Временнáя изменчивость параметров ветровых волн в Балтийском море за период 1979-2018 годов по результатам численного моделирования

А. Н. Соколов1,2,✉, Б. В. Чубаренко1

1 Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

2 Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, Калининград, Россия

✉ e-mail: tengritag@gmail.com

Аннотация

Цель. Цель исследования – выявление возможных трендов в динамике волнового климата в акватории Балтийского моря и анализ статистической значимости коэффициентов этих трендов по результатам численного моделирования для периода 1979–2018 гг.

Методы и результаты. Расчеты (за 40 лет – с 1979 по 2018 гг.) проведены с помощью спектральной волновой модели MIKE 21 SW на нерегулярной сетке. Ветровое воздействие задавалось по данным реанализа ERA-Interim. Модель калибровалась и верифицировалась на данных волновых буев в северной и южной частях Балтийского моря. По откалиброванной модели были рассчитаны параметры ветрового волнения для всего Балтийского моря с 1979 по 2018 г. с интервалом в 1 ч. Эти параметры послужили исходными данными для оценки временной изменчивости высоты ветровых волн на Балтике за 40 лет. Результаты расчетов на нерегулярной сетке были интерполированы к регулярной сетке. В итоге получены карты распределения максимальных и средних за 40-летний период значительных высот волн в акватории Балтийского моря. Выявлены временные тренды среднегодовой значительной высоты волн, и проведена оценка статистической значимости коэффициентов этих трендов.

Выводы. Средние за год значительные высоты волн почти во всей акватории Балтийского моря в период 1979–2018 гг. (40 лет) имеют тенденцию к снижению со скоростью, не превышающей 2–3 см (~2–3%) за 10 лет. Наибольшие скорости снижения наблюдаются в Юго-Восточной Балтике, наименьшие – в Ботническом и Финском заливах.

Ключевые слова

Балтийское море, ветровые волны, временная изменчивость, численное моделирование

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы № 0149-2019-0013 государственного задания ИО РАН и при поддержке гранта РФФИ № 18-05-80035 (методическая часть).

Для цитирования

Соколов А. Н., Чубаренко Б. В. Временнáя изменчивость параметров ветровых волн в Балтийском море за период 1979–2018 годов по результатам численного моделирования // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 4. С. 383–395. EDN SGVSPH. doi:10.22449/0233-7584-2020-4-383-395

Sokolov, A.N. and Chubarenko, B.V., 2020. Temporal Variability of the Wind Wave Parameters in the Baltic Sea in 1979–2018 Based on the Numerical Modeling Results. Physical Oceanography, 27(4), pp. 352-363. doi:10.22449/1573-160X-2020-4-352-363

DOI

10.22449/0233-7584-2020-4-383-395

Список литературы

  1. Trends and extremes of wave fields in the north-eastern part of the Baltic Proper / B. Broman [et al.] // Oceanologia. 2006. Vol. 48(S). P. 165–184. URL: https://www.etis.ee/File/DownloadPublic/942d20a6-1b59-40f6-a000-45bd8a3c504c?name= Fail_Oceanologia_2006_Broman_etal.pdf&type=application%2Fpdf (date of access: 03.07.2020).
  2. Cieślikiewicz W., Paplińska-Swerpel B. A 44-year hindcast of wind wave fields over the Baltic Sea // Coastal Engineering. 2008. Vol. 55, iss. 11. P. 894–905. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2008.02.017
  3. Волновой климат Балтийского моря на основе результатов, полученных с помощью спектральной модели SWAN / А. Ю. Медведева [и др.] // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2015. № 1. С. 12–22.
  4. Comparing a 41-year model hindcast with decades of wave measurements from the Baltic Sea / J.-V. Björkqvist [et al.] // Ocean Engineering. 2018. Vol. 152. P. 57–71. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.01.048
  5. Soomere T., Räämet A. Spatial patterns of the wave climate in the Baltic Proper and the Gulf of Finland // Oceanologia. 2011. Vol. 53(1-TI). P. 335–371. URL: https://www.iopan.pl/oceanologia/531Tsoom.pdf (date of access: 03.07.2020).
  6. Soomere T., Räämet A. Long-term spatial variations in the Baltic Sea wave fields // Ocean Science. 2011. Vol. 7, iss. 1. P. 141–150. doi:10.5194/os-7-141-2011
  7. Ледовый режим Балтийского моря / В. В. Драбкин [и др.] // Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том III. Балтийское море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. Ф. С. Терзиева, В. А. Рожкова, А. И. Смирновой. СПб. : Гидрометеоиздат, 1992. Раздел 4.6. С. 320–329.
  8. Divinsky B. V., Kosyan R. D. Spatiotemporal variability of the Black Sea wave climate in the last 37 years // Continental Shelf Research. 2017. Vol. 136. P. 1–19. https://doi.org/10.1016/j.csr.2017.01.008
  9. MIKE 21 Wave Modelling. MIKE 21 Spectral Waves FM: Short description. Horsholm : DHI, 2007. 14 p. URL: https://www.mikepoweredbydhi.com/-/media/shared%20content/mike%20by%20dhi/flyers%20and%20pdf/product-documentation/short%20descriptions/mike21_sw_fm_short_description.pdf (date of access: 03.07.2020).
  10. Соколов А. Н., Чубаренко Б. В. Анализ возможного влияния климатических изменений на параметры ветрового волнения в прибрежной зоне юго-восточной Балтики // Известия КГТУ. 2014. № 34. C. 43–51. URL: http://klgtu.ru/upload/science/magazine/news_kstu/2014_34/sokolov.pdf (дата обращения: 06.07.2020).
  11. Sokolov A., Chubarenko B. Numerical simulation of dynamics of sediments disposed in the marine coastal zone of the south-eastern Baltic // Baltica. 2018. Vol. 31, no. 1. P. 13–23. https://doi.org/10.5200/baltica.2018.31.02
  12. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ: [в 2 кн.]. Кн. 1. М. : Финансы и статистика, 1986. 366 с. (Математико-статические методы за рубежом).
  13. Pakhteev A., Stepanov A. On simulation of normal records // Communications in Statistics - Simulation and Computation. 2019. Vol. 48, iss. 8. P. 2413–2424. doi:10.1080/03610918.2018.1457692

Скачать статью в PDF-формате