Purpose. The work is purposed at studying the response of the Black Sea upper layer to the intrusion of cold air in January 23–25, 2010.
Methods and Results. The coupled mesoscale sea – atmosphere model NOW with the 1 km resolution was used to study numerically the sea fields. The change in sea surface temperature in January 23–25, 2010 resulted from the cold intrusion was reproduced. The basic factors which had influenced the change in the upper layer temperature, namely horizontal advection, cooling of the sea surface due to the sensible and latent heat fluxes, and the impact of vertical turbulent mixing were considered and quantitatively assessed. The main changes that took place in the cold intermediate layer were investigated.
Conclusions. The change in vertical distribution of the monthly average temperature, salinity and density is considered based on the Copernicus reanalysis data for 2009–2010. The presence of a cold intermediate layer at the average depth 60 m in all the months except for the transitional winter-spring period is shown. The results of NOW modeling reveal the fact that decrease in the surface temperature over the most of the sea area occurred as a result of heat and mass exchange with the atmosphere. The influence of horizontal advection and mixing through the lower boundary of the cold intermediate layer was manifested only in certain small areas, in other words, it produced a local effect. Convective cooling spanned the upper mixed layer up to the depths about 40–45 m and amounted to ∼1 °C. Besides, it is shown that during the cold air intrusion, the depth of cold intermediate layer increased. The notion that the local cold waters in the shallow northwestern part of the sea are secondary as a source of formation of the cold intermediate layer has been confirmed. The density of colder, but less saline coastal water prevents its sinking to the upper boundary of cold intermediate layer.
Цель. Цель работы – исследовать реакцию верхнего слоя Черного моря на вторжение холодного воздуха 23–25 января 2010 г.
Методы и результаты. Для численного исследования морских полей использовалась совместная мезомасштабная модель море – атмосфера NOW с разрешением 1 км. Воспроизведено изменение температуры поверхности моря 23–25 января 2010 г. вследствие холодного вторжения. Рассмотрены и количественно оценены основные факторы, которые повлияли на изменение температуры верхнего слоя: горизонтальная адвекция, охлаждение поверхности моря за счет потоков явного и скрытого тепла и влияние вертикального турбулентного перемешивания. Исследованы основные изменения, которые произошли в холодном промежуточном слое.
Выводы. Рассмотрено изменение вертикального распределения среднемесячной температуры, солености и плотности по данным реанализа Copernicus за 2009–2010 гг. и показано наличие холодного промежуточного слоя на средней глубине 60 м во все месяцы за исключением переходного зимне-весеннего периода. По результатам моделирования NOW показано, что понижение температуры поверхности на большей части моря произошло в результате тепло- и массообмена с атмосферой. Влияние горизонтальной адвекции и перемешивания через нижнюю границу холодного промежуточного слоя проявилось только в отдельных небольших областях, т. е. имело локальный эффект. Конвективное охлаждение захватило квазиоднородный поверхностный слой до глубин около 40–45 м и составило ∼1 °С. Кроме того, показано, что за время холодного вторжения произошло понижение глубины залегания холодного промежуточного слоя. Подтверждено представление о вторичности локальных холодных вод в мелководной северо-западной части моря как источника формирования холодного промежуточного слоя. Плотность более холодной, но менее соленой прибрежной воды препятствует ее опусканию до верхней границы холодного промежуточного слоя.