Особенности водообмена через Керченский пролив по результатам численного моделирования циркуляции с высоким пространственным разрешением

А. И. Мизюк✉, О. С. Пузина, Г. К. Коротаев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: artem.mizyuk@mhi-ras.ru

Аннотация

Цель. Цель работы – исследование синоптической изменчивости гидрофизических параметров в бассейнах Азовского и Черного морей, вызванной поступлением через пролив водных масс, отличающихся по своим свойствам от окружающих в отмеченных бассейнах.

Методы и результаты. Выполнен анализ результатов численного моделирования циркуляции каскада морей (Азовское – Черное – Мраморное) для 2008–2009 гг. Использовались региональная конфигурация комплекса численного моделирования NEMO и результаты атмосферного реанализа ERA5. Основные результаты получены для конфигурации с пространственным разрешением расчетной сетки приблизительно 1,1 км. Демонстрируются процессы затока азовских вод в Черное море, а черноморских водных масс в бассейн Азовского и их последующая эволюция. Приведены оценки водо- и солеобмена через Керченский пролив.

Выводы. Регулярная смена направления переноса вод через пролив, обусловленная значительной изменчивостью ветра, составляет основной механизм измений водообмена между бассейнами. Анализ изменений однонаправленных потоков соли через Керченский пролив, превышающих среднегодовые значения, позволил выявить события значительного поступления соли в Азовское море. Доля таких событий составляет от 20–25 до почти 70 % от общего числа затоков.

Ключевые слова

численное моделирование, Керченский пролив, Азовское море, солеобмен, перемежаемость, водообмен, циркуляция вод, синоптическая изменчивость, транспорт воды

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0555-2021-0007.

Для цитирования

Мизюк А. И., Пузина О. С., Коротаев Г. К. Особенности водообмена через Керченский пролив по результатам численного моделирования циркуляции с высоким пространственным разрешением // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 2. С. 139–156. EDN GPIRAN. doi:10.29039/0233-7584-2023-2-139-156

Mizyuk, A.I., Puzina, O.S. and Korotaev, G.K., 2023. Features of Water Exchange through the Kerch Strait Based on the Results of Numerical Modeling of the Circulation with High Spatial Resolution. Physical Oceanography, 30(2), pp. 125-140. doi:10.29039/0233-7584-2023-2-125-140

DOI

10.29039/0233-7584-2023-2-139-156

EDN

GPIRAN

Список литературы

  1. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том IV. Черное море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. 235 с.
  2. Альтман Э. Н., Толмазин Д. М. Метод расчета течений и водообмена в Керченском проливе // Океанология. 1970. Т. 10, № 3. С. 438–447.
  3. Распространение вод из Керченского пролива в Черное море / А. А. Алескерова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 53–64. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-53-64
  4. Water exchange between the Sea of Azov and the Black Sea through the Kerch Strait / I. Zavialov [et al.] // Ocean Science. 2020. Vol. 16, iss. 1. P. 15–30. https://doi.org/10.5194/os-16-15-2020
  5. Иванов В. А., Шапиро Н. Б. Моделирование течений в Керченском проливе // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. Вып. 10. С. 207–232.
  6. Фомин В. В., Лазоренко Д. И., Фомина И. Н. Численное моделирование водообмена через Керченский пролив для различных типов атмосферных воздействий // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 4. С. 82–93. doi:10.22449/0233-7584-2017-4-82-93
  7. Моделирование динамики вод в Керченском проливе и предпроливных зонах / под ред. В. А. Иванова. Севастополь : МГИ, 2010. 206 с.
  8. Система морских ретроспективных расчетов и прогнозов гидрометеорологических характеристик Азовского моря и Керченского пролива / Н. А. Дианский [и др.] // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Геоинформационные технологии и космический мониторинг. 2020. Т. 2, № 5. С. 131–140. EDN GBWEBF. doi:10.23885/2500-123X-2020-2-5-131-140
  9. Stanev E. V., Grashorn S., Zhang Y. J. Cascading ocean basins: numerical simulations of the circulation and interbasin exchange in the Azov-Black-Marmara-Mediterranean Seas system // Ocean Dynamics. 2017. Vol. 67. P. 1003–1025. https://doi.org/10.1007/s10236-017-1071-2
  10. NEMO Ocean Engine / G. Madec [et al.]. France: Institut Pierre-Simon Laplace. (Note du Pôle de modélisation de l'Institut Pierre-Simon Laplace ; No. 27). URL: https://www.nemo-ocean.eu/doc/node1.html (date of access: 05.03.2023).
  11. Mesinger F., Arakawa A. Numerical Methods Used in Atmospheric Models. WMO-ICSU Joint Organizing Committee, 1976. Vol. 1. 64 p. (GARP Publications Series ; No. 17).
  12. Leclair M., Madec G. A conservative leapfrog time stepping method // Ocean Modelling. 2009. Vol. 30, iss. 2–3. P. 88–94. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2009.06.006
  13. Долгопериодная изменчивость термохалинных характеристик Азовского моря на основе численной вихреразрешающей модели / А. И. Мизюк [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 496–510. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-496-510
  14. Мизюк А. И., Коротаев Г. К. Черноморские внутрипикноклинные линзы по результатам численного моделирования циркуляции бассейна // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56, № 1. С. 112–122. doi:10.31857/S0002351520010101
  15. Roullet G., Madec G. Salt conservation, free surface, and varying levels: A new formulation for ocean general circulation models // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2000. Vol. 105, iss. C10. Р. 23927–23942. https://doi.org/10.1029/2000JC900089
  16. Mizyuk A. I., Puzina O. S. Sea ice modeling in the Sea of Azov for a study of long-term variability // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 386. 012023. doi:10.1088/1755-1315/386/1/012023
  17. Толкаченко Г. А., Маньковский В. И., Соловьев М. В. Гидрооптические наблюдения в прибрежных водах Южного берега Крыма летом и осенью 2001 г. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2003. Вып. 2 (7). С. 93–99.
  18. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с.
  19. Mizyuk A. I., Lishaev P. N., Puzina O. S. Estimation of the Azov Sea state based on the Black Sea hydrography // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1675. 012120. doi:10.1088/1742-6596/1675/1/012120

Скачать статью в PDF-формате