Статистический анализ и численное моделирование осцилляций гидродинамических параметров моря в субинерционном диапазоне на шельфе Крыма

В.А. Иванов, А.В. Багаев✉, О.А. Дымова, Т.В. Пластун

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: andrei.bagaiev@yandex.ru

Аннотация

Проведено исследование результатов численных прогностических экспериментов по моде-лированию циркуляции Черного моря, выполненных на основе термогидродинамической вихреразрешающей модели МГИ. С помощью спектрального Фурье-анализа выделены спектральные максимумы в колебаниях компонент вектора скорости течений, температуры, солености и вертикальной скорости для выбранных станций. С использованием экспертных оценок и сопоставления с ранее выполненными исследованиями полученные энергонесущие осцилляции были интерпретированы. Приведено описание известных волновых процессов и показана их связь с характеристиками модели. Временной диапазон численного расчета опре-делялся доступностью данных о внешних потоках массы и энергии (реанализ состояния атмосферы). Рассмотрены гидродинамические параметры за апрель 2006 г. и период с мая по сентябрь 2013 г. Отмечено, что сезонная изменчивость стратификации и высокая чувствительность модели к ветровому воздействию определяют спектральные характеристики волновых процессов на субинерционных масштабах и интенсивность перемешивания верхнего квазиоднородного слоя.

Ключевые слова

осцилляции, внутренние волны, шельф, Черное море, численное моделирование, спектры

Для цитирования

Статистический анализ и численное моделирование осцилляций гидродинамических параметров моря в субинерционном диапазоне на шельфе Крыма / В. А. Иванов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 6. С. 61-76. EDN VHEWWX. doi:10.22449/0233-7584-2015-6-61-76

Ivanov, V.A., Bagaiev, A.V., Dymova, O.A. and Plastun, T.V., 2015. Statistical Analysis and Numerical Modeling of Hydrodynamical Sea Oscillation Parameters in Subinertial Range on the Crimean Shelf. Physical Oceanography, (6), pp. 55-68. doi:10.22449/1573-160X-2015-6-55-68

DOI

10.22449/0233-7584-2015-6-61-76

Список литературы

  1. Блатов А.С., Иванов В.А. Гидрология и гидродинамика шельфовой зоны Черного моря (на примере Южного берега Крыма). – К.: Наукова думка, 1992. – 242 с.
  2. Демышев С.Г., Дымова О.А. Численный анализ мезомасштабных особенностей циркуляции в прибрежной зоне Черного моря // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2013. – 49, № 6. – С. 655 – 663.
  3. Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке C // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. – М.: ИВМ РАН, 1992. – С. 163 – 231.
  4. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 238 с.
  5. Иванов В.А., Янковский А.Е. Характеристики захваченных волн в шельфовой зоне Южного берега Крыма // Океанология. – 1991. – 31, № 2. – С. 200 – 206.
  6. Блатов A.C., Иванов В.А. Пространственно-временная структура внутренних инерционно-гравитационных и топографических волн в море на частотах, близких к инерционной частоте // Изв. АН СССР. ФАО. – 1983. – 19, № 8. – С. 868 – 877.
  7. Иванов В.А., Янковский А.Е. Динамика вод на шельфе Крыма в летний сезон // Морской гидрофизический журнал. – 1994. – № 3. – С. 38 – 56.
  8. Иванов В.А., Янковский А.Е. Длинноволновые движения в Черном море. – К.: Наукова думка, 1992. – 112 с.
  9. Иванов В.А. Среднемасштабная динамика вод в южных морях: современное представление. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 1996. – 312 с.
  10. Demirov E. Numerical modelling of the Black Sea eigen-oscillations on a curvilinear boundary fitted coordinate system // Dyn. Atmos. Ocean. – 1994. – 21, № 2 – 3. – P. 83 – 103.
  11. Rachev N.H., Stanev E.V. Eddy processes in semi-enclosed seas. A case study for the Black Sea // J. Phys. Oceanogr. – 1997. – 27, № 8. – P. 1581 – 1601.
  12. Yankovsky A.E., Chapman D.C. Anticyclonic eddies trapped on the continental shelf by topographic irregularities // J. Geophys. Res. – 1997. – 102, № C3. – P. 5625 – 5639.
  13. Stanev E.V., Rachev N.H. Numerical study on the planetary Rossby modes in the Black Sea // J. Mar. Syst. – 1999. – 21, № 1 – 4. – P. 283 – 306.
  14. Stanev E.V., Beckers J.M. Barotropic and baroclinic oscillations in strongly stratified ocean basins. Numerical study for the Black Sea // Ibid. – 1999. – 19, № 1 – 3. – P. 65 – 112.
  15. Stanev E.V., Beckers J.M., Lancelot C. et al. Coastal-open ocean exchange in the Black Sea: Observations and modeling // Estuar. Coast Shelf Sci. – 2002. – 54, № 3. – P. 601 – 620.
  16. Paulson C.A., Simpson J. Irradiance measurements in the upper ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1977. – 7, № 6. – P. 952 – 956.
  17. Pacanowski R.C., Philander S.G.H. Parameterization of vertical mixing in numerical models of Tropical Oceans // Ibid. – 1981. – 11, № 11. – P. 1443 – 1451.
  18. Arakawa A. Computational design for long-term numerical integration of the equations of fluid motion: Two-dimensional incompressible flow // J. Comput. Phys. – 1966. – 1, № 1. – P. 119 – 143.
  19. Демышев С.Г. Численная модель оперативного прогноза течений в Черном море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2012. – 48, № 1. – С. 137 – 149.
  20. Farda A., Déué M., Somot S. et al. Model ALADIN as regional climate model for Central and Eastern Europe // Studia Geophysica et Geodaetica. – 2010. – 54, № 2. – P. 313 – 332.
  21. Dee D.P., Uppala S.M., Simmons A.J. et al. The ERA-Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. – 2011. – 137, № 656. – P. 553 – 597.
  22. Вольцингер Н.Е., Пясковский Р.В. Основные океанологические задачи мелкой воды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968. – 300 с.
  23. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. – 428 с.
  24. Коротаев Г.К., Еремеев В.Н. Введение в оперативную океанографию Черного моря. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – 382 с.
  25. Баянкина Т.М., Иванчик М.В., Кубряков А.И. и др. Структура и результаты опытной эксплуатации многокомпонентной системы диагноза и прогноза динамики Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины: 2009. – C. 182 – 188.
  26. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. – 212 с.

Скачать статью в PDF-формате