Краткий обзор некоторых достижений и основных недостатков численного анализа и прогноза климатических характеристик Мирового океана и морей

А. С. Саркисян

Институт вычислительной математики Российской академии наук, г. Москва

Аннотация

В обзоре обсуждаются семь основных направлений, или стадий, развития моделирования характеристик океанов и морей: (1) Модель Экмана. Экман впервые в океанологии представил проблему расчета морских течений в виде задачи теоретической гидродинамики. (2) Динамический метод возник для расчета только одной из трех компонент скорости течения по гидрологическому разрезу. (3) Метод полных потоков оказался моделью однородного океана. (4) Численное прогностическое моделирование – уже реальная ступень в исследовании бароклинного океана с учетом геометрии бассейна. (5) Метод синтеза модели и данных гидрологических наблюдений – важная следующая ступень. Он у нас называется «диагноз-адаптация». (6) Модель К. Брайена. Впервые в океанологии им построена модель категории 3DPEM. (7) Четырехмерный анализ – самая трудная и самая важная стадия моделирования.

Ключевые слова

моделирование океана, семь ступеней, диагноз течений, синтез моделей и данных измерений, численные методы

Для цитирования

Саркисян А. С. Краткий обзор некоторых достижений и основных недостатков численного анализа и прогноза климатических характеристик Мирового океана и морей // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2011. № 25, т. 2. С. 11–29. EDN WBCLPX.

Sarkisyan, A.S., 2011. Review of Some Achievements and Main Drawbacks of Numerical Analysis and Forecasting of the World Ocean/Seas’ Climatic Characteristics. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 25(2), pp. 11–29 (in Russian).

Список литературы

  1. Ekman V.W. Über Horizontalzirkulation bei winderzeugten Meeresströmungen // Arkiv Mat., Astron., Fysik. – 1923. – Bd. 17, № 26. – P. 77.
  2. Штокман В.Б. Уравнение полных потоков, возбужденных ветром в неоднородном море // ДАН СССР. – 1946. – том 54, № 5. – C. 407-410.
  3. Штокман В.Б. Использование аналогии между полным потоком в море и изгибом закрепленной пластины для характеристики потоков в некоторых конкретных случаях // ДАН СССР. – Новая серия. – 1946. – том. LIV, № 8. – C. 689-692.
  4. Munk W.H. On the wind-driven ocean circulation // J. Meteorol. – 1950. – vol. 7, № 2. – P. 79-93.
  5. Sverdrup H.U. Wind-driven currents in the barotropic ocean with application to the equatorial currents of the Eastern Pacific // Proc. Nat. Acad. Sci, USA. – 1947. – № 11. – P. 318-326.
  6. Саркисян А.С. О некоторых достижениях и основных проблемах математического моделирования климатических характеристик океана (критический анализ) // Известия РАН: серия Физика атмосферы и океана. – 2010. – том 46, № 6. – С. 724-733.
  7. Lord Rayleigh. On the Flow of Viscous Liquids especially in Two Dimensions. // Philosophical Magazine and Journal of Science. London, Edinburg and Dublin. – 1893. – vol. XXXVIII. – P. 354-372.
  8. Stommel H. The westward intensification of the wind-driven ocean currents. // Trans. Amer. Geophys. Union. – 1948. – vol. 29, № 2. – P. 202-206.
  9. Саркисян А.С. К вопросу об определении стационарных ветровых течений в бароклинном слое океана // Труды геофизического института АН СССР. – 1956. – том 164, № 37. – С. 50-61.
  10. Саркисян А.С. О роли чисто дрейфовой адвекции плотности в динамике ветровых течений бароклинного океана. // Известия АН СССР: серия «Геофизическая». – 1961. – № 9. – С. 1396-1407.
  11. Саркисян А.С. О динамике возникновения ветровых течений в бароклинном океане // Океанология. – 1962. – том 2, № 3. – С. 393-409.
  12. Holland W.R. Baroclinic and topographic influences on the transport in western boundary currents // Geophys. Fluid Dyn. – 1973. – № 4. – P. 187-210.
  13. Саркисян А.С., Иванов В.Ф. Совместный эффект бароклинности и рельефа дна как важный фактор в динамике морских течений // Известия АН СССР: серия «Физика атмосферы и океана». – 1971. – том 7, № 2. – С. 173-188.
  14. Bryan K. A numerical method for the study of the circulation of the World Ocean // J. Comput. Phys. – 1969. – vol. 4, № 3. – P. 347-376.
  15. Кныш В.В., Саркисян А.С. Четырехмерный анализ гидрофизических полей океана и моря: модельные численные эксперименты и результаты реконструкции // Известия РАН: серия «Физика атмосферы и океана». – 2003. – том 39, № 6. – С. 817-833.
  16. Коротаев Г.К., Саенко О.А., Коблински Ч.Дж., Демышев С.Г., Кныш В.В. Оценка точности, методика и некоторые результаты усвоения альтиметрических данных TOPEX/POSEIDON в модели общей циркуляции Черного моря // Исследование Земли из космоса. – 1998. – № 3. – С. 3-17.
  17. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. – М: Наука, 1980. – 536 с.
  18. Семенов Е.В., Русецкий К.К. Численная модель для обработки полигонных термохалинных измерений // Известия АН СССР: серия «Физика атмосферы и океана». – 1987. – том 23, № 3. – С. 314-319.
  19. Knysh V.V., Saenko O.A., Sarkisyan A.S. Method of assimilation of altimeter data and its test in the tropical North Atlantic // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modeling. – 1996. – vol. 11, № 5. – P. 333-409.
  20. Le Dimet F.-X., and Talagrand O. Variational algorithms for analysis and assimilation of meteorological observations: Theoretical Aspects // Tellus. – 1986. – vol. 38A. – P. 97-110.
  21. Marchuk G.I. and Penenko V.V. Application of optimization methods to the problem of mathematical simulation of atmospheric processes and environment / Modelling and Optimization of Complex Systems. Proc. IFIP-TC7 Working conf. (Marchuk ed.). – New York. Springer. – 1978. – P. 240-252.
  22. Mellor G.L., Ezer T. A Gulf Stream model and an altimetry assimilation scheme // J. Geophys. Res. – 1991. – vol. 96. – P. 8779-8795.
  23. Zalesny V.B. and Rusakov A.S. Data assimilation numerical algorithm based on splitting and adjoint equation methods // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modeling. – 2007. – vol. 22, № 2. – P. 199-219.
  24. Griffies S.M., Biastoch A., Boning C. et al. Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (COREs) // Ocean Modelling. – 2009. – vol. 26, № 1-2. – P. 1-46.
  25. Dombrowsky E., Dertino L., Brassington G.B. et al. GODAE Systems in Operation // Oceanography. – 2009. – vol. 22, № 3. – P. 80-95.
  26. Ибраев Р.А., Хабеев Р.Н., Ушаков К.В. Вихреразрешающая 1/10° модель Мирового океана // Известия РАН: серия «Физика атмосферы и океана». – 2012. – том 48, № 1. – С. 45-55.

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.