Режим ветрового волнения в районе Балаклавской бухты

В. В. Фомин, А. А. Полозок*

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: polozok.umi@gmail.com

Аннотация

Исследование волнового режима прибрежных акваторий имеет большое практическое значение для обеспечения безопасности мореплавания, а также для проектирования и эксплуатации объектов береговой инфраструктуры. В настоящей работе исследованы режимные характеристики ветрового волнения в районе Балаклавской бухты (п-ов Крым) на основе математического моделирования. В качестве исходных данных использованы результаты ретроспективных расчетов ветровых волн в Черном море за 1979–2019 гг. с дискретностью 1 ч. Результаты были получены с помощью спектральной волновой модели SWAN на неструктурированной сетке. Ветровое воздействие задавалось по данным атмосферных реанализов ERA-Interim и _ERA_5. На основе статистической обработки результатов моделирования для района Балаклавской бухты получена информация о повторяемости элементов волн, длительности штормовых и штилевых ситуаций, экстремальных характеристиках волнения. Установлено, что в большинстве случаев высота значительных волн hs в исследуемом районе не превышает 0.5 м, а повторяемость волн высотой hs ≥ 2.5 м составляет ~ 1 %. Максимальную повторяемость и интенсивность имеет волнение юго-западного и юго-юго-западного направлений. Для штормов, возможных один раз в 25 лет, значение hs превышает 7 м. Наиболее продолжительные штормовые ситуации возникают в декабре – январе. Минимальная продолжительность штормов отмечается в августе. За исследуемый 41-летний период статистически значимого тренда в изменении высот волн не выявлено, хотя тенденция к снижению интенсивности волнения имеет место (за 10 лет среднегодовые значения hs уменьшились на 3 см).

Ключевые слова

Черное море, Балаклавская бухта, ветровое волнение, математическое моделирование, SWAN, статистические характеристики

Благодарности

Волновой режим в районе Балаклавской бухты исследовался в рамках темы Морского гидрофизического института РАН No 0827-2018-0004. Математическое моделирование волнового климата в Черном море за период 1979–2019 гг. выполнялось при финансовой поддержке РФФИ (проект No18-05-80035).

Для цитирования

Фомин В. В., Полозок А. А. Режим ветрового волнения в рай- оне Балаклавской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. No 2. С. 53–67. doi:10.22449/2413-5577-2020-2-53-67

DOI

10.22449/2413-5577-2020-2-53-67

Список литературы

  1. Ломакин П. Д., Попов М. А. Оценка степени загрязнения и перспектива экологических исследований вод Балаклавской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. Вып. 28. С. 195–213.
  2. Ломакин П. Д., Попов М. А. Структура и сезонная изменчивость термохалинного поля в Балаклавской бухте и прилегающей акватории Черного моря по данным контактных и спутниковых наблюдений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010. Вып. 23. С. 171–179.
  3. Боровская Р. В., Ломакин П. Д., Попов М. А. Апвеллинг в Балаклавской бухте и прилегающих акваториях Черного моря на базе спутниковых данных // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. Вып. 20. С. 171–179.
  4. Проявление апвеллинга в полях гидрофизических и гидрохимических элементов на акватории Балаклавской бухты / П. Д. Ломакин [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010. Вып. 23. С. 180–192.
  5. Попов М. А., Ковригина Н. П., Лисицкая Е. В. Комплексный мониторинг вод Балаклавской бухты // Основные результаты комплексных исследований в Азово-Черноморском бассейне и мировом океане (юбилейный выпуск). Керчь: ЮгНИРО, 2008. Т. 46. С. 118–124. (Труды ЮгНИРО; т. 46). URL: https://www.oceandocs.org/bitstream/handle/1834/9594/YugNIRO%20Proceedings%20Vol.46%20-%202008.pdf (дата обращения: 15.05.2020).
  6. Ломакин П. Д., Попов М. А. Современное состояние основных компонентов экосистемы Балаклавской бухты по материалам комплексного мониторинга ИнБЮМ НАН Украины // Вестник Гидрометцентра Черного и Азовского морей. Одесса, 2011. No 1(12). С. 83–95. URL: http://www.hmcbas.od.ua/2012-06-07-20-19-49.html?download=11%3A-12 (дата обращения: 10.05.2020).
  7. Тихонова Е. А., Котельянец Е. А., Гуров К. И. Содержание органических веществ и тяжелых металлов в донных отложениях Балаклавской бухты (Черное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 3. С. 82–88. doi:10.22449/2413-5577-2019-3-82-88
  8. Organic matter and grain-size distribution of the modern bottom sediments in the Balaklava Bay (the Black Sea) / N. A. Orekhova [et al.] // Physical Oceanography. 2018. Vol. 25, iss. 6. P. 479–488. doi:10.22449/1573-160X-2018-6-479-488
  9. Pollutants in bottom sediments in the Balaklava Bay (the Black Sea) / E. A. Kotelyanets [et al.] // Physical Oceanography. 2019. Vol. 26, iss. 5. P. 414–424. doi:10.22449/1573-160X-2019-5-414-424
  10. Кубряков А. И., Попов М. А. Моделирование циркуляции и распространение загрязняющей примеси в Балаклавской бухте // Морской гидрофизический журнал. 2005. No 3. С. 49–61.
  11. Фомин В. В., Репетин Л. Н. Численное моделирование ветровых течений и распространения примеси в Балаклавской бухте // Морской гидрофизический журнал. 2005. No 4. С. 43–58.
  12. Фомин В. В., Лазоренко Д. И., Иванча Е. В. Численное моделирование сейш в Балаклавской бухте // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2017. No 3. С. 32–39.
  13. Booij N., Ris R. C., Holthuijsen L. H. A third-generation wave model for coastal regions: 1. Model description and validation // Journal of Geophysical Researches: Oceans. 1999. Vol. 104, iss. C4. P. 7649–7666. https://doi.org/10.1029/98JC02622
  14. Zijlema M. Computation of wind-wave spectra in coastal waters with SWAN on unstructured grids // Coastal Engineering. 2010. Vol. 57, iss. 3. P. 267–277. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2009.10.011
  15. Полонский А. Б., Фомин В. В., Гармашов А. В. Характеристики ветрового волнения Черного моря // Доповiдi Національної академії наук України. 2011. No 8. С. 108–112.
  16. Maximum Waves in the Black Sea / B. Divinskii [et al.] // Proceedings of the Fourteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation MEDCOAST 2019 (Marmaris, Turkey, 22-26 October 2019). Mugla, Turkey : MEDCOAST Foundation, 2019. Vol. 2. P. 799–810.
  17. Крылов Ю. М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 255 с.
  18. Estimation of extreme wind wave heights / L. J. Lopatoukhin [et al.]. World Meteorological Organization, 2000. 73 p. (JCOMM Technical Report No. 9, WMO/TD-No. 1041).
  19. Extreme wind waves in the Black Sea / B. V. Divinsky [et al.] // Oceanologia. 2020. Vol. 62, iss. 1. Р. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2019.06.003

Скачать статью в PDF-формате