Purpose. The study consists in analyzing the energy flows between the currents of different scales in the eastern and western parts of the Black Sea.
Methods and Results. The energy balance components were determined based on the results of numerical calculation of current fields in the Black Sea performed using a two-layer eddy-resolving model subjected to a forcing of a wind with cyclonic vorticity. A complete non-stationary large-scale sea circulation was represented conventionally as a sum of mean currents and mesoscale eddies. Conversions between the kinetic and available potential energy, as well as the energy flows between the mean currents and the mesoscale eddies were calculated separately for the eastern and western parts of the Black Sea. Besides, the advective energy flows across the meridional boundary between two parts of the sea were also calculated.
Conclusions. The main contribution to the potential energy advective transfer from the eastern part of the Black Sea to its western part is made by the mesoscale eddies. This advective energy transfer results in arising of differences in the energy flow directions in the currents of different scales in the eastern and western parts of the sea. In the Black Sea eastern part, energy is transferred from the mean currents to the mesoscale eddies, whereas in its western part, a reverse energy flow is observed. It is shown that the kinetic energy exchange between the movements of different scales is provided by the Coriolis force work, which for the initial currents is equal to zero, but turns out to be non-zero separately for the mean flows and the mesoscale eddies.
Цель. Целью данной работы является анализ потоков энергии между течениями разных масштабов в восточной и западной частях Черного моря.
Методы и результаты. Для определения составляющих энергетического баланса использовались результаты численного расчета полей течений в Черном море, выполненного с помощью двухслойной вихреразрешающей модели, возбуждаемой ветром с циклонической завихренностью. Полная нестационарная крупномасштабная циркуляция моря условно представлялась в виде суммы средних течений и мезомасштабных вихрей. Были рассчитаны переходы между кинетической и доступной потенциальной энергией, а также потоки энергии между крупномасштабными течениями и мезомасштабными вихрями отдельно для восточной и западной части Черного моря. Кроме того, были определены адвективные потоки энергии через меридиональную границу между двумя частями моря.
Выводы. Основной вклад в адвективный перенос потенциальной энергии из восточной части Черного моря в западную вносят мезомасштабные вихри. Этот адвективный перенос энергии приводит к возникновению различий в направлении потоков энергии между течениями разных масштабов в восточной и западной частях моря. В восточной части энергия передается от средних течений к мезомасштабным вихрям, а в западной наблюдается обратный поток энергии. Показано, что обмен кинетической энергией между различными масштабами обеспечивается работой силы Кориолиса, которая для исходных течений равна нулю, но оказывается не равной нулю отдельно для средних течений и мезомасштабных вихрей.