Роль рельефа дна и β-эффекта в динамике Черного моря

А.А. Павлушин✉, Н.Б. Шапиро, Э.Н. Михайлова

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: pavlushin@mhi-ras.ru

Аннотация

Обсуждаются результаты численных экспериментов, выполненных в рамках двухслойной вихреразрешающей модели Черного моря. В модели учитываются рельеф дна, β-эффект, придонное трение и горизонтальная турбулентная вязкость, параметризуемая бигармоническим оператором. Расчеты проведены на длительный срок до выхода решения на статистически-равновесный режим, который характеризуется наличием интенсивных течений, волн и вихрей. Показано, что в режиме статистического равновесия в море существует круговая циркуляция циклонической направленности, в верхнем слое образуется струйное меандрирующее течение – аналог ОЧТ. В нижнем слое выявлены достаточно интенсивные волны, которые накладываются на поток, распространяющийся вдоль изобат. Эти волны можно характеризовать как топографические волны Россби, захваченные материковым склоном. Предложена методика анализа таких волн. Показано, что волновые возмущения течений в нижнем слое существенно влияют на течения в верхнем слое, способствуя их неустойчивости и меандрированию.

Ключевые слова

Черное море, вихреразрешающая модель, численный эксперимент, β-эффект, топографические волны Россби, рельеф дна, захваченные волны

Для цитирования

Павлушин А.А., Шапиро Н.Б., Михайлова Э.Н. Роль рельефа дна и β-эффекта в динамике Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 27-39. EDN QHQKPF. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-27-39

Pavlushin, A.A., Shapiro, N.B. and Mikhailova, E.N., 2017. The Role of the Bottom Relief and the β-effect in the Black Sea Dynamics. Physical Oceanography, (6), pp. 24-35. doi:10.22449/1573-160X-2017-6-24-35

DOI

10.22449/0233-7584-2017-6-27-39

Список литературы

  1. Павлушин А.А., Шапиро Н.Б., Михайлова Э.Н., Коротаев Г.К. Двухслойная вихреразрешающая модель ветровых течений в Черном море // Морской гидрофизический журнал. − 2015. − № 5. − С. 3 − 22. − doi:10.22449/0233-7584-2015-5-3-22
  2. Павлушин А.А., Шапиро Н.Б., Михайлова Э.Н. Проявление β-эффекта в двухслойной модели Черного моря // Морской гидрофизический журнал. − 2016. − № 5. − С. 3 − 24. − doi:10.22449/0233-7584-2016-5-3-24
  3. 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 // J. Phys. Oceanogr. – 1975. – 5, Iss. 4. – P. 642 – 657. − doi:10.1175/1520-0485(1975)0050642:OTGOME2.0.CO;2
  4. Мезингер Ф., Аракава А. Численные методы, используемые в атмосферных моделях. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 136 с.
  5. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. − Л.: Гидрометеоиздат, 1987. − 512 с.
  6. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 239 с.
  7. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. – 212 c.
  8. Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток. − М.: Радио и связь, 1985. − 248 с.
  9. Ефимов В.В., Куликов Е.А., Рабинович А.Б. и др. Волны в пограничных областях океана. − Л.: Гидрометеоиздат, 1985. − 280 c. – URL: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/img-503182759.pdf (дата обращения 17.05.2017).
  10. Иванов В.А., Янковский А.Е. Длинноволновые движения в Черном море. – Киев: Наукова думка, 1992. – 110 с.
  11. Rachev N.H., Stanev E.V. Eddy Processes in Semienclosed Seas: A Case Study for the Black Sea // J. Phys. Oceanogr. − 1997. − 27. − P. 1581 – 1601. − doi:10.1175/1520-0485(1997)0271581:EPISSA2.0.CO;2
  12. Stanev E.V., Rachev N.H. Numerical study on the planetary Rossby modes in the Black Sea // J. Mar. Sys. − 1999. – 21, Iss. 1 – 4. – P. 283 – 306.
  13. Longuet-Higgins M.S. Planetary Waves on a Rotating Sphere // Proc. Roy. Soc. London. Ser. A. − 1964. – 279, No. 1379. – P. 446 – 473. – URL: http://www.jstor.org/stable/2414690?origin=JSTOR-pdf&seq=1#page_scan_tab_contents (дата обращения 26.05.2017).
  14. Физика океана. Т. 2. Гидродинамика океана / Отв. ред. В.М. Каменкович, А.С. Мо-нин. − М.: Наука, 1978. – 456 с.
  15. Монин А.С., Жихарев Г.М. Океанские вихри // Успехи физических наук. – 1990. – 160, вып. 5. – P. 1 – 46.

Скачать статью в PDF-формате