Purpose. The purpose of the paper is to study the effect of sea ice cover on the intensity of the polar mesoscale cyclone that took place on March 15–16, 2021 over the Barents Sea.
Methods and Results. To study the cyclone numerically, the polar version of the mesoscale WRF model was used. In the performed numerical experiment, the sea ice in the computational domain was replaced by water the temperature of which was 271.46 K. To identify the main factors amplifying the polar mesoscale cyclone, the balance equation for the space-average cyclone kinetic energy was applied. The basic components of the kinetic energy balance equation were considered: the work of pressure gradient force, Fpres, the advection effect and the work of inertial forces Adv, and also the work of turbulent friction force Ffric. It was found that the removal of sea ice from the computational domain had resulted in a decrease of the polar mesoscale cyclone intensity. The values of Fpres, Adv and Ffric in the main calculation were quantitatively compared to those in the experiment, and it was shown that the intensity decrease had become mainly a result of a decrease in Fpres and Adv.
Conclusions. Decrease of Fpres is a consequence of the fact that in the control run, the northern part of the polar mesoscale cyclone was located above the sea ice, and the surface air temperature in this part was 25–30 °C lower than in the southern one. The removal of sea ice led to an increase in surface air temperature at the cyclone periphery and to a decrease in the surface pressure drop between the vortex center and periphery. The Adv decrease is related to deformation of the cyclone in the experiment, which resulted in increase in the fluctuating component of the azimuthal and radial velocities. Both of these factors have led to a decrease of the polar mesoscale cyclone intensity in the experiment.
Цель. Цель работы – исследовать влияние морского ледового покрова на интенсивность полярного мезомасштабного циклона, существовавшего 15–16 марта 2021 г. над Баренцевым морем.
Методы и результаты. Для численного исследования циклона использовалась полярная версия мезомасштабной модели WRF. Проведен численный эксперимент, в котором морской лед в расчетной области заменили водой с температурой 271,46 К. Чтобы выявить основные факторы усиления полярного мезомасштабного циклона, использовали уравнение баланса средней по пространству кинетической энергии циклона. Рассмотрены основные составляющие уравнения баланса кинетической энергии: работа силы, обусловленной радиальным градиентом давления, Fpress, влияние адвекции и работа инерционных сил Adv, а также работа силы турбулентного трения Ffric. Получено, что удаление морского льда из расчетной области привело к уменьшению интенсивности полярного мезомасштабного циклона. Проведено количественное сравнение величин Fpress, Adv и Ffric в основном расчете и в эксперименте и показано, что уменьшение интенсивности произошло в основном в результате уменьшения Fpress и Adv.
Выводы. Уменьшение Fpress является следствием того, что в основном расчете северная часть полярного мезомасштабного циклона располагалась над морским льдом и температура приповерхностного воздуха в этой части была на 25–30 °С ниже, чем в южной. Удаление морского льда привело к увеличению приповерхностной температуры воздуха на периферии циклона и уменьшению приповерхностного перепада давления между центром и периферией вихря. Уменьшение Adv связано с деформацией циклона в эксперименте, вследствие чего произошло увеличение пульсационной составляющей азимутальной и радиальной скорости. Оба этих фактора и привели к понижению интенсивности полярного мезомасштабного циклона в эксперименте.