ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Диссертация посвящена численному моделированию прибрежной циркуляции Черного моря на основе ассимиляции данных измерений температуры и солености, полученных при выполнении гидрологических съемок, в численной трехмерной нелинейной модели МГИ НАН Украины. Гидродинамическая модель была адаптирована к условиям СЗШ Черного моря с высоким разрешением (1.66×1.56 км) и на ее основе решена задача моделирования баротропных течений, возникающих под действием климати-ческого ветра. Проведен анализ результатов трех экспериментов, в которых на открытой части боковых границ для компонентов скорости задавались соответственно условия Дирихле, свободного протекания и смешанного типа и дана оценка роли граничных условий при формировании полей уровня и течений при длительном интегрировании. Гидродинамическая модель МГИ НАН Украины, адаптированная к условиям СЗШ Черного моря в бароклинном приближении, была применена для расчета климатических гидрофизических полей с высоким разрешением ( км по горизонтали и 44 горизонта по вертикали) и более детальным представлением рельефа дна, что позволило восстановить мезомасштабные вихри, струйные течения, фронтальные зоны, отсутствующие в выполненных ранее расчетах для всего Черного моря с шагом 5 км. Проанализированы элементы вихревого движения, не воспроизводимые моделью с крупным шагом, отмечено усиление течений вблизи мелководных районов по сравнению с предыдущими расчетами, проведенными на более грубой сетке (5×5 км). Алгоритм ассимиляции данных измерений температуры и солености, который основан на последовательной коррекции модельных значений этих параметров методом оптимальной интерполяции невязок, был впервые применен для обработки гидрологических съемок в прибрежной зоне Черного моря. Синтез численной модели динамики и данных наблюдений дал возможность восстановить с высоким разрешением по пространству и времени трехмерные поля течений, уровня моря, температуры и солености в период с 14 по 17 октября 2007 года на северо-западном шельфе и в период с 11 по 15 июля 2000 г. в прибрежной области Южного берега Крыма. Это позволило провести физический анализ мезо- и субмезомасштабных особенностей прибрежной циркуляции и более точно восстановить комплекс гидрофизических параметров. Сопоставление результатов экспериментов без учета и с учетом данных наблюдений температуры и солености показало качественные и количественные отличия в структуре полей течений на горизонтах ниже 10 м (смена направления течений, формирование струйных течений, усиление течений, формирование вихревых образований). Отмечено, что для воспроизведения гидрологической структуры полей близкой к наблюдаемой, необходимо использовать уточненные начальные условия и ассимилировать данные наблюдений гидрологической съемки в течение всего расчетного периода. В поле течений на северо-западном шельфе получены и исследованы мезомасштабные вихревые образования на севере, в западной и центральной частях шельфа, а также в Каркинитском заливе, не противоречащие спутниковым наблюдениям, и интенсивные струйные течения. Траектория движения вод струи совпадала с изобатами 22 – 26 м. В прибрежном районе ЮБК изучена структура полей уровня и скорости течений в зависимости от действующего ветра, а также исследованы особенности горизонтальной и вертикальной термохалинной структуры вод, сформированной до и после действия штормового ветра. В поле течений обнаружены и исследованы мезо- и субмезомасштабные структуры (в районе г. Ялта, Симеиза – Алупки, вдоль береговой черты севернее 44,5º c.ш., а также в глубоководной части моря), которые не были обнаружены в экспериментах с более грубым пространственным разрешением. Проанализировано зарождение и развитие апвеллинга, подтверждённого спутниковыми наблюдениями.