Методика использования трехмерных полей температуры и солености Черного моря, восстановленных по малочисленным данным измерений и альтиметрии, в оперативной прогностической модели

В.В. Кныш✉, Г.К. Коротаев, П.Н. Лишаев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: odop_mhi_nanu@mail.ru

Аннотация

В модели циркуляции Черного моря реализован алгоритм ассимиляции трехмерных полей температуры и солености в условиях, имитирующих оперативный режим диагноза и прогноза гидрофизических полей. Ассимилируемые поля подготовлены на каждые сутки с учетом известного альтиметрического уровня моря и измерений буев Argo за период 2012 – 2013 гг. Выявлено, что синоптические структуры в полях уровня моря и скорости течений качественно воспроизводятся достаточно хорошо. Получено, что среднеквадратические отклонения между модельной и наблюдаемой температурами больше естественной изменчивости полей в слое 0 – 100 м. Среднеквадратические отклонения солености меньше ее естественной изменчивости, за исключением слоя 45 – 75 м, характеризующегося наличием холодного промежуточного слоя. Показано, что предложенная методика может эффективно использоваться в оперативной системе диагноза и прогноза гидрофизических полей Черного моря.

Ключевые слова

ассимиляция, трехмерные поля, оперативный режим, альтиметрия, буи Argo, точность диагноза и прогноза

Для цитирования

Кныш В.В., Коротаев Г.К., Лишаев П.Н. Методика использования трехмерных полей температуры и солености Черного моря, восстановленных по малочисленным данным измерений и альтиметрии, в оперативной прогностической модели // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 2. С. 53-69. EDN VWXGZR. doi:10.22449/0233-7584-2016-2-53-69

Knysh, V.V., Korotaev, G.K. and Lishaev, P.N., 2016. Methodology of Application of the Black Sea Three-Dimensional Temperature and Salinity Fields Reconstructed on the Basis of Altimetry and Scanty Measurements in the Operational Prognostic Model. Physical Oceanography, (2), pp. 46-61. doi:10.22449/1573-160X-2016-2-46-61

DOI

10.22449/0233-7584-2016-2-53-69

Список литературы

  1. Коротаев Г.К., Демышев С.Г., Дорофеев В.Л. и др. Архитектура и результаты работы Международного Черноморского центра морских прогнозов, созданного на базе МГИ НАН Украины в рамках проекта Европейского Союза «Мой Океан» // Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2013. – Вып. 27. – С. 128 – 133.
  2. Демышев С.Г. Численная модель оперативного прогноза течений в Черном море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2012. – 48, № 1. – С. 137 – 149.
  3. Дорофеев В.Л., Коротаев Г.К., Сухих Л.И. Моделирование эволюции экосистемы Черного моря в течение трех декад (1971 – 2001) // Морской гидрофизический журнал. – 2012. – № 3. – С. 61 - 74.
  4. Коротаев Г.К., Лишаев П.Н., Кныш В.В. Методика анализа данных измерений температуры и солености Черного моря с использованием динамического альтиметрического уровня // Там же. – 2015. – № 2. – С. 26 - 42.
  5. Коротаев Г.К., Лишаев П.Н., Кныш В.В. Восстановление трехмерных полей солености и температуры Черного моря по данным спутниковых альтиметрических измерений // Исследование Земли из космоса. – 2016. – № 1 – 2. – С. 199 – 212.
  6. Ратнер Ю.Б., Кубряков А.И., Холод А.Л. и др. Использование данных измерений с дрейфующих буев SVP-BTS и Argo для валидации результатов прогноза температуры воды в прибрежной области Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 2014. – № 5. – С. 33 – 48.
  7. Лишаев П.Н., Коротаев Г.К., Кныш В.В. и др. Восстановление синоптической изменчивости гидрофизических полей Черного моря на основе реанализа за 1980 – 1993 годы // Там же. – 2014. – № 5. – С. 49 – 68.
  8. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem // Rev. Geophys. Space Physics. – 1982. – № 20. – P. 851 – 875.
  9. Munk W.H., Anderson E.R. Note on the theory of the thermocline // J. Mar. Res. – 1948. – № 7. – P. 276 – 295.
  10. Ibraev R.A., Trukhchev D.I. Model study of the seasonal variability of the Black Sea circulation // NATO TU – Black Sea project ecosystem modeling as a management tool for Black Sea, symposium on Scientific results. – Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998. – V. 2. – P. 179 – 196.
  11. Pacanowsci R.C., Philander S.G.H. Parameterization of vertical mixing in numerical models of tropical oceans // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11. – P. 1443 – 1451.
  12. Hellerman S., Rosenstein M. Normal monthly wind stress over the world ocean with error estimates // Ibid. – 1983. – 13. – P. 1093 – 1104.
  13. Гандин Л.С., Каган Р.А. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976. – 357 c.
  14. Беляев К.П., Танажура К.А.С., Тучкова Н.П. Сравнение методов усвоения данных буев “АРГО” в гидродинамической модели океана // Океанология. – 2012. – 52, № 5. – С. 643 – 653.
  15. Counillon F., Bertino L. High-resolution ensemble forecasting for the Gulf of Mexico eddies and fronts // Ocean Dyn. – 2009. – 59. – P. 83 – 95. – doi: 10.1007/s10236-0167-0.
  16. Guinehut S., Dhomps A.-L., Larnicol G. et al. High resolution 3-D temperature and salinity fields derived from in situ and satellite observations // Ocean Sci. – 2012. – 8, issue 5. – P. 845 – 857. – doi: 10.5194/os-8-845-2012.
  17. Залесный В.Б., Ивченко В.О. Моделирование крупномасштабной циркуляции морей и океанов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2015. – 51, № 3. – С. 295 – 308.
  18. Дорофеев В.Л., Коротаев Г.К. Ассимиляция данных спутниковой альтиметрии в вихреразрешающей модели циркуляции Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 2004. – № 1. – С. 52 – 68.
  19. Oguz T., Malanotte-Rizzoli P., Aubrey D. Wind and thermohaline circulation of the Black Sea driven by yearly mean climatological forcing // J. Geophys. Res. – 1995. – 100, issue C4. – P. 6845 – 6863.
  20. Овчинников И.М., Попов Ю.И. К вопросу о формировании холодного промежуточного слоя в Черном море // Докл. АН СССР. – 1984. – 279, № 4. – С. 986 – 989.
  21. Овчинников И.М., Попов Ю.И. Формирование холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. – 1987. – 27, вып. 5. – С. 739 – 746.

Скачать статью в PDF-формате