Восстановление синоптической изменчивости гидрофизических полей Черного моря на основе реанализа за 1980 – 1993 годы

П.Н. Лишаев, Г.К. Коротаев, В.В. Кныш✉, А.И. Мизюк, О.А. Дымова

Морской гидрофизический институт, Севастополь

✉ e-mail: vaknysh@yandex.ru

Аннотация

Синоптическая изменчивость гидрофизических полей Черного моря воспроизведена по результатам реанализа, выполненного за период 1980 – 1993 гг. посредством вихреразрешающей модели МГИ НАН Украины с использованием атмосферных полей из реанализа ERA-Interim и с ассимиляцией в модели специально подготовленных среднегодовых профилей невозмущенных температуры и солености. Диаграммы межгодовой и сезонной изменчивости средней по горизонтам температуры подтверждают зависимость характеристик холодного промежуточного слоя моря от зимних термических условий. Получено, что тенденции изменчивости средних по слоям температуры (0 – 300 м) и солености (100 – 250 м) из реанализа с вихреразрешением и реанализа крупномасштабных гидрофизических полей за период 1971 – 1993 гг., наиболее обеспеченный данными измерений, качественно совпадают. Выявленная при реанализе синоптическая изменчивость в 1980 – 1993 гг. характеризуется наличием известных антициклонических вихрей справа от Основного Черноморского течения и интенсивных циклонических круговоротов. Синоптические вихревые структуры присутствуют в полях и рассчитанного и альтиметрического уровней, но различаются по расположению.

Ключевые слова

реанализ ERA-Interim, профили невозмущенных температуры и солености, прогностический расчет, ассимиляция профилей, синоптические вихри, сравнение с данными альтиметрии

Для цитирования

Восстановление синоптической изменчивости гидрофизических полей Черного моря на основе реанализа за 1980 – 1993 годы / П.Н. Лишаев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 5. С. 49-68. EDN TECAXL.

Lishaev, P.N., Korotaev, G.K., Knysh, V.V., Mizyuk, A.I. and Dymova, O.A., 2014. Disturbances of Sea Level in a Semi-Closed Shallow Water Basin Induced by Transfer of the Atmospheric Front. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (5), pp. 49-68 (in Russian).

Список литературы

  1. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Моисеенко В.А. и др. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрофизических полей Черного моря, восстановленных на основе реанализа за период 1971 – 1993 гг. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2011. – 47, No 3. – С. 433 –446.
  2. Полонский А.Б., Ловенкова Е.А. Тренд температуры и солености деятельного слоя в Черном море во второй половине XX века и его возможные причины // Там же. – 2004. – 40, No 6. – С. 832 – 841.
  3. Белокопытов В.Н., Шокурова И.Г. Оценки междесятилетней изменчивости температуры и солености в Черном море в период 1951 – 1995 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2005. – Вып. 12. – С. 12 – 21.
  4. Oguz T., Dippner J.W., Kaymaz Z. Climatic regulation of the Black Sea hydrometeorological and properties at interannual-to decadal time scales // J. Mar. Syst. – 2006. – 60, No 3 – 4. – P. 235 – 254.
  5. Полонский А.Б., Шокурова И.Г., Белокопытов В.Н. Десятилетняя изменчивость температуры и солености в Черном море // Морской гидрофизический журнал. – 2013. – No 6. – С. 27 – 40.
  6. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Декадная изменчивость характеристик пикноклина и геострофической циркуляции вод Черного моря в зимний период // Метеорология и гидрология. – 2009. – No 4. – С. 75 – 92.
  7. Моисеенко В.А., Белокопытов В.Н. Оценка качества массива данных гидрологических измерений, подготовленного для решения задачи реанализа состояния Черного моря за период 1985 – 1994 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2008. – Вып. 16. – С. 184 – 189.
  8. Oguz T., Besiktepe S. Observations on the Rim Current structure, CIW formation and transport in the western Black Sea // Deep-Sea Res. Part I. – 1999. – 46, No 10. – P. 1733 – 1753.
  9. Sokolova E., Stanev E.V., Yakubenko V. et al. Synoptic variability in the Black Sea. Analysis of hydrographic survey and altimeter data //J. Mar. Syst. – 2001. – 31, No 1 – 3. – P. 45 – 63.
  10. Staneva J.V., Dietrich D.E., Stanev E.V. et al. Rim current and coastal eddy mechanisms in an eddy-resolving Black Sea general circulation model // Ibid. – 2001. – 31, No 1 – 3. – P. 137 – 157.
  11. Zatsepin A.G., Ginzburg A.I., Kostianoy A.G. et al. Observations of Black Sea mesoscale eddies and associated horizontal mixing // J. Geophys. Res. – 2003. – 108, No C8. – P. 3246 – 3272.
  12. Журбас В.М., Зацепин А.Г., Григорьева Ю.В. и др. Циркуляция вод и характеристики разномасштабных течений в верхнем слое Черного моря по дрифтерным данным // Океанология. – 2004. – 44, No 1. – С. 34 – 48.
  13. Enriquez C.E., Shapiro G.I., Souza A.J. et al. Hydrodynamic modeling of mesoscale eddies in the Black Sea // Ocean Dyn. – 2005. – 55. – P. 476 – 489.
  14. Джиганшин Г.Ф., Полонский А.Б., Толстошеев А.П. Исследование синоптических и инерционных движений в поле Основного Черноморского течения по данным дрифтерных измерений // Морской гидрофизический журнал. – 2013.– No 2. – С. 3 – 25.
  15. Мизюк А.И., Кныш В.В., Коротаев Г.К. Методика восстановления гидрофизических полей Черного моря в период 2007 – 2008 гг. на основе ассимиляции в модели данных измерений буев-профилемеров // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2011. – Вып. 24. – С. 38 – 55.
  16. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Мизюк А.И. и др. Усвоение гидрологических наблюдений для расчета течений в морях и океанах // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2012. – 48, No 1. – С. 67 – 85.
  17. Paulson C.A., Simpson J.J. Irradiance measurements in the upper ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1977. – 7, No 6. – P. 952 – 956.
  18. Pacanowsci R.C., Philander S.G.H. Parameterization of vertical mixing in numerical models of tropical oceans // Ibid. – 1981. – 11, No 11. – P. 1443 – 1451.
  19. Arakawa A. Computational design for long-term numerical integration of the equations of fluid motion: Two-dimensional incompressible flow // J. Comput. Phys. – 1966. – No 1. – P. 119 – 143.
  20. Matsuno T. Numerical integrations of the primitive equations by a simulated backward difference method // J. Meteor. Soc. Japan. Ser. 2. – 1966. – 44, No 1. – P. 76 – 84.
  21. Демышев С.Г. Численная модель оперативного прогноза течений в Черном море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2012. – 48, No 1. – С. 137 – 149.
  22. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. – 429 с.
  23. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Демышев С.Г. и др. Долговременные изменения термохалинных и динамических характеристик Черного моря по климатическим данным температуры и солености и их ассимиляции в модели // Морской гидрофизический журнал. – 2005. – No 3. – С. 11 – 30.
  24. Титов В.Б. Формирование зимней гидрологической структуры Черного моря в зависимости от суровости зим // Океанология. – 2000. – 40, No 6. – С. 826 – 832.
  25. Титов В.Б. Об оценке температурного режима атмосферы, формирующего гидрологическую структуру Черного моря // Метеорология и гидрология. – 2000. – No 10. – С. 78 – 84.
  26. Титов В.Б. Влияние многолетней изменчивости климатических условий на гидрологическую структуру и межгодовое обновление холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. – 2003. – 43, No 2. – С. 176 – 184.
  27. Коротаев Г.К., Саенко О.А., Коблински Ч. Дж. и др. Оценка точности, методика и некоторые результаты усвоения альтиметрических данных TOPEX/POSEIDON в модели общей циркуляции Черного моря // Исследование Земли из космоса. – 1998. – No 3. – С. 3 – 17.
  28. Le Traon P.-Y., Dibarboure G., Ducet N. Use of a high-resolution model to analyze the mapping capabilities of multiple-altimeter missions // J. Atmos. Ocean. Technol. – 2001. – No 18. – P. 1277 – 1288.
  29. Pascual A., Faugère Y., Larnicol G. et al. Improved description of the ocean mesoscale variability by combining four satellite altimeters // Geophys. Res. Lett. – 2006. – No 33. – L02611. – P. 1 – 16.
  30. Кныш В.В., Кубряков А.И., Инюшина Н.В. и др. Восстановление климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе модели в σ-координатах с использованием ассимиляции данных о температуре и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2008. – Вып. 16. – С. 243 – 265.

Скачать статью в PDF-формате