Трехмерная негидростатическая модель субмаринной разгрузки в прибрежной зоне моря
Э.Н. Михайлова✉, Н.Б. Шапиро
Морской гидрофизический институт, Севастополь
✉ e-mail: men_sh@mail.ru
Аннотация
В рамках модернизированной трехмерной негидростатической модели рассматривается задача о формировании в море слоя пониженной солености в результате поступления пресной воды из подземных источников. Моделируется субмаринная разгрузка пресных вод у м. Айя в период нагона, когда в прибрежной зоне моря образуется резкий слой скачка температуры при однородной по глубине солености. В этот период слой распресненной воды не выходил на поверхность моря, а располагался у скачка температуры. Модернизированная версия модели включает отказ от приближения «твердой крышки» и использование для скорости течения на открытых границах области условий излучения вместо условий «свободного протекания». Последнее повышает устойчивость численной схемы и позволяет проводить расчеты на длительный срок. Выявлены особенности формируемой термохалинной структуры в зависимости от положения источников пресной воды – на береговой стенке или на дне моря. Показано, что образование промежуточного слоя пониженной солености определяется видом фоновой стратификации и связано с действием источников пресной воды, расположенных глубже скачка температуры, причем их местоположение не играет решающей роли. Влияние негидростатических факторов сказывается только в непосредственной близости от источника пресной воды и не влияет на качественный характер результатов в целом.
Ключевые слова
субмаринная разгрузка, негидростатическая трехмерная модель, численный эксперимент, промежуточный слой пониженной солености
Для цитирования
Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Трехмерная негидростатическая модель субмаринной разгрузки в прибрежной зоне моря // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 4. С. 28-50. EDN TEVDNJ.
Mikhailova, E.N. and Shapiro, N.B., 2014. Three-Dimensional Non-Hydrostatic Model of Submarine Discharge in the Sea Coastal Zone. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (4), pp. 28-50 (in Russian).
Список литературы
- Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Моделирование особенностей субмаринной разгрузки пресных вод в районе м. Айя в период нагона // Морской гидрофизический журнал. – 2013. – No 5. – С. 64 – 81.
- Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Трехмерная негидростатическая модель субмаринной разгрузки в период нагона // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. − Севастополь: МГИ НАН Украины, 2012. – 2, вып. 26. – С. 50 – 78.
- Экспедиционные исследования МГИ НАНУ «Субмаринная разгрузка пресных вод в районе м. Айя» в сентябре 2011г. // Отчет. − Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. − 46 с.
- Канарская Ю.В., Мадерич В.С. Численная негидростатическая модель стратифицированных течений со свободной поверхностью // Прикладная гидромеханика. – 2002. – 4, No 3. – С. 12 – 21.
- Kanarska Y., Maderich V. A non-hydrostatic numerical model for calculating free-surface stratified flows // Ocean Dyn. – 2003. – 53. – P. 176 – 185.
- Chapmen D.C. Numerical treatment of cross-shelf open boundaries in a barotropic coastal ocean model // J. Phys. Oceanogr. – 1985. – 15. – P. 1060 – 1075.
- Orlanski I. A simple boundary condition for unbounded hyperbolic flows // J. Comput. Phys. – 1976. – 21. – P. 251 – 269.
- Camerlengo A.L., O’Brien J.J. Open boundary conditions in rotating fluids // Ibid. – 1980. – 35. – P. 12 – 35.
- Marchesiello P., Auclair F., Estournel C. Considerations on open boundary conditions for regional and coasal ocean models // J. Atmos. Oceanic. Technol. – 2006. – 23. – P. 1604 – 1613.
- Ортега Дж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. – М.: Наука, 1986. – 288 с.