Н. Б. Шапиро

Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

Обсуждаются результаты численных экспериментов, посвященных воспроизведению структуры гидрологических полей в карстовой полости(район мыса Айя, Южный берег Крыма), наблюдавшейся во время экспедиции в сентябре 2008 г. Эксперименты проводились с помощью трехмерной гидростатической и двумерной гидростатической и негидростатической моделей. Использовалось приближение «твердой крышки» и процедура «конвективного приспособления».

В трехмерной модели расчеты проводились с применением σ- и z-координат. Показано, что для адекватного представления влияния рельефа дна на распределение солености и температуры в верхнем слое моря желательно использовать z-координаты.

В рамках двумерной модели показано, что главным фактором, ответственным за формирование наблюдаемой структуры гидрологических полей в полости, является образование вертикальной ячейки циркуляции, возникающей при втекании пресной воды в соленую воду(бароклинный эффект). Роль конвекции оказывается вторичной. В циркуляционной ячейке происходит подъем вод около источника пресной воды, вытекание распресненной воды в верхнем слое моря и приток к источнику более плотной воды в глубинных слоях. Отказ от приближения гидростатики приводит к большему распреснению поверхностных вод в полости и более близкому согласованию с данными наблюдений.

Ключевые слова

субмаринная разгрузка пресных вод, карстовая полость, численное моделирование, гидростатическая модель, негидростатическая модель, бароклинность

Для цитирования

Шапиро Н. Б. Моделирование трехмерной структуры гидрологических полей в карстовой полости на мысе Айя под действием субмаринной разгрузки // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2011. № 25, т. 2. С. 252–274. EDN WBCLWV.

Shapiro, N.B., 2011. Modeling of Three-Dimensional Structure of Hydrological Fields into ohe Caverns at the Cape Aiya under the Influence of Submarine Unloading. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 25(2), pp. 252–274 (in Russian).

Список литературы

1. Иванов В. А., Прусов А. В., Рябцев Ю. Н., Шапиро Н. Б. Физические механизмы смешения морских вод с водами субмаринной разгрузки // Современные проблемы океанологии. МГИ НАН Украины. — Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2009. — 90 с.
2. Иванов В. А., Прусов А. В., Чепыженко А. И. Субмаринная разгрузка подземных вод на м. Айя(Крым) // Доповiдi НАН Украïни. — 2010, № 2. — С. 103–109.
3. Шапиро Н. Б. Моделирование трехмерной структуры гидрологических полей в карстовой полости под действием субмаринной разгрузки подземных вод // Морской гидрофизический журнал. — 2010. — № 1. — С. 46–62.
4. Шапиро Н. Б. Численная модель субмаринной разгрузки пресных вод в карстовой полости // Морской гидрофизический журнал. — 2011, № 5. — С. 66–84.
5. Михайлова Э. Н., Шапиро Н. Б. Роль гидростатического приближения при моделировании субмаринной разгрузки пресных вод в карстовой полости // Морской гидрофизический журнал. — 2012. — № 3. — С. 34–50.
6. Михайлова Э. Н., Шапиро Н. Б. Опыт воспроизведения пространственно-временной изменчивости термохалинных полей в Севастопольской бухте // Морской гидрофизический журнал. — 2008. — № 5. — С. 23–39.
7. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика, т. 1. — М.: ГИТТЛ. — 1955. — 560 с.

Файлы

 Полный текст (русский)