Двухслойная вихреразрешающая модель ветровых течений в Черном море

А.А. Павлушин, Н.Б. Шапиро, Э.Н. Михайлова, Г.К. Коротаев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

Аннотация

Процессы формирования и изменчивости циркуляции в Черном море исследуются с помощью двухслойной вихреразрешающей модели. В качестве возбуждающей силы рассматривается только действие ветра, сток энергии происходит за счет горизонтальной турбулентной вязкости, трения между слоями и придонного трения. Модель, в силу своей нелинейности, позволяет описывать, наряду с крупномасштабной циркуляцией, вихревые структуры, образование которых связано с гидродинамической неустойчивостью течений, особенностями береговой линии, рельефа дна и другими факторами. В данной работе обсуждаются результаты численных экспериментов, в которых для лучшего понимания процессов массопереноса и вихреобразования в море рассматривалось движение, возбуждаемое стационарным циклоническим ветром, и не учитывались рельеф дна, трение между слоями и β-эффект. Исследована относительная роль горизонтальной вязкости и придонного трения. Показано, что модель воспроизводит основные черты циркуляции, наблюдаемой в Черном море, а главное – позволяет имитировать образование и трансформацию вихрей.

Ключевые слова

Черное море, вихреразрешающая модель, гидродинамическая неустойчивость, горизонтальное и придонное трение

Для цитирования

Двухслойная вихреразрешающая модель ветровых течений в Черном море / А. А. Павлушин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 5. С. 3-22. EDN VHEWTL. doi:10.22449/0233-7584-2015-5-3-22

Pavlushin, A.A., Shapiro, N.B., Mikhailova, E.N., and Korotaev, G.K., 2015. Two-layer Eddy-resolving Model of Wind Currents in the Black Sea. Physical Oceanography, (5), pp. 3-21. doi:10.22449/1573-160X-2015-5-3-21

DOI

10.22449/0233-7584-2015-5-3-22

Список литературы

  1. Holland W.R., Lin L.B. On the generation of mesoscale eddies and their contribution to the oceanic general circulation. I. A preliminary numerical experiment. II. A parameter study // J. Phys. Oceanogr. – 1975. – 5, № 4. – P. 642 – 657.
  2. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 239 с.
  3. Коротаев Г.К., Саенко О.А., Коблинский Ч.Ж. и др. Точность, методология и некоторые результаты ассимиляции альтиметрических данных TOPEX/POSEIDON в модели общей циркуляции Черного моря // Исследование Земли из космоса. – 1998. – № 3. – С. 3 – 17.
  4. Korotaev G.K., Saenko O.A., Koblinsky C.J. Satellite altimetry observation of the Black Sea level // J. Geophys. Res. – 2001. – 106, № C1. – P. 911 – 933.
  5. Демышев С.Г., Кныш В.В., Коротаев Г.К. Численное моделирование сезонной изменчивости гидрофизических полей Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 2002. – № 3. – С. 12 – 27.
  6. Демышев С.Г. Численный прогностический расчет течений в Черном море с высоким горизонтальным разрешением // Там же. – 2011. – № 1. – С. 36 – 47.
  7. 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, № 3. – С. 433 – 446.
  8. Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Квазиизопикническая слоистая модель крупномасштабной океанической циркуляции // Морской гидрофизический журнал. – 1992. – № 4. – С. 3 – 12.
  9. Павлушин А.А., Шапиро Н.Б. Имитация сезонной изменчивости Атлантического океана в квазиизопикнической модели // Там же. – 1996. – № 4. – С. 12 – 25.
  10. Шапиро Н.Б. Формирование циркуляции в квазиизопикнической модели Черного моря с учетом стохастичности напряжения ветра // Там же. – 1998. – № 6. – С. 26 – 42.
  11. Андросович А.И., Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Численная модель и расчеты циркуляции вод северо-западной части Черного моря // Там же. – 1994. – № 5. – С. 28 – 42.
  12. Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Метод вложенных сеток с улучшенным вертикальным разрешением в прибрежной зоне моря // Там же. – 2013. – № 4. – С. 3 – 12.
  13. Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Трехмерная негидростатическая модель субмаринной разгрузки в прибрежной зоне моря // Там же. – 2014. – № 4. – С. 28 – 50.
  14. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 264 с.
  15. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. – 212 c.

Скачать статью в PDF-формате