А.Н. Лукьянова¹, А.В. Багаев¹, Т.В. Пластун¹, Н.В. Маркова¹, В.Б. Залесный², В.А. Иванов¹

¹ Морской гидрофизический институт РАН, г. Севастополь

² Институт вычислительной математики РАН, г. Москва

Аннотация

Проведен анализ результатов численных экспериментов по моделированию климатической циркуляции Черного моря, выполненных на основе термогидродинамической модели Черного и Азовского морей Института вычислительной математики РАН (ИВМ). Построены карты течений и вертикальные разрезы в поле температуры. Показано, что модель хорошо воспроизводит основные элементы циркуляции вод, а их вертикальная термохалинная структура согласуется с данными среднемноголетних наблюдений.

Впервые рассмотрена совокупность измерений из Банка данных (БД) Морского гидрофизического института РАН (МГИ) и результатов климатического расчета с применением численных моделей ИВМ и МГИ, обобщенная и приведенная к единым пространственным координатам. Проведен анализ данных о скоростях и на-правлениях течений на глубинах 500, 750 и 1000 м. Отмечена характерная неустойчивость направления измеренных течений, наиболее резко проявляющаяся для точек над свалом глубин, и высокая дисперсия при осреднении амплитуд. Обе модели показали гораздо более устойчивую структуру поля скоростей. Модель ИВМ в ряде случаев точнее воспроизводит направление течений относительно БД, но для многих точек занижает амплитуды модуля скорости. Это может быть объяснено недостаточным разрешением в описании рельефа дна Черного моря, сравнительно низкими энергиями климатического поверхностного форсинга и отсутствием ассимиляции профилей климатической температуры и солености.

Ключевые слова

численное моделирование, глубоководная циркуляция, база данных, Черное море

Благодарности

Работа Багаева А.В. и Лукьяновой А.Н. выполнена в МГИ при финансовой поддержке государства в лице Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0110). Работа Марковой Н.В. выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта No16-05-00264 "А".

Список литературы

1. Zalesny V.B., Diansky N.A., Fomin V.V. et al. Numerical model of the circulation of the Black Sea and the Sea of Azov // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling.– 2010.– v.25, № 6.– P.581-609.
2. Залесный В.Б., Гусев А.В., Мошонкин С.Н. Численная модель гидродинамики Черного и Азовского морей с вариационной инициализацией температуры и солености // Изв. РАН. ФАО.– 2013.– т.49, № 6.– С.699-716.
3. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики.– СПб: Лань, 2009.– 608 с.
4. Он-лайн ресурс http://data1.gfdl.noaa.gov/ (дата проверки: 26.01.2016)
5. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011.– 212 с.
6. Демышев С.Г., Дымова О.А., Маркова Н.В., Пиотух В.Б. Численные эксперименты по реконструкции глубинных течений в Черном море // Морской гидрофизический журнал.– 2016.– № 2.– С.38-52.
7. Дорофеев В.Л., Коротаев Г.К. Ассимиляция данных спутниковой альтиметрии в вихреразрешающей модели циркуляции Черного моря // Морской гидрофизический журнал.– 2004.– № 1.– С.52-68.
8. Staneva J.V., Stanev E.V. Oceanic response to atmospheric forcing derived from different climatic data sets. Intercomparison study for the Black Sea // Oceanologia Acta.– 1998.– 21, № 3.– Р.383-417.
9. Ефимов В.В., Тимофеев Н.А. Теплобалансовые исследования Черного и Азовского морей.– Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1990.– 237 с.
10. Демышев С.Г., Иванов В.А., Маркова Н.В., Черкесов Л.В. Построение поля течений в Черном море на основе вихреразрешающей модели с ассимиляцией климатических полей температуры и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007.– вып.15.– C.215-226.
11. Демышев С.Г. Численная модель оперативного прогноза течений в Черном море // Изв. РАН. ФАО.– 2012.– т.48, № 1.– С.1-13.

Скачать статью в PDF-формате