А. И. Зайцев1,*, Е. Н. Пелиновский2, Д. Доган3, Б. Ялченир3, А. Ялченир3, А. А. Куркин4, А. А. Москвитин1

1 Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований, Дальневосточное отделение РАН, Южно-Сахалинск, Россия

2 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия

3 Технический университет Центральной Азии, Анкара, Турция

4 Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия

*E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Цель. С помощью численного моделирования исследовать штормовой нагон, возникший 15 ноября 2019 г. в г. Корсаков на юге о. Сахалин, и сопоставить результаты моделирования с данными полевых измерений – цель настоящей работы.

Методы и результаты. Проведено полевое исследование штормового нагона в г. Корсаков, и собраны данные о размерах затопленной зоны. Штормовой период на Сахалине наблюдается почти ежегодно осенью и зимой. Сильный шторм, случившийся 15 ноября 2019 г. на юге Сахалинской области, привел к затоплению территории порта г. Корсаков. Численное моделирование штормового нагона проводилось в рамках нелинейных уравнений мелкой воды в сферических координатах с учетом вращения Земли, силы трения и атмосферного воздействия с помощью вычислительного комплекса НАМИ-ДАНС. Расчеты выполнены с использованием данных о временном и пространственном распределении скорости приземного ветра на высоте 10 м, взятых из базы данных системы анализа прогноза климата Climate Forecast System Reanalysis. Данные об атмосферном давлении в расчетах не использовались, поскольку градиент атмосферного давления на исследуемой акватории был мал. Моделирование проводилось на период времени трое суток. Как показали расчеты, через 20 ч после начала действия ветра уровень воды в акватории порта поднялся до своих максимальных значений и не спадал в течение суток. Максимальные подъемы уровня воды были сосредоточены в северо-западной части залива Анива. При этом рассчитанные скорости течений достигали 2 м/c. В период шторма при скорости ветра до 15 м/с высота штормового нагона в районе порта г. Корсаков составляла 1,7 м, ширина зоны затопления прибрежной территории достигала 200 м. Эти результаты хорошо подтверждаются данными полевых измерений.

Выводы. Представлены результаты численного моделирования штормового нагона 15 ноября 2019 г. на юге о. Сахалин в г. Корсаков. Вычислены значения силовых характеристик. Получено, что квадрат числа Фруда достигает 0,03 в портовой части г. Корсаков, пространственное распределение момента силы волн ~1 м3/с2. Это является свидетельством значительного силового воздействия штормового нагона на портовые конструкции, что подтверждается результатами полевых измерений и сообщениями очевидцев.

Ключевые слова

штормовой нагон, о. Сахалин, численное моделирование, теория мелкой воды, натурные измерения.

Благодарности

Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ № 18-05-80019 (Программа «Опасные явления»), а также при финансовой поддержке грантов Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ РФ НШ-2485.2020.5 и научных исследований молодых российских ученых – докторов наук МД-148.2020.5.

Для цитирования

Численное моделирование штормового нагона 15 ноября 2019 года на юге острова Сахалин / А. И. Зайцев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 4. С. 396–406. doi:10.22449/0233-7584-2020-4-396-406

DOI

10.22449/0233-7584-2020-4-396-406

Скачать статью в PDF-формате