С. Г. Демышев, Н. В. Маркова, Г. К. Коротаев

Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

Приводится сравнение параметризаций вертикальной турбулентной вязкости и диффузии по формулам Филандера-Пакановского и модели Меллора-Ямады при численном моделировании динамики Черного моря в штормовой ситуации в сентябре 2005 г. При сильном ветре динамический отклик моря, при использовании параметризации Филандера-Пакановского, сосредоточен в приповерхностном 10-метровом слое, что приводит к нереальным скоростям течений. Показано, что параметризация Меллора-Ямады обеспечивает адекватное описание течений в верхнем слое моря и более быстрый отклик на атмосферное воздействие.

Ключевые слова

Черное море, гидродинамика, численное моделирование, турбулентная вязкость, диффузия, параметризация Филандера-Пакановского, Меллора-Ямады, атмосферный форсинг, квазитропический циклон

Для цитирования

Демышев С. Г., Маркова Н. В., Коротаев Г. К. Моделирование циркуляции в Черном море в сентябре 2005 г. при различных параметризациях турбулентной диффузии и вязкости по вертикали // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2012. № 26, т. 2. С. 8–26. EDN VWSECH.

Demyshev, S.G., Markova, N.V. and Korotayev, G.K., 2012. The Black Sea Circulation Modeling in September, 2005, with Using of Various Turbulent Diffusion and Vertical Viscosity Parametrizations. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 26(2), pp. 8–26 (in Russian).

Список литературы

1. Демышев С. Г., Коротаев Г. К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. − M.: ИВМ РАН, 1992. − С. 163-231.
2. Демышев С. Г., Кныш В. В., Коротаев Г. К. Численное моделирование сезонной изменчивости гидрофизических полей Черного моря // Морской гидрофизический журнал. − 2002. − № 3. − С. 12-26.
3. Pacanowski R. C., Philander S. G. H. Parameterization of vertical mixing in numerical models of tropical oceans // J. Phys. Oceanogr. − 1981. − Vol. 11, № 11. − P. 1443-1451.
4. Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence close model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys. − 1982. − Vol. 20. − P. 851-875.
5. Mellor G. L., Yamada T. Users Guide for Three-Dimensional Primitive Equation Numerical Ocean Model // Available on the Princeton Ocean Model. [Электронный ресурс]. http://www.aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/htdocs.pom/ (Последнее обращение 25.08.2012).
6. Демышев С. Г. Исследование чувствительности параметризации Меллора-Ямады к выбору конечно-разностных аналогов в численной трехмерной модели оперативного прогноза течений в Черном море // Морской гидрофизический журнал. – 2010. – № 3. – С. 29-39.
7. Демышев С. Г., Кныш В. В., Коротаев Г. К. Численное моделирование сезонной изменчивости гидрофизических полей Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – 2002. – № 3. – С. 12-26.
8. Демышев С. Г., Иванов В. А., Маркова Н. В., Черкесов Л. В. Построение поля течений в Черном море на основе вихреразрешающей модели с ассимиляцией климатических полей температуры и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2007. – Вып. 15. – C. 215-226.
9. Arakawa A., Lamb V. R. A potential enstrophy and energy conserving scheme for the shallow water equation // Mon. Wea. Rev. – 1981. – Vol. 109, №1. – Р. 18-36.
10. Демышев С. Г. Аппроксимация силы плавучести в численной модели бароклинных течений океана // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 1998. – Том 34, № 3. – С. 404-412.
11. 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.
12. Яковлев Н. Г. Численная модель и предварительные результаты расчетов по воспроизведению летней циркуляции вод Карского моря // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 1996. – Том 32, № 5. – С. 714-723.
13. Морской портал НКАУ. [Электронный ресурс]. http://dvs.net.ua (Последнее обращение 10.05.2012).
14. Ефимов В. В, Станичный С. В., Шокуров М. В., Яровая Д. А. Наблюдения квазитропического циклона над Черным морем // Метеорология и гидрология. – 2008. – № 4. – С. 53-62.
15. Ефимов В. В., Шокуров М. В., Яровая Д. А. Численное моделирование квазитропического циклона над Черным морем // Известия РАН: Физика атмосферы и океана. – 2007. – Том 43, №6. – С. 1-21.
16. Сайт «MM5 Community model. Pennsylvania State University/ National Center for Atmospheric Research numerical model» [Электронный ресурс]. http://www.mmm.ucar.edu/mm5/ (Последнее обращение 20.10 2012).
17. Staneva J. V. Stanev E. V. Oceanic response to atmospheric forcing derived from different climatic data sets. Intercomparison study for the Black sea // Oceanologiсa Acta. – 1998. – Vol. 21, № 3. – P. 393-417.
18. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Симонов А. И., Альтман Э. Н. – 1991. – СПб.: Гидрометеоиздат. – С. 103-262.

Файлы

 Полный текст (русский)