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.

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.

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)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.