицы суток) изменчивости структуры поля прозрачности.

На океанографической платформе МГИ НАН Украины проведены натурные исследования проявления поверхностных волн в флуктуациях радиолокационного (РЛ) сигнала на длине волны 1,2 см. Анализируются традиционная модуляционная передаточная функция, описывающая вариации сечения рассеяния на масштабах поверхностных волн, а также и взаимосвязь средних изменений уровня РЛ-сигнала с групповой структурой волнения. Это представляет интерес для использования в РЛ-системах с промежуточным разрешением (~ 200 - 500 м), регистрирующих групповую структуру при сглаживании самого волнения. Экспериментальные оценки амплитуды вариаций РЛ-сигнала, вызванных групповой структурой волнения, согласуются с расчетами по двухмасштабной модели РЛ-рассеяния морской поверхности.

С помощью метода многих масштабов получены асимптотические разложения до величин третьего порядка для возвышения поверхности бассейна и потенциала скорости движения жидких частиц волнового возмущения, формируемого при нелинейном взаимодействии периодических бегущих волн первой и второй гармоник в покрытой битым льдом однородной идеальной несжимаемой жидкости конечной постоянной глубины. Исследована зависимость амплитудно-фазовой структуры возмущений от толщины льда, глубины бассейна и параметров взаимодействующих гармоник. Дана оценка погрешности определения характеристик формируемого вертикального смещения поверхности бассейна и нелинейного переноса массы, вносимой пренебрежением кривизны волнового профиля в выражении потенциала скорости при выводе кинематического и динамического поверхностных граничных условий для нелинейных приближений.

Рассмотрена краевая задача взаимодействия поля поверхностных гравитационных волн с подводным трубопроводом. Использовано приближение потенциального обтекания и линейных волн малой амплитуды. Выполнены численные эксперименты для расчета поля волновых скоростей при различном зазоре между трубопроводом и поверхностью дна.

В рамках эквивалентно-баротропной модели океана найден класс точных аналитических решений, описывающих нелинейные осесимметричные колебания приповерхностного вихря, подверженного действию стационарных радиальных массовых сил. Радиальная проекция скорости таких колебаний является линейной функцией, азимутальная скорость, толщина вихря и массовые силы - многочленами радиальной координаты с зависящими от времени коэффициентами. Метод нахождения аналитического решения использует точную замену исходной математической модели системой обыкновенных дифференциальных и алгебраических уравнений. Новый класс движений вихря является результатом нелинейного взаимодействия низшей моды колебаний и геострофической циркуляции внутри вихря.

В рамках линейной теории длинных волн с использованием численных методов изучены вынужденные колебания жидкости в кольцевом бассейне переменной глубины. В качестве генератора волн рассмотрены периодические по времени изменения атмосферного давления. Учитывается действие силы Кориолиса, жидкость предполагается однородной и невязкой. Выполнен анализ зависимости структуры свободной поверхности волн (количества и расположения узловых линий) от периода и пространственного распределения возмущающих давлений.

На базі методу багатомасштабних асимптотичних розкладань побудовано теоретичну модель поширення гравітаційних хвиль скінченної амплітуди. Отримано рівномірно придатне асимптотичне розкладання до величин третього порядку малості для потенціалу швидкості руху рідини і підвищення поверхні басейну. Шляхом визначення траєкторій руху часток рідини за допомогою Лагранжевих координат виведено рівняння, що визначає швидкість Стоксового дрейфу та величину повного середнього переносу маси. Досліджено залежність амплітудно-фазової структури збурень від глибини басейну, товщини льоду і нелінійності його вертикальних прискорень та частоти і крутості хвильових гармонік. Проаналізовано вплив льоду на нелінійне перенесення маси.

З використанням результатів натурних досліджень поля морських поверхневих хвиль вивчено особливості формування полів акустичного й електромагнітного випромінювання, розсіяних на межі океан - атмосфера. Одержано дані про ухили морської поверхні у взаємозв'язку зі швидкістю вітру. Побудовано статистичні моделі, що описують цю залежність. Виявлено зміни характеру анізотропії когерентності у вітрових хвилях за масштабів, наближених до масштабу домінантних хвиль. Запропоновано фізичні механізми даного явища. Одержано оцінки зміни характеристик розсіяних на морській поверхні акустичних і електромагнітних полів, зумовлених анізотропією коротких вітрових хвиль, а також нелінійними ефектами у полі вітрових хвиль, що призводять до відхилення розподілів ухилів морської поверхні від розподілу Гаусса. Зазначено, що результати досліджень є актуальними для інтерпретації даних дистанційного зондування океану з космосу, а також для досліжень океану у шельфовій зоні за методами акустичної томографії.

Разработан комплекс оптических спектранализаторов для регистрации в реальном времени спектров морского волнения в диапазоне длин поверхностных волн от сантиметров до метров путем анализа изображения морской поверхности. Приведены примеры пространственно-временных спектров волнения, полученных на стационарной океанографической платформе МГИ НАН Украины. На основе двухмасштабного представления морской поверхности разработана модель отображения поверхностных волн и алгоритмы обработки изображений поверхности, позволяющие восстанавливать пространственно-временные спектры волнения. Предложен и экспериментально апробирован оптический метод определения высот длинных энергонесущих волн по спектру изображения короткомасштабных волн.

В длинноволновом приближении выполнен численный анализ плоской задачи о накате волн различной формы на наклонный берег. Рассмотрена трансформация формы волн при затоплении берега и их последующем откате. Проведено исследование зависимости максимальных повышений и понижений уровня моря от параметров волны при подходе к берегу, глубины шельфа и угла наклона дна. Показано, что форма волны влияет на амплитудные характеристики колебаний уреза воды. Вертикальные заплески волн на наклонный берег могут в несколько раз превышать высоту волны на входе в шельфовую зону.

Приведено описание трехмерной модели циркуляции THREETOX, интегрированной со спектральной волновой моделью SWAN, и рассмотрены вопросы параметризации придонного волнового пограничного слоя, трехмерных радиационных напряжений и обрушения волн. Результаты моделирования сопоставлены с лабораторным экспериментом, в котором под действием поверхностных волн, падающих под углом к берегу, формировалась вдольбереговая струя.

Каналовая модель поверхностных длинных волн применена для описания распространения периодических линейных волн в каналах и проливах различной геометрии. Предложена численная процедура расчета полей смещений уровня и волновых скоростей в случае таблично заданных параметров канала. Показано, что в линейно расширяющихся каналах постоянной глубины происходит ослабление волнового поля, а в линейно сужающихся каналах - усиление по мере перемещения вдоль оси канала. Аналогичная ситуация наблюдается в локально расширяющихся (озеро) и локально сужающихся (пролив) каналах. Модель применена для анализа распространения длинной волны из Черного в Мраморное море через пролив Босфор. Прошедшая волна имеет наибольшую амплитуду в диапазоне периодов 1 - 4,2 мин. При дальнейшем увеличении периода колебаний интенсивность прошедших волн ослабевает, а отраженных - усиливается. Зависимость амплитуды отраженной волны от периода имеет противоположный характер. На отдельных участках пролива Босфор возможно двукратное увеличение высоты волны.

Досліджено в межах моделі рідини скінченної глибини взаємодію поверхневих гравітаційних хвиль з морськими конструкціями циліндричної форми. Задачу розглянуто в потенціальній постановці. Досліджено вплив перфорованого екрана, як захисного елемента навколо циліндричної конструкції, на зменшення силових навантажень на основну споруду, зміну відхилення вільної поверхні води, а також встановлено залежності дифракції хвиль від таких параметрів конструкції як перфорація екрана та його положення відносно циліндра. Проведено аналіз побудованих графіків повної розсіяної потужності, діаграм розсіяння, прямого та зворотного розсіяння. Показано, що перфорований екран має властивості хвильового абсорбера.

Исследовано влияние на зарождение поверхностных гравитационных волн от повторного включения двух разнесенных донных источников. Это обобщает ранее полученные результаты для одновременно включаемых донных источников возбуждения. Показано, что повторное во времени включение локальных источников возбуждения существенно влияет на генерацию и начальное формирование поверхностных волн. Это непосредственно связано с генерацией волн подводными землетрясениями.

В рамках каналовой модели выполнен численный анализ распространения и деформации одиночных поверхностных длинных волн в каналах с переменным поперечным сечением. Показано, что нелинейность проявляется в увеличении со временем крутизны переднего фронта волны и в ее последующем обрушении. Нелинейность слабо влияет на высоту и длину распространяющейся волны. Путь, пройденный одиночной волной до обрушения, убывает с ростом высоты волны и уменьшением ее длины. Даны оценки амплитудных характеристик волн в зависимости от изменения глубины и ширины канала. Они хорошо описываются известным законом Грина.

Розглянуто трансформацію спектра нерегулярного хвилювання на підводному уступі. Як модель спектра використано суперпозицію двох ТМА спектрів з різними частотами спектральних максимумів. Обговорено використання (по аналогії з RDT підходом) лінійної теорії для дослідження трансформації спектра під впливом різкої зміни глибини потоку. За допомогою методу поліпшеної редукції знайдено коефіцієнти відбиття та проходження хвилями уступу залежно від хвильового числа падаючої хвилі. Наведено результати розрахунків. Проаналізовано особливості трансформованого спектра для різних параметрів задачі, зокрема, показано, що після уступу спектральні амплітуди зростають і довжини відповідних хвиль зменшуються, тобто хвилі стають крутішими.

Розвинено чисельно-аналітичний метод для розв'язання задач розсіювання хвиль на перешкодах, у якому за рахунок виділення особливості щодо швидкості знайдено асимптотичні вирази для невідомих, що дало змогу підвищити точність розрахунків і зменшити розмірність системи рівнянь. Проведено розрахунки коефіцієнтів відбиття та проходження поверхневих хвиль через перешкоди різної форми. Виявлено, що зміна висоти симетричної перешкоди призводить до зсуву значень хвильових чисел, за яких спостерігається нульове відбиття хвилі. Це пов'язано зі зміною швидкості хвилі, яка поширюється над перешкодою, та відповідним зсувом її фази відносно хвилі, що відбилась від нижнього за потоком кінця перешкоди. Показано, що відсутність симетрії розташування перешкоди кінцевої довжини призводить до того, що характер поведінки коефіцієнта відбиття залишається осцилюючим, але його значення в точках локального мінімуму відрізняються від нуля на відміну від симетричного випадку, коли коефіцієнти відбиття стають рівними нулю ("Брегівське" розсіювання). Ця відмінність стає істотною зі зростанням висоти перешкоди та зростанням глибини рідини за перешкодою. Для симетричної перешкоди в межах плоско-хвильового наближення ("plane- wave approximation") знайдено аналітичні залежності для коефіцієнтів відбиття та проходження. Знайдено умови, коли коефіцієнт відбиття дорівнює нулю. Показано, що відбувається суттєва перебудова спектрів поверхневого хвилювання, коли хвилі поширюються над уступом. Виявлено, що змінюються максимальні значення відповідно до коефіцієнта проходження, тобто амплітуди хвиль зростають. Крім того, довжина хвиль зменшується та хвилі стають більш крутими. Ці ефекти підсилюються зі зменшенням глибини.