Особенности формирования речного плюма в мелководной лагуне (на примере залива Сиваш, Азовское море)

В. В. Фомин, А. А. Полозок*

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

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

Аннотация

Особенности термохалинной структуры вод лагун и заливов оказывают значительное влияние на биологическое разнообразие, продуктивность и качество вод этих акваторий. В работе исследуются характеристики пресноводного плюма в районе впадения реки Салгир в залив Сиваш. Исследование выполнено на основе трехмерной гидродинамической модели типа РОМ с разрешением 10 м по горизонтали и 0.1 м по вертикали. В качестве входных параметров модели использованы данные натурных наблюдений за речным стоком, температурой и соленостью речной и морской воды, выполненных в районе устья реки Салгир в июне 2021 г. На основе серии численных экспериментов изучено влияние различного типа течений на положение, форму и размеры плюма. Показано, что под воздействием речного стока на выходе из устья реки формируется плюм диаметром (горизонтальным размером) несколько сотен метров. Из-за вращения Земли форма плюма асимметричная. Эта асимметрия проявляется независимо от того, существуют ли в бассейне течения. Вдольбереговые течения вызывают уменьшение поперечного размера плюма в два раза. Когда ветер направлен в сторону берега, происходит запирание плюма и пресная вода растекается узкой полосой по обе стороны от устья реки. Плюм сосредоточен в верхнем слое толщиной 20–40 см. В непосредственной близости от устья реки толщина плюма наименьшая, что обусловлено подъемом к поверхности бассейна пресной воды, поступающей из придонных слоев реки.

Ключевые слова

Азовское море, Крым, Салгир, Сиваш, речной сток, речной плюм, математическое моделирование

Благодарности

Исследование выполнялось в рамках темы Морского гидрофизического института РАН № 0555-2021-0005 «Прибрежные исследования». Модельные расчеты проводились на вычислительном кластере МГИ

Для цитирования

Фомин В. В., Полозок А. А. Особенности формирования речного плюма в мелководной лагуне (на примере залива Сиваш, Азовское море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 3. С. 27–42. doi:10.22449/2413-5577-2022-3-28-42

Fomin, V.V. and Polozok, A.A., 2022. Features of River Plume Formation in a Shallow Lagoon (the Case of the Sivash Bay, the Sea of Azov). Ecological Safety of the Coastal and Shelf Zones of the Sea, (3), pp. 28–42. doi:10.22449/2413-5577-2022-3-28-42

DOI

10.22449/2413-5577-2022-3-28-41

Список литературы

  1. Дьяков Н. Н., Белогудов А. А. Водообмен залива Сиваш с Азовским морем через пролив Генический (Тонкий) // Труды Государственного океанографического института имени Н. Н. Зубова. М. : Артифекс, 2015. Вып. 216. С. 240–253.
  2. Совга Е. Е., Еремина Е. С., Хмара Т. В. Водный баланс залива Сиваш в условиях изменчивости природно-климатических и антропогенных факторов // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 1. С. 71–81. doi:10.22449/0233-7584-2018-1-71-81
  3. Евстигнеев В. П., Ерёмина Е. С. Расчет количества осадков, выпадающих на поверхность залива Сиваш // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 2. С. 19–29. doi:10.22449/2413-5577-2019-2-19-29
  4. Еремина Е. С., Евстигнеев В. П. Межгодовая изменчивость водообмена между Азовским морем и заливом Сиваш через пролив Тонкий // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 5. С. 532–544. doi:10.22449/0233-7584-2020-5-532-544
  5. Ломакин П. Д. Особенности полей океанологических величин в заливе Сиваш (Азовское море) // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 6. С. 696–709. doi:10.22449/0233-7584-2021-6-696-709
  6. Fong D. A., Geyer W. R. The alongshore transport of freshwater in a surface-trapped river plume // Journal of Physical Oceanography. 2002. Vol. 32, iss. 3. P. 957–972. https://doi.org/10.1175/1520-0485(2002)0320957:TATOFI2.0.CO;2
  7. Yankovsky A. E., Lemeshko E. M., Ilyin Y. P. The influence of shelfbreak forcing on the alongshelf penetration of the Danube buoyant water, Black Sea // Continental Shelf Research. 2004. Vol. 24, iss. 10. P. 1083–1098. https://doi.org/10.1016/j.csr.2004.03.007
  8. Osadchiev A. A., Zavialov P. O. Lagrangian model of a surface-advected river plume // Continental Shelf Research. 2013. Vol. 58. P. 96–106. doi:10.1016/j.csr.2013.03.010
  9. Osadchiev A., Korshenko E. Small river plumes off the northeastern coast of the Black Sea under average climatic and flooding discharge conditions // Ocean Science. 2017. Vol. 13, iss. 3. P. 465–482. doi:10.5194/os-13-465-2017
  10. Фомин В. В., Полозок А. А., Фомина И. Н. Моделирование циркуляции вод Азовского моря с учетом речного стока // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 1. С. 16–28. doi:10.22449/0233-7584-2015-1-16-28
  11. Цыганова М. В., Лемешко Е. М., Рябцев Ю. Н. Моделирование формирования гидрофронта в районе устья Дуная // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2016. № 3. С. 26–31.
  12. Иванов В. А., Фомин В. В. Математическое моделирование динамических процессов в зоне море – суша. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 363 с.
  13. Иванов В. А., Фомин В. В., Полозок А. А. Распространение загрязненных вод из нестационарного подводного источника в стратифицированной среде при наличии вертикального сдвига скорости течений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2017. № 4. С. 4–13.
  14. Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations. I. The basic experiment // Monthly Weather Review. 1963. Vol. 91, iss. 3. P. 99–164. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1963)0910099:GCEWTP2.3.CO;2
  15. Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Reviews of Geophysics. 1982. Vol. 20, iss. 4. P. 851–875. https://doi.org/10.1029/RG020i004p00851
  16. Фомин В. В. Применение схем TVD для численного моделирования фронтальных зон солености в мелком море // Метеорология и гидрология. 2006. № 2. С. 59–68.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)