А. И. Мизюк, В. В. Кныш, Г. К. Коротаев

Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

В работе подробно описана методика формирования среднемесячных полей псевдонаблюдений на базе принципа автомодельности гидрофизических полей. Анализ среднемесячных полей псевдонаблюдений температуры и солености в 2007 – 2008 гг. показал заметные количественные отличия от соответствующих климатических полей. На основе ассимиляции псевдонаблюдений в модели было проведено восстановление гидрофизических полей Черного моря для этого периода. Сопоставление профилей температуры и солености, восстановленных посредством ассимиляции, с профилями, измеренными буями, показало более близкое по характеру и по количественным значениям поведение с глубиной, чем при гидродинамическом прогнозе. Предложенная процедура экстраполяции данных наблюдений может быть использована с целью проведения реанализа гидрофизических полей Черного моря в период 1994 – 2010 гг.

Ключевые слова

модель гидротермодинамическая, анализ ретроспективный, поля гидрофизические, температура, соленость, σ-координаты, z-координаты, Черное море

Для

Мизюк А. И., Кныш В. В., Коротаев Г. К. Методика восстановления гидрофизических полей Черного моря в период 2007 – 2008 гг. на основе ассимиляции в модели данных измерений буев-профилемеров // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2011. № 24. С. 38–55. EDN WDNVZZ.

Mizyuk, A.I., Knysh, V.V. and Korotaev, G.K., 2011. Principles of the Reconstruction of the Black Sea Hydrophysical Fields in 2007-2008 Based on the Assimilation of Profilemeter Measurements into the Model. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 24, pp. 38–55 (in Russian).

Список литературы

1. Carton, James A., Benjamin S. Giese. A Reanalysis of Ocean Climate Using Simple Ocean Data Assimilation (SODA) // Mon. Wea. Rev. – 2008. – v. 136. – P. 2999-3017.
2. Кныш В.В., Кубряков А.И, Моисеенко В.А., Белокопытов В.Н., Инюшина Н.В., Коротаев Г.К. Тенденции в изменчивости термохалинных и динамических характеристик Черного моря, выявленные по результатам реанализа за период 1985-1994 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2008. – вып. 16. – С. 279-290.
3. Моисеенко В.А., Коротаев Г.К., Кныш В.В., Кубряков А.И., Белокопытов В.Н., Инюшина Н.В. Межгодовая изменчивость термохалинных и динамических характеристик Черного моря по результатам реанализа за период 1971 – 1993 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2009. – вып. 19. – С. 216-227.
4. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Моисеенко В.А., Кубряков А.И., Белокопытов В.Н., Инюшина Н.В. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрофизических полей Черного моря, восстановленных на основе реанализа за период 1971 – 1993 гг. // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 2011. – т. 47, № 3. – С. 433-446.
5. Blumberg A.F., Mellor G.L. A description of a three-dimensional coastal ocean model / Three dimensional shelf models, Coastal Estuarine Sci., v.5, edited. by N. Heaps, AGU, Washington D. C., 1987. – P. 1-16.
6. Кубряков А.И. Применение технологии вложенных сеток при создании системы мониторинга гидрофизических полей в прибрежных районах Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2004. – вып. 11. – С. 31-50.
7. Asselin R.A. Frequency filter for time integrations // Mon. Wea. Rev. – 1972. – 100. – P. 487-490.
8. Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. – М.: ИВМ РАН. – 1992. – С. 163-231.
9. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Демышев С.Г., Белокопытов В.Н. Долговременные изменения термохалинных и динамических характеристик Черного моря по климатическим данным температуры и солености и их ассимиляции в модели // Морской гидрофизический журнал. – 2005. – №3. – С. 11-30.
10. Mellor G.L. and Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem // Rev. Geophys. and Spase Physics. – 1982. – № 20. – P. 851-875.
11. Matsuno T. Numerical integrations of the primitive equations by a simulated backward difference method // J. Meteor. Soc. Japan. Ser. 2. – 1966. – v. 44. – P. 76-84.
12. Arakawa A., Lamb V.R. A potential enstrophy and energy conserving scheme for the shallow water equation // Mon. Wea. Rev. – 1981. – v. 109, №1. – P. 18-36.
13. Демышев С.Г. Численные эксперименты по сопоставлению двух конечно-разностных схем для уравнений движения в дискретной модели гидродинамики Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 2005. – № 5. – С. 47-59.
14. Демышев С.Г. Аппроксимация силы плавучести в численной модели бароклинных течений океана // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 1998. – т. 34, № 3. – С. 404-412.
15. Яковлев Н.Г. Численная модель и предварительные результаты расчетов по воспроизведению летней циркуляции вод Карского моря // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 1996. – т. 32, № 5. – С. 714-723.
16. Демышев С.Г. О повышении точности расчета течений в Черном море при использовании приведенного уровня моря в численной модели // Метеорология и гидрология. – 1996. – № 9. – С. 75-83.
17. Berntsen J., Skogen M.D., Espelid T.O. Description of a sigma-coordinate ocean model // Technical Report Fisken og Havet, Institute of Marine Research, P. b. 1870 Nordnes, N-5817 Bergen, Norway. – 1996. – № 12. – P. 18.
18. Uppala S.M., Kаllberg P.W., Simmons A.J. et al. The ERA-40 re-analysis // Quart. Journ. Royal. Meteorol. Soc. – 2005. – v. 131, № 612. – P. 2 961-3 012. doi: 10.1256/qj.04.176.
19. Белокопытов В.Н. Термохалинная и гидролого-акустическая структура вод Черного моря. − Дис.... канд. геогр. наук. – Севастополь: МГИ НАН Украины. − 2004. − 160 с.
20. Моисеенко В.А., Белокопытов В.Н. Оценка качества массива данных гидрологических измерений, подготовленного для решения задачи реанализа состояния Черного моря за период 1985 – 1994 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2008. – вып. 16. – С. 184-189.
21. Репетин Л.Н., Долотов В.В., Липченко М.М. Пространственно-временная и климатическая изменчивость атмосферных осадков, выпадающих на поверхность Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2006. – вып. 14. – С. 462-476.
22. Белокопытов В.Н., Шокурова И.Г. Оценки междесятилетней изменчивости температуры и солености в Черном море в период 1951 – 1995 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2005. – вып. 12. – С. 12-21.
23. Титов В.Б. Влияние многолетней изменчивости климатических условий на гидрологическую структуру и межгодовое обновление холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. – 2003. – т. 43, № 2. – С. 176-184.
24. Дорофеев В.Л., Коротаев Г.К., Сухих Л.И. Трехмерная динамика экосистемы Черного моря (численное моделирование) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2009. – вып. 19. – С. 203-215.
25. Демин Ю.Л. Гидродинамический диагноз циркуляции вод Мирового океана. – Дис.... докт. физ. – мат. наук. − Севастополь: МГИ НАН Украины. – 1987. – 403 с.
26. Кныш В.В., Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Методика реконструкции климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе ассимиляции гидрологических данных в модели // Морской гидрофизический журнал. – 2002. − № 2. – С. 36-52.
27. Делеклюз П., Залесный В.Б. Вопросы численного моделирования экваториальной динамики // Океанология. – 1996. – т. 36, № 1. – С. 26-42.

Файлы

 Полный текст (русский)