Исследование влияния параметров барических образований на свободные и вынужденные колебания уровня и течения в Азовском море

Л.В. Черкесов, Т.Я. Шульга✉

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: shulgaty@mail.ru

Аннотация

Методом математического моделирования исследовано влияние неоднородных перемещаю-щихся полей атмосферного давления на течения, свободные и вынужденные колебания уровня Азовского моря, вызываемые действием постоянного ветра. Проверена гипотеза о роли резо-нансного механизма в возникновении экстремально высоких амплитуд сгонно-нагонных колебаний и сейш, генерируемых перемещающимся барическим полем со скоростью, равной скорости свободной длинной волны. Установлено, что при одном и том же ветре перемещаю-щиеся над акваторией Азовского моря барические возмущения вызывают вынужденные, а после прекращения их действия – свободные колебания с амплитудами, которые на 14% больше, чем полученные при постоянном атмосферном давлении. Показано, что перемещению барического фронта, скорость и время движения которого выбраны с учетом предположения о генерации волн с максимальными амплитудами, принадлежит важная, но не решающая роль при формировании структуры течений и колебаний уровня Азовского моря.

Ключевые слова

Азовское море, сигма-координатная модель, свободные колебания жидкос-ти, сейши, стационарные течения, штормовые сгоны и нагоны, узловые линии, атмосферный фронт, скорость свободной длинной волны

Для цитирования

Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Исследование влияния параметров барических образований на свободные и вынужденные колебания уровня и течения в Азовском море // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 4. С. 13-26. EDN WINRBD. doi:10.22449/0233-7584-2016-4-13-26

Cherkesov, L.V. and Shul’ga, T.Ya., 2016. Investigation of the Effect of the Baric Formation Parameters on Free and Forced Oscillations of the Level and Flow in the Sea of Azov. Physical Oceanography, (4), pp. 12-24. doi:10.22449/1573-160X-2016-4-12-24

DOI

10.22449/0233-7584-2016-4-13-26

Список литературы

  1. Монин А.С. Классификация нестационарных процессов в океане // Изв. АН СССР. – 1972. – № 7. – С. 26 – 30.
  2. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1987. – 512 с.
  3. Герман В.Х. Исследование и расчет вероятностных характеристик экстремальных уровней моря // Тр. ГОИН. – 1971. – Вып. 107. –148 с.
  4. Матишов Г.Г., Инжебейкин Ю.И. Численные исследования сейшеобразных колебаний уровня Азовского моря // Океанология. – 2009. – 49, № 4. – C. 485 – 493.
  5. Сиротов К.М., Сидельникова Т.М. Опыт расчета скорости ветра и высоты волн в зоне холодного фронта // Тр. Гидрометцентра СССР. – 1984. – Вып. 263. – С. 72 – 75.
  6. Быков Ф.Л., Гордин В.А. Объективный анализ структуры атмосферных фронтов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2014. – 48, № 2. – С. 172 – 188.
  7. Нестеров Е.С. Режим, диагноз и прогноз ветрового волнения в морях и океанах. – М.: Росгидромет, 2013. – 337 с.
  8. Ефимов В.В., Анисимов А.Е. Численное моделирование влияния температурных контрастов суша – море на атмосферную циркуляцию в Черноморском регионе // Морской гидрофизический журнал. – 2011. – № 4. – С. 3 – 12.
  9. Ефимов В.В., Барабанов В.С., Крупин А.В. Моделирование мезомасштабных особенностей атмосферной циркуляции в Крымском регионе Черного моря // Там же. – 2012. – № 1. – С. 64 – 74.
  10. Иванов В.А., Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Динамические процессы и их влияние на распространение и трансформацию загрязняющих веществ в ограниченных морских бассейнах. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2010. - 178 с.
  11. Иванов В.А., Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Динамические процессы и их влияние на трансформацию пассивной примеси в Азовском море // Океанология. – 2014. – 54, № 4. – С. 464 – 472.
  12. Иванов В.А., Черкесов Л.В., Шульга Т.Я. Исследование свободных колебаний уровня Азовского моря, возникающих после прекращения длительного действия ветра // Морской гидрофизический журнал. – 2015. – № 2. – С. 15 – 24.
  13. Лабзовский Н.А. Непериодические колебания уровня моря. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1971. – 238 с.
  14. Blumberg A.F., Mellor G.L. A description of three dimensional coastal ocean circulation model // Three-Dimensional Coastal Ocean Models / Ed. N. Heaps. – Washington, D. C.: American Geophysical Union, 1987. – 4. – P. 1 – 16.
  15. Фомин В.В. Численная модель циркуляции вод Азовского моря // Научные труды УкрНИГМИ. – 2002. – Вып. 249. – C. 246 – 255.
  16. Черкесов Л.В., Иванов В.А., Хартиев С.М. Введение в гидродинамику и теорию волн. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. – 264 с.
  17. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys. – 1982. – 20. – P. 851 – 875.
  18. Smagorinsky J. General circulation experiments with primitive equations, I. The basic experiment // Mon. Wea. Rev. – 1963. – 91, № 3. – P. 99 – 164.
  19. Large W.G., Pond S. Open ocean momentum fluxes in moderate to strong winds // J. Phys. Oceanogr. – 1981. – 11. – P. 324 – 336.
  20. Powell M.D., Vivkery P.J., Reinhold T.A. Reduced drag coefficient for high wind speeds in tropical cyclones // Nature. – 2003. – 422, № 20. – P. 278 – 283.
  21. Sweby P.K. High resolution schemes using flux limiters for hyperbolic conservation laws // SIAM. J. Numer. Analys. – 1984. – 21, № 5. – P. 995 – 1011.
  22. Courant R., Friedrichs K.O., Lewy H. On the partial difference equations of mathematical physics // IBM J. – 1967. – March. – P. 215 – 234.
  23. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Том III. Азовское море. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 218 с.
  24. Гидрометеорологический справочник Азовского моря. – Л.: Гидрометеоиздат, 1962. – 247 с.
  25. Мастерских М.А. Методическое пособие по составлению прогноза фронтальной боры. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 35 с.

Скачать статью в PDF-формате