О. С. Пузина, А. А. Кубряков, А. И. Мизюк

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

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

Аннотация

Цель. Цель данной работы – исследование сезонной изменчивости и вертикального распределения энергии субмезомасштабных течений (масштабы L = 1…10 км, T = 1…10 сут) в глубоководной и шельфовой зонах Черного моря.

Методы и результаты. Данные исследования проводятся на основе спектрального анализа результатов численных расчетов модели NEMO с высоким пространственным разрешением 1 км. Анализ показывает, что сезонная изменчивость энергии субмезомасштабных течений в исследуемых областях существенно различается. При этом сезонный ход энергии субмезомасштабных течений масштабом менее 10 км (Esp) в обоих районах хорошо согласуется с сезонной изменчивостью флуктуаций плотности на тех же масштабах. В центральной части моря высокие значения Esp в течение всего года сосредоточены в верхнем квазиоднородном слое. Пик Esp наблюдается в зимний период на глубинах 0–40 м, что свидетельствует о важной роли бароклинной неустойчивости, вызванной неоднородностью распределения верхнего квазиоднородного слоя в этот период, в генерации субмезомасштабных процессов в Черном море. В то же время в центральной части северо-западного шельфа в феврале наблюдается абсолютный минимум Esp, обусловленный полным перемешиванием и баротропизацией водной толщи. Максимальные значения Esp отмечаются в сентябре – октябре, что связывается с интенсификацией кросс-шельфового переноса опресненных вод от устьев рек под влиянием синоптических вихрей. При этом в указанном районе, как и в центральной части моря, в осенний период высокие значения Esp наблюдаются в слое большей толщины, чем в летний, совпадая с временным ходом толщины верхнего квазиоднородного слоя. Изменчивость энергии субмезомасштабных течений носит пульсационный характер с кратковременными интенсификациями и ослаблениями. Такая изменчивость значительно связана с прохождением синоптических фронтов и с кросс-шельфовым переносом вод под влиянием вихрей и апвеллингов, которые приводят к бароклинной неустойчивости вод.

Выводы. Сезонная и вертикальная изменчивость спектральной энергии в глубоководной и шельфовой зонах свидетельствует в пользу определяющей роли бароклинной неустойчивости вод, возникающей из-за неоднородности верхнего квазиоднородного слоя.

Ключевые слова

Черное море, спектральный анализ, субмезомасштабные течения, субмезомасштабные вихри, бароклинная неустойчивость, численное моделирование, NEMO.

Благодарности

Исследование сезонной изменчивости субмезомасштабных колебаний выполнено при поддержке гранта РФФИ 19-05-00479.

Для цитирования

Пузина О. С., Кубряков А. А., Мизюк А. И. Сезонная и вертикальная изменчивость энергии течений в субмезомасштабном диапазоне на шельфе и в центральной части Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 1. С. 41–56. doi:10.22449/0233-7584-2021-1-41-56

DOI

10.22449/0233-7584-2021-1-41-56

Скачать статью в PDF-формате