Численное моделирование апвеллинга у Южного берега Крыма 24–25 сентября 2013 года

В. В. Ефимов, Д. А. Яровая*, В. С. Барабанов

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: darik777@mhi-ras.ru

Аннотация

При помощи совместной мезомасштабной модели море – атмосфера NOW (NEMO-OASIS-WRF) с разрешением 2 км изучен один из случаев ветрового прибрежного апвеллинга в Черном море у Южного берега Крыма 24–25 сентября 2013 г. Модель NOW успешно воспроизвела резкое понижение температуры поверхности моря на 10 °C в течение двух суток. Повышенное пространственное разрешение при моделировании позволило выделить особенности апвеллинга, связанные с рельефом и очертаниями береговой линии. В частности, выделены мелкомасштабные области понижения температуры там, где ветер направлен вправо вдоль берега, например над морем вблизи гор Южного берега Крыма. В то же время там, где прибрежный ветер имеет другое направление, апвеллинг отсутствует, например в северо-западной части Каркинитского залива, на побережье севернее Севастополя, а также на азовском побережье. Показано наличие в море вертикальной ячейки циркуляции, связанной с апвеллингом: подъем сезонного термоклина вблизи берега, отток теплой воды в квазиоднородном слое и опускание на расстоянии ~ 30–50 км от берега. Обнаружена суточная периодичность в изменении прибрежного течения, связанная с влиянием бризовой циркуляции: в дневные часы нормальная к берегу компонента скорости течения максимальна, а вдольбереговая достигает максимума с запаздыванием на 4–6 ч.

Ключевые слова

мезомасштабное совместное моделирование, ветровой апвеллинг, вертикальная структура полей скорости и температуры в море, сезонный термоклин, Черное море, Южный берег Крыма

Благодарности

Работа выполнена в рамках проекта № 0555-2021-0002 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан-атмосфера, определяющих региональную пространственно-временную изменчивость природной среды и климата».

Для цитирования

Ефимов В. В., Яровая Д. А., Барабанов В. С. Численное моделирование апвеллинга у Южного берега Крыма 24–25 сентября 2013 года // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 1. С. 6–19. EDN SSUZXG.

Efimov, V.V., Iarovaya, D.A. and Barabanov, V.S., 2023. Numerical Modelling of Upwelling near the South Coast of Crimea on 24–25 September 2013. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 6–19.

Список литературы

  1. Иванов В. А., Михайлова Э. Н. Апвеллинг в Черном море. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 92 с.
  2. Brink K. N. The near-surface dynamics of coastal upwelling // Progress in Oceanography. 1983. Vol. 12, iss. 3. P. 223–257. https://doi.org/10.1016/0079-6611(83)90009-5
  3. Allen J. S. Upwelling and coastal jets in a continuously stratified ocean // Journal of Physical Oceanography. 1973. Vol. 3, iss. 3. Р. 245–257. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1973)003%3C0245:UACJIA%3E2.0.CO;2
  4. Preller R., O’Brien J. J. The influence of bottom topography on upwelling off Peru // Journal of Physical Oceanography. 1980. Vol. 10, iss. 9. P. 1377–1398. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1980)010%3C1377:TIOBTO%3E2.0.CO;2
  5. Philander S. J. H., Yoon J.-H. Eastern boundary currents and coastal upwelling // Journal of Physical Oceanography. 1982. Vol. 12, iss. 8. P. 862–879. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1982)012%3C0862:EBCACU%3E2.0.CO;2
  6. Peffley M. B., O’Brien J. J. A Three-dimensional simulation of coastal upwelling off Oregon // Journal of Physical Oceanography. 1976. Vol. 6, iss. 2. P. 164–180. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1976)006%3C0164:ATDSOC%3E2.0.CO;2
  7. Андросович А. И., Михайлова Э. Н., Шапиро Н. Б. Численная модель и расчеты циркуляции вод северо-западной части Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 5. С. 28–42.
  8. Коснырев В. К., Михайлова Э. Н., Станичный С. В. Апвеллинг в Черном море по результатам численных экспериментов и спутниковым данным // Морской гидрофизический журнал. 1996. № 5. С. 34–46.
  9. Наблюдение цикла интенсивного прибрежного апвеллинга и даунвеллинга на гидрофизическом полигоне ИО РАН в Черном море / А. Г. Зацепин [и др.] // Океанология. 2016. Т. 56, № 2. С. 203–214. EDN VRYSTZ. doi:10.7868/S0030157416020222
  10. Гинзбург А. И. О нестационарных струйных течениях в юго-западной части Черного моря // Исследования Земли из космоса. 1995. № 4. С. 10–16.
  11. Циклонические вихри апвеллингового происхождения у юго-западной оконечности Крыма / А. И. Гинзбург [и др.] // Исследования Земли из космоса. 1998. № 3. С. 83–88.
  12. Дивинский Б. В., Куклев С. Б., Зацепин А. Г. Численное моделирование события полного апвеллинга в северо-восточной части Черного моря на гидрофизическом полигоне ИО РАН // Океанология. 2017. Т. 57, № 5. С. 683–689. https://doi.org/10.7868/S0030157417050021
  13. Полонский А. Б., Музылева М. А. Современная пространственно-временная изменчивость апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2016. № 4. С. 96–108. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-4-96-108
  14. Станичная Р. Р., Станичный С. В. Апвеллинги Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 4. С. 195–207. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-4-195-207
  15. Реакция верхнего слоя Черного моря на прохождение циклона 25–29 сентября 2005 г. / Д. А. Яровая [и др.] // Метеорология и гидрология. 2020. № 10. С. 38–52. EDN CTZUFK.
  16. Яровая Д. А., Ефимов В. В. Развитие холодной аномалии температуры поверхности Черного моря // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. T. 57, № 4. С. 471–483. EDN YAJJOC. doi:10.31857/S0002351521040118
  17. Valcke S. The OASIS3 coupler: A European climate modelling community software // Geoscientific Model Development. 2013. Vol. 6, iss. 2. P. 373–388. https://doi.org/10.5194/gmd-6-373-2013
  18. Rodi W. Examples of calculation methods for flow and mixing in stratified fluids // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1987. Vol. 92, iss. C5. P. 5305–5328. https://doi.org/10.1029/JC092iC05p05305
  19. Ефимов В. В. Численное моделирование бризовой циркуляции над Крымским полуостровом // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53, № 1. С. 95–106. EDN YIUXVD. doi:10.7868/S0002351517010047

Файлы

 Полный текст (русский)

 Полный текст (английский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.