Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением
В работе представлен анализ результатов моделирования гидрофизических полей Черного моря с разрешением 1,64 × 1,64 км в период январь-сентябрь 2006 г. с
 использованием реального атмосферного воздействия. Вертикальный турбулентный обмен импульсом и вертикальная турбулентная диффузия тепла и...
Saved in:
| Published in: | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112667 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением / С.Г. Демышев, О.А. Дымова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 2. — С. 114-135. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860250170918174720 |
|---|---|
| author | Демышев, С.Г. Дымова, О.А. |
| author_facet | Демышев, С.Г. Дымова, О.А. |
| citation_txt | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением / С.Г. Демышев, О.А. Дымова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 2. — С. 114-135. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| description | В работе представлен анализ результатов моделирования гидрофизических полей Черного моря с разрешением 1,64 × 1,64 км в период январь-сентябрь 2006 г. с
использованием реального атмосферного воздействия. Вертикальный турбулентный обмен импульсом и вертикальная турбулентная диффузия тепла и соли параметризуются на основе теории Меллора-Ямады 2.5. Результаты численного эксперимента сравнивались с доступными натурными данными. Показано, что представленная усовершенствованная модель циркуляции Черного моря позволяет воспроизвести мезомасштабную вдольбереговую изменчивость, подтверждаемую данными наблюдений, а также более точно описать температурный режим в верхнем
100-метровом слое моря.
У роботі представлений аналіз результатів моделювання гідрофізичних полів Чорного моря з розділенням 1,64 × 1,64 км в період січень-вересень
2006 р. з використанням реальної атмосферної дії. Вертикальний турбулентний обмін імпульсом та вертикальна турбулентна дифузія тепла та солі параметризуются
на основі теорії Меллора-Ямади 2.5. Результати експерименту порівнювалися з доступними натурними даними. Показано, що представлена вдосконалена модель
циркуляції Чорного моря дозволяє відтворити мезомасштабну мінливість, яка підтверджується даними спостережень, а також дозволяє точніше описати температурний режим у верхньому 100-метровому шарі моря.
The analysis of modeling results of the Black Sea hydrophysical fields
with 1,64 km resolution are presented in this work. The numerical experiment was carried
out for the period January-September 2006 with the real atmospheric forcing. The coefficients
of the vertical turbulent exchange and vertical diffusion were calculated on the base
of Mellor-Yamada theory 2.5. The experiment results were compared with available insitu
data. It is shown that the presented improved model of the Black Sea circulation allows
to reproduce mesoscale variability which confirmed by in-situ data and also to describe
a temperature rate in the upper 100-meters layer of the sea more exactly.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:42:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
114
© С.Г . Демышев , О .А . Дымова , 2011
УДК 5 3 2 .5 9
С.Г. Демышев, О.А. Дымова
Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ ЧЕРНОГО МОРЯ
С ВЫСОКИМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ
В работе представлен анализ результатов моделирования гидрофизических по-
лей Черного моря с разрешением 1,64 × 1,64 км в период январь-сентябрь 2006 г. с
использованием реального атмосферного воздействия. Вертикальный турбулент-
ный обмен импульсом и вертикальная турбулентная диффузия тепла и соли пара-
метризуются на основе теории Меллора-Ямады 2.5. Результаты численного экспе-
римента сравнивались с доступными натурными данными. Показано, что представ-
ленная усовершенствованная модель циркуляции Черного моря позволяет воспро-
извести мезомасштабную вдольбереговую изменчивость, подтверждаемую данны-
ми наблюдений, а также более точно описать температурный режим в верхнем
100-метровом слое моря.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: моделирование с высоким разрешением, Черное море, тече-
ния, вихри, поле уровня, температура, соленость, натурные данные.
Введение. В настоящее время в рамках проекта «Оперативная океаногра-
фия» ведутся работы по усовершенствованию численной модели циркуляции
[1, 2], предназначенной для оперативного прогноза гидрофизических полей
Черного моря в режиме реального времени. Используемый в проекте вариант
модели имеет разрешение 5 км по горизонтальным координатам, что является
недостаточным для описания мезомасштабной динамики вод моря.
Ранее численные эксперименты с высоким пространственным разреше-
нием были выполнены с учетом климатического [3] и реального атмосфер-
ного воздействия [4, 5]. В отличие от предыдущих расчетов в настоящей
работе для параметризации вертикального турбулентного обмена импуль-
сом и вертикальной турбулентной диффузии тепла и соли используется ап-
проксимация Меллора-Ямады 2.5 [6]. Прогностический численный экспе-
римент с заданными реальным ветром, потоками тепла, осадков и испаре-
ния был проведен для периода январь-сентябрь 2006 г. В работе представ-
лен анализ полученных в этом эксперименте трехмерных полей скоростей
течений, температуры, солености, поля уровня и результаты их сравнения с
доступными данными наблюдений.
1. Постановка задачи. Численное моделирование выполнено с исполь-
зованием трехмерной нелинейной термогидродинамической модели МГИ
НАН Украины [1]. Система уравнений модели в приближении Буссинеска,
гидростатики и несжимаемости морской воды [2] имеет вид:
++−−=++− xxzt EPgwuvfu )(
1
)( 1
0
0 ρ
ςρξ uu HzzV
4)( ∇−νν , (1)
++−−=+++ yyzt EPgwvufv )(
1
)( 1
0
0 ρ
ςρξ vv HzzV
4)( ∇−νν , (2)
115
1
0
0
0 PgdggP
z
+=+= ∫ ςρµρςρ , (3)
0=++ zyx wvu , (4)
1
0
/)Ev(Pr)( ρς −=++ ∫
H
yxt dzvu , (5)
zz
TH
zyxt TTwTvTuTT )()()()( 4 κκ +∇−=+++ , (6)
zz
SH
zyxt SSwSvSuSS )()()()( 4 κκ +∇−=+++ , (7)
ρ = ϕ (T, S), (8)
В уравнениях (1) – (2)
2
,
22
0
vu
E
y
u
x
v +=
∂
∂−
∂
∂= ρξ . Остальные обозна-
чения – общепринятые [2]. Заметим, что уравнение (5) получено в предпо-
ложении выполнения линеаризованного кинематического условия в виде
1
EvPr
ρ
ς −+−= tw .
Для системы уравнений (1) – (8) краевые условия на поверхности z = 0
запишем в виде:
,, y
zV
x
zV vu τντν −=−= T
z
T QT =κ , )(
EvPr
00
1
SSSS cl
z
S −+−= β
ρ
κ . (9)
Использованы следующие обозначения: ( ), yx ττ – касательное напря-
жение трения ветра, TQ – поток тепла, Ev – испарение морской воды, Pr –
осадки, S0 – поверхностная соленость, clS – климатическая соленость, 1ρ –
плотность морской воды, β – параметр релаксации.
На дне z = H(x, y):
u = 0, v = 0, w = 0, Tz = 0, Sz = 0. (10)
На твердых боковых стенках:
– для меридиональных участков границы:
,0)(,0,0)(,0
,0,0,0,0
22
22
=∇==∇=
=∇==∇=
xxxx
xx
SSTT
vvuu
(11)
– для зональных участков границы:
.0)(,0,0)(,0
,0,0,0,0
22
22
=∇==∇=
=∇==∇=
yyyy
yy
SSTT
uuvv
(12)
116
На участках границы, где вода втекает, используются условия Дирихле:
– для меридиональных участков:
,0)(,0)(,,
,0,0,0,
22
22
=∇=∇==
=∇==∇=
xx
pp
xx
p
STSSTT
vvuuu
(13)
– для зональных участков:
.0)(,0)(,,
,0,0,0,
22
22
=∇=∇==
=∇==∇=
yy
pp
yy
p
STSSTT
uuvvv
(14)
Для верхнебосфорского течения и для Керченского пролива, когда те-
чение направлено из Черного моря в Азовское:
.0)(,0)(,0,0
,0,0,0,
22
22
=∇=∇==
=∇==∇=
yyyy
yy
s
STST
uuvvv
(15)
В (13) – (15) введены следующие обозначения: spp vvu ,, – скорость в
устьях рек и проливах, соответственно; pp ST , – температура и соленость
в реках.
В качестве начальных при 0tt = потребуем выполнения следующих
условий:
).,,(),,,(
),,(),,,(),,,(
00
000
zyxSSzyxTT
yxzyxvvzyxuu
==
=== ςς
(16)
Коэффициенты вертикального турбулентного обмена импульсом и вер-
тикальной турбулентной диффузии тепла и соли вычисляются в соответст-
вии с параметризацией Меллора-Ямады [6] из следующих соотношений:
M
V
HV leSleS == κν , , (17)
где 2/2e – кинетическая энергия турбулентности, l – макромасштаб турбу-
лентности, MH SS , – функции устойчивости, которые определяются из эм-
пирических соотношений:
1
21211
1
1
1 )91()2(93
6
1 −−
++
−−= HHHM GAAGSAAC
B
A
AS , (18)
[ ])6(31
6
1 212
1
1
2 BAGA
B
A
AS HH +−
−= . (19)
117
В (18) – (19)
z
g
e
l
e
Nl
GH ∂
∂−=
−= ρ
ρ0
2
22
,
2/1
0
∂
∂−=
z
g
N
ρ
ρ
– частота Вяйся-
ля-Брента. Эмпирические константы A1, A2, B1, B2, C1 определяются из экс-
перимента.
Система (1) – (8) дополнена уравнениями для определения величин e2 и l:
,
22
2 24
1
3
0
2222
e
lB
e
z
g
z
v
z
u
z
e
zdt
de eV
V
V ∇−−
∂
∂+
∂
∂+
∂
∂+
∂
∂
∂
∂= νρκ
ρ
νµ (20)
)(
)()( 24
1
3
0
3
22
1
22
leH
B
e
z
glE
z
v
z
u
lE
z
le
zdt
led eV
V
V ∇−−
∂
∂+
∂
∂+
∂
∂+
∂
∂
∂
∂= νρκ
ρ
νµ , (21)
,e
V leS=µ (22)
где H – эмпирическая функция и 31, EE – эмпирические константы,
eS = 0,2. Для уравнений (17) – (22) ставятся следующие краевые и началь-
ные условия:
3/2
1
2 Be = ( )[ ] 2/12
0ρττ yx + , 02 =le при 0=z , (23)
02 =e , 02 =le при ),( yxHz = , (24)
0ee = , 0ll = при 0tt = . (25)
Таким образом, решается система уравнений (1) – (8), (17) – (22) с соот-
ветствующими краевыми (10) – (15), (23), (24) и начальными (16), (25) усло-
виями. Конечно-разностная дискретизация уравнений модели, начальных и
граничных условий проведена на сетке С [7] и обладает вторым порядком
точности по пространству и времени.
2. Условия проведения численного эксперимента. В качестве на-
чальных полей использовались поля температуры, солености, уровня и ско-
ростей течений, полученные в рамках проекта «Оперативная океанография»
[8]. Начальный момент времени соответствовал 2 января 2006 г. Начальные
условия (25) задавались следующим образом: 220 /ссм10=e , см100 =l . Па-
раметр релаксации в (9) принят равным 1728/2=β .
На поверхности моря каждые сутки задавались поля тангенциального
напряжения трения ветра, потоки тепла, осадки и испарение, полученные по
данным региональной атмосферной модели «ALADIN»1. Также каждые су-
тки усваивались поля температуры поверхности моря (SST) 2, построенные в
результате обработки многоспектральных изображений акватории Черного
моря. Эти данные получены с помощью сканеров AVHRR 3, установленных
1 ALADIN – Aire Limitee Adaptation dynamique Development InterNational.
2 SST – Sea Surface Temperature.
3 AVHRR – Advanced Very High Resolution Radiometer (усовершенствованный
радиометр высокого разрешения).
118
на борту метеорологических космических аппаратов NOAA 4. Отметим, что
прием и обработка изображений осуществлялись в МГИ НАН Украины с
помощью комплекса технических и аппаратно-программых средств, соз-
данных при поддержке Национального космического агентства Украины
(НКАУ) (см., например, [9]). Далее в тексте поля SST будем называть
«спутниковой» поверхностной температурой.
В связи с отсутствием спутниковых данных в каждой точке расчетной
области, процедура ассимиляции (усвоения) проводилась следующим обра-
зом. После замены «модельной» температуры на поверхности mT0 «спутни-
ковой» sT решалось уравнение для невязки температуры Tδ
02 =∇ Tδ (26)
с краевыми условиями на твердой 0=Tδ и на жидкой smT TT −= 0δ грани-
це. «Модельная» температура корректировалась по соотношению
Tmm TT δ+= 0* . (27)
Чтобы отфильтровать мелкомасштабные возмущения, возникающие в
поле поверхностной температуры при решении задачи (26), (27), решалось
уравнение диффузии
mH
t
m TT *
4
* )( ∇−= κ (28)
с краевыми условиями 0)()( *
2
* =∇= n
m
n
m TT , где n – нормаль к границе.
В устьях рек и проливах температура воды и скорость течений задава-
лись согласно [10]. Предполагалось, что в верхнебосфорском течении тем-
пература и соленость воды те же, что и в прибрежных водах моря. В нижне-
босфорском потоке соленость принималась равной 35‰ и температура –
16°С, что соответствует характеристикам вод Мраморного моря.
При проведении расчетов входные поля линейно интерполировались на
каждый момент времени.
Расчеты проводились на горизонтальной сетке 1,6 × 1,6 км, по вертика-
ли использовалось 27 горизонтов. Шаг по времени равнялся 1,5 мин.
Коэффициенты горизонтального турбулентного обмена импульсом и
горизонтальной турбулентной диффузии тепла и соли брались следующи-
ми: νH=1016
см
4/с, κН=1016
см
4/с. Коэффициенты турбулентности по вертикали
вычислялись в соответствии с параметризацией Меллора-Ямады [6].
Схема расчета была следующей. В начальный момент времени t
0 со-
гласно (16), (25) задавались поля температуры, солености, горизонтальных
скоростей, уровня моря, величины кинетической энергии турбулентности и
макромасштаба турбулентности, которые соответствовали 2 января 2006 г.
4 NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration (Национальное
управление океанических и атмосферных исследований), а также – название косми-
ческих аппаратов космической метеорологической системы NOAA.
119
Гидрофизические поля u, v, ζ, T, S, e2 и l рассчитывались по уравнениям
(1) – (8), (17) – (22) с краевыми условиями (10) – (15), (23) и (24). Интегри-
рование уравнений модели проводилось до 29 сентября 2006 г.
3. Анализ результатов. Рассмотрим поля гидродинамических характе-
ристик, полученные на каждые сутки расчетного периода.
3.1. Поле уровня и скорости течений
Картина поля уровня Черного моря, характерная для конца зимы – на-
чала весны, показана на рис. 1. Далее в тексте приводятся значения скоро-
сти течений в верхнем 2,5-метровом слое.
Рис . 1 . Поле уровня Черного моря на 04.03.06.
Основное черноморское течение (ОЧТ) представляет собой узкую
струю со скоростями порядка 40 см/с, скорости западного и восточного ци-
клонических круговоротов около 10 см/с. В конце февраля – начале марта
(см. рис. 1) интенсифицируются движения в восточной части моря, начина-
ет формироваться Батумский антициклон, Севастопольский антициклон
смещается вниз по течению. Около Кавказского и Анатолийского побере-
жья наблюдается множество мезомасштабных вихрей.
Зимний период 2006 г. характеризовался сильными штормами. В начале
января под действием штормового ветра произошел нагон на западном по-
бережье Черного моря. Максимальное повышение уровня наблюдалось
07.01.06 и составило 25 см, скорости течений на поверхности достигали
78 см/с. В конце месяца в этом районе снова возникает аналогичная карти-
на: ζ возрастает до 22 см, скорость течения – до 90 см/с. Значительное повы-
шение уровня во время январских штормов зафиксировано и по данным аль-
тиметрических измерений. Так на рис. 2 представлено поле уровня Черного
моря на 25.01.06, полученное по модели (см. рис. 2, а), и поле динамическо-
го уровня (см. рис. 2, б), рассчитанное по данным альтиметрии с использова-
нием средней динамической топографии, восстановленной в работе [11].
Видно, что в обоих случаях максимальные значения возвышения свободной
поверхности локализованы в районе западного побережья Черного моря.
с.ш.
46°
45°
44°
43°
42°
41°
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
120
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
Рис . 2 . Поле уровня Черного моря на 25.01.06:
а – модельные данные (см); б – данные альтиметрии (м).
Циклоническая циркуляция весной усиливается, к концу месяца скоро-
сти в основном круговороте достигают 55 – 60 см/с. Вдоль Кавказского по-
бережья формируется цепочка мезомасштабных вихрей, размерами около
30 – 40 км, антициклонического знака завихренности, которые переносятся
ОЧТ в сторону Крыма и там диссипируют. Батумский антициклон как еди-
ное целое прослеживается с конца марта, его размер уже достигает 120 км,
скорость на периферии 55 см/с. В районе Севастопольского антициклона
возникает мезомасштабный вихрь с циклонической завихренностью. В то
время как Севастопольский антициклон смещается вниз по течению, на его
месте формируется новый вихрь. Внутри основного циклонического круго-
ворота наблюдаются несколько локальных вихревых образований синопти-
ческого масштаба.
На рис. 3 в качестве примера показано поле уровня морской поверхности,
типичное для летних месяцев. В это время характерна сильная мезомасштаб-
ная изменчивость на северо-западном шельфе (СЗШ). Здесь формируются
цепочки вихрей с размерами 15 – 35 км и скоростями в них до 30 см/с. Се-
вастопольский антициклон усиливается и продолжается смещаться на юг,
его диаметр увеличивается до 138 км, скорость до 40 см/с, уровень возрас-
тает до 12 см. В первой половине лета наблюдается усиление скорости ОЧТ
с.ш.
46°
44°
42°
с.ш.
46°
44°
42°
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
а
б
121
в южной части до 50 см/с, вследствие чего формируются цепочки мезомас-
штабных вихрей вдоль Анатолийского побережья.
Рис . 3 . Поле уровня Черного моря на 25.08.06.
В начале июня в юго-западной части Черного моря возникает синоптиче-
ский вихрь, диаметром около 70 км и скоростями в нем до 15 см/с, который
прослеживается в течение всего лета. По периферии Батумского антициклона
возникают множественные мезомасштабные вихри различного знака завих-
ренности. В сентябре Батумский антициклон распадается на несколько вихрей,
вдоль побережья Анатолии снова формируется цепочка мезомасштабных вих-
рей, а вдоль западного побережья Черного моря наблюдается три крупных
вихря, которые ослабевают и распадаются к концу месяца. Максимальные ско-
рости течений (до 55 см/с) наблюдаются в зонах взаимодействия ОЧТ с Батум-
ским и Севастопольским антициклонами. Вихри синоптического масштаба,
образовавшиеся летом внутри основного циклонического круговорота, исче-
зают к концу сентября кроме вихря в восточной части моря.
Основные отличия от результатов, опубликованных в работах [4, 5], на-
блюдались на северо-западном шельфе, в центральной части моря и в рай-
оне Батумского антициклона. На рис. 4 представлены некоторые особенно-
сти мезомасштабной изменчивости в различных районах Черного моря, не
воспроизводимые ранее. Так в районе СЗШ получены мезомасштабные
вихри диаметром до 15 км и временем жизни около 30 суток. Особенно ин-
тенсивные вихри образовывались в летний период: возвышение свободной
поверхности там достигало 11 – 12 см, вихри имели антициклоническую
завихренность, скорости достигали 20 – 25 см/с. В последней декаде июня
2006 г. в районе СЗШ сформировалось узкое струйное течение, направлен-
ное на юго-запад (см. рис. 4, а). Скорость струи составила порядка 30 см/с,
тогда как скорость окружающих вод не превышала 6 – 8 см/с. Течение су-
ществовало 10 суток. В поле «спутниковой» поверхностной температуры
[12] в это время наблюдалась зона повышенной температуры возле северо-
западного побережья (см. рис. 4, б), что косвенно свидетельствует о нали-
чии течения, препятствовавшего горизонтальному перемешиванию. Внутри
основного циклонического круговорота (юго-западная часть акватории мо-
ря) в течение всего лета наблюдался антициклонический вихрь (см. рис. 4, в),
с.ш.
46°
45°
44°
43°
42°
41°
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
122
диаметр которого менялся от 20 до 30 км; ζ – от -3 см до -4 см, в то время
как в близлежащих водах эта величина составляла около -7 ÷ -8 см. Сопос-
тавление с картами SST (см. рис. 4, г) подтверждает существование вихря.
Наличие мезомасштабных вихрей, возникающих по периферии Батумского
антициклона, было получено и ранее [5], однако его распад в осенний пе-
риод на несколько вихрей меньшего масштаба и различного знака завих-
ренности (см. рис. 4, д) ранее не отмечался. Данные результаты также
подтверждаются анализом «спутниковой» поверхностной температуры
(см. рис. 4, е).
Рис . 4 . Особенности мезомасштабной изменчивости
в различных районах Черного моря.
3.2. Температура
Глубина 2,5 м. На рис. 5 показано распределение «модельной» темпера-
туры воды в акватории Черного моря на глубине 2,5 м типичное для зимнего
(см. рис. 5, а) и летнего (см. рис. 5, б) периодов. В начале интегрирования во
внутренней области моря наблюдается зона холодных вод, оконтуренная изо-
термой +9°С . По периферии ОЧТ располагается полоса вод, имеющих тем-
пературу от +10 до +11°С. Наиболее прогретые зоны (до +13°С) расположе-
ны в юго-восточной части Черного моря, минимальные температуры воды,
в интервале от +2 до +5°С, наблюдаются в районе СЗШ. В течение января-
V, см/сек
0,5
30
а б SST, °C
25
20
c.ш.
46°
45°
29° 30° 31° 32° 33° в.д. 31° 34° в.д.
V, см/сек
5
50
в г SST, °C
25
20
c.ш.
42°
41°
28° 29° 30° 31° в.д. 28° 31° в.д.
V, см/сек
5
50
д е SST, °C
25
20
c.ш.
42°
41°
38° 39° 40° 41° в.д. 37° 40° в.д.
123
февраля происходит выхолаживание вод, холодная вода с СЗШ распростра-
няется на юг. К концу зимы воды с температурой +8°С
занимают практиче-
ски всю центральную часть. Наиболее теплая вода, имеющая температуру
+10°С в январе и +9°С в феврале, сосредоточена в восточной части моря
(см. рис. 5, а).
Рис . 5 . Поле температуры (°С) на горизонте 2,5 м:
а – 06.02.06; б – 25.08.06.
Весенний прогрев начинается с поверхностных вод в центральной части
моря. К концу месяца максимальная температура поверхности моря дости-
гает +12°С
в районе устья Дуная. В центральной части моря температура
воды повышается до +10°С, а в восточной и западной частях – до +11°С.
Тенденция более интенсивного прогрева воды в западной и восточной об-
ластях моря по сравнению с центральной его частью, сохраняется. К концу
мая максимальная температура +20,7°С наблюдается в районе Батумского
антициклона, вдоль юго-западного побережья Черного моря и в западной
части СЗШ. Центральная часть моря прогревается до +18°С. Продолжаю-
щийся прогрев приводит к тому, что к концу июня по всему морю наблюда-
ется экстремальное для этого времени года повышение температуры. Так,
максимальная температура +25,5°С наблюдается в северо-восточной части
и вдоль северо-западного побережья, также две небольших области распо-
42
44
46
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
с.ш.
46°
44°
42°
с.ш.
46°
44°
42°
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
а
б
124
ложены в центральной части и на юго-западе. На остальной акватории моря
температура не превышает +22°С. В первых числах июля происходит охла-
ждение вод в районе Керченского пролива, температура здесь понижается
до +15°С. Зона холодной воды прослеживается в течение пяти дней. К концу
лета вся центральная часть моря имеет температуру более +26°С, а в северо-
восточной и восточной частях наблюдается область повышенной температуры,
где максимальная температура достигает +28,4°С (см. рис. 5, б). В сентябре
температура начинает понижаться. Сначала вода остывает на СЗШ, затем об-
ласть пониженной температуры распространяется на юг и восток. К концу сен-
тября практически вся западная часть моря имеет температуру +21°С , в север-
ной части температура снижается до +18°С, в восточной части моря темпера-
тура устанавливается в пределах от +22 до +24°С.
Глубина 20 м. На рис. 6 в качестве примера приведены поля «модель-
ной» температуры морской воды на глубине 20 м. Их структура качествен-
но подобна наблюдавшейся на горизонте 2,5 м (см. рис. 5).
Рис . 6 . Поле температуры (°С) на горизонте 20 м:
а – 28.03.06; б – 15.08.06.
В начале января максимальная температура в акватории Черного моря
равна +12°С. Теплые воды сосредоточены в восточной части моря и вдоль
побережья Кавказа. Холодная вода, оконтуренная изотермой +8°С, в основ-
ном сосредоточена внутри области, охваченной ОЧТ. Минимальная темпе-
б
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
а
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
б
с.ш.
46°
44°
42°
с.ш.
46°
44°
42°
125
ратура (от +5 до +7°С) наблюдается вдоль северо-западного побережья. С
января по март происходит охлаждение вод моря. Наиболее быстро осты-
вают воды в центральной части, где уже к концу января температура в не-
которых районах опускается до +4°С. Холодные воды с СЗШ переносятся
на юго-запад и юг. К середине февраля холодная полоса воды (около +6°С)
достигает побережья Турции. Медленнее всего остывают воды в восточной
части моря: к концу марта максимальная температура в этой области равна
+9,5°С. Полоса воды с температурой +8°С наблюдается по периферии ОЧТ во
всем море (см. рис. 6, а).
Весной быстрее всего начинают прогреваться воды центральной части
моря. В районе Батумского антициклона температура меняется незначи-
тельно. Холодные воды (с температурой менее +7°С) сосредоточены только
на СЗШ. К началу мая наблюдается прогрев у южного и юго-восточного
побережья Крыма, а также вдоль западного побережья Черного моря, где
температура достигает +12,5°С. Здесь вода нагревается наиболее быстро:
так к началу июля температура повышается уже до +20 – +23°С. На протя-
жении июня-июля площадь, занимаемая водами, имеющими температуру
менее +8°С, уменьшается, и к началу августа воды с такой температурой
наблюдаются только в восточной части зоны моря, охваченной ОЧТ. К се-
редине августа средняя температура воды в западной и южной частях моря
составляет от +14 до +15°С, а в некоторых районах достигает +18°С (см.
рис. 6, б). С течением времени прогрев продолжается. К середине сентября
воды с температурой до +22°С сосредоточены в районе Севастопольского
антициклона, внутри вихревых образований у побережья Болгарии и Ана-
толии.
Глубина 50 м. В начале года воды ХПС (холодного промежуточного
слоя, где температура менее +8°С) сосредоточены в центральной части мо-
ря. По периферии ОЧТ располагаются теплые воды с температурой от +8,5
до +10,5°С. Максимальная температура воды (около +12°С) наблюдается в
восточной части моря. В результате зимней конвекции происходит выхола-
живание вод, и к середине мая воды ХПС занимают практически весь гори-
зонт, за исключением двух областей: Батумского антициклона и узкой по-
лоски воды вдоль побережья Крыма, где температура равна +9°С. Прогрев
на этом горизонте начинается с июля вдоль юго-западного берега. К августу
наибольшая температура (около +14°С) наблюдается в районе пролива Бос-
фор. В течение августа-сентября теплые воды, захваченные ОЧТ, перено-
сятся на восток вдоль Анатолийского побережья. В этот период уменьшает-
ся размер зоны теплых вод в районе Батумского антициклона.
Глубина 100 м. На горизонте 100 м в январе в восточной части наблю-
дается зона холодной воды с температурой +7,4°С. Вдоль Кавказского и
Анатолийского берегов расположены узкие полоски воды с температурой
выше +8,4°С. Эти более теплые воды, переносимые ОЧТ, формируют к
концу января небольшую область с температурой около +9°С в восточной
части моря, которая существует до середины марта. В районе Севастополь-
ского антициклона в феврале-марте происходит опускание холодных вод с
вышележащих горизонтов, которые с течением времени переносятся даль-
126
ше на юг вдоль западного материкового склона. Далее с течением времени
зона, оконтуренная изотермой +8°С, сосредотачивается в центральной части
моря. С июля по сентябрь по периферии этой области температура распре-
делена практически равномерно.
Температура на разрезе по параллели 43,8°с.ш. Распределение температу-
ры воды в Черном море по глубине вдоль параллели 43,8° с.ш. показано на
рис. 7. В начале года воды ХПС расположены в слое от 40 м до 100 – 120 м. В
центральной и восточной частях бассейна наблюдаются пятна с температурой
до +11°С. Глубина их проникновения для центральной части составляет 40 м,
для восточной – до 60 м. В результате зимнего охлаждения к середине февраля
воды с температурой менее +8°С занимают объем от поверхности до глубин
100 – 120 м, за исключением небольшой области на востоке (см. рис. 7, а). В
апреле начинается прогрев поверхностных вод и наблюдается опускание верх-
ней границы ХПС, к концу месяца она располагается уже на глубине 20 м.
Следует отметить, что у западной и восточной частей материкового склона
верхняя граница ХПС расположена ниже (на глубине около 50 м), чем в центре
моря. Такая картина прослеживается практически до августа.
Рис . 7 . Распределение температуры воды по глубине на разрезе 43,8ºс.ш.:
а – 16.02.06; б – 01.07.06.
28° 30° 32° 34° 36° 38° в.д.
z, м
-20
-60
-100
-140
-180
z, м
-20
-60
-100
-140
-180
а
б
127
Далее с течением времени продолжается прогрев поверхностных вод и
медленное опускание ХПС. К середине июня ХПС залегает в слое 30 – 100 м и
в районе восточного циклонического круговорота наблюдается ядро более
холодных вод. Поверхностные воды прогреты до температуры +20°С прак-
тически равномерно до глубин 10 м.
В начале июля в поверхностном слое (до глубины 10 м) происходит
сильный прогрев воды до +25 – +26°С (см. рис. 7, б), а уже через пять дней в
результате подъема глубинных вод наблюдается резкое понижение темпе-
ратуры воды до +22°С в центральной части и до +18°С в восточной части. К
началу августа поверхностные воды вновь прогреваются до температуры
+25°С, глубина залегания ХПС сохраняется на уровне 30 – 110 м. В послед-
ней декаде августа температура на поверхности увеличивается до +26°С, а в
восточной части – до +27°С. В сентябре начинается понижение температу-
ры поверхностных вод и к концу месяца температура в слое 0 – 20 м снижа-
ется до +22°С, и лишь в восточной части моря она равна +23°С. ХПС зале-
гает на глубине 40 – 100 м и имеет однородную структуру.
Сравнение с данными наблюдений. Было выполнено сопоставление ре-
зультатов моделирования полей температуры с натурными наблюдениями,
полученными по материалам дрифтерной съемки [13]. Рассматривались
данные с дрифтеров № 56092 (период съемки с 04.07.06 по 13.09.06) и
№ 56093 (период съемки с 05.07.06 по 26.09.06), траектория первого прохо-
дила вдоль струи ОЧТ, второго – в центральной части моря. Сравнение с
модельными температурными профилями проведено по всей траектории
движения буев. На рис. 8 представлены профили температуры, рассчитан-
ные с помощью модели («модельная» температура), и профили температу-
ры, полученные при измерениях («дрифтерная» температура).
Рис . 8 . Модельные ( ) и натурные ( ) профили температуры:
а – 14.08.06; б – 01.09.06; в – 11.09.06.
Отметим, что в проведенных ранее экспериментах наибольшие отличия
между «модельной» и «дрифтерной» температурами наблюдались в точках
Дата: 14.08.06
Дрифтер: № 56092
Широта северная: 41,94°
Долгота восточная: 35,86°
Дата: 11.09.06
Дрифтер: № 56092
Широта северная: 42,84°
Долгота восточная: 31,34°
Дата: 01.09.06
Дрифтер: № 56092
Широта северная: 42,11°
Долгота восточная: 39,86°
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Г
л
у
б
и
н
а,
м
5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25
Температура, °С
а б в
измерение
расчет
измерение
расчет
измерение
расчет
128
трассы, расположенных вблизи берега. Результаты же данного эксперимен-
та показывают хорошее совпадение с измеренной температурой и в этих
областях (см. рис. 8, а). Такая тенденция прослеживается для большинства
точек, расположенных вблизи берега. Когда дрифтер перемещается в зону
Батумского антициклона, в верхнем 40-м слое наблюдаются максимальные
различия между результатами численного эксперимента и натурными дан-
ными (см. рис. 8, б). Летом Батумский антициклон интенсифицируется и к
концу сезона скорости на его периферии достигают 40 – 50 см/с, тогда как
скорость ОЧТ в этот период составляет 30 – 35 см/с. Для центральной части
моря, где скорости течений в верхнем 40-метровом слое в среднем не пре-
вышают 10 см/с, модельные и натурные данные практически одинаковы
(см. рис. 8, в).
Во временных рядах (см. рис. 9), построенных вдоль траектории дви-
жения буев на горизонтах 10 и 50 м для обоих дрифтеров наблюдается
большой разброс данных. Это обусловлено погрешностью измерений, когда
в процессе съемки глубины расположения датчиков не фиксированы и мо-
гут отличаться от модельных горизонтов на ±5 м. Причем, если для глубины
10 м в среднем разница достигает +4°С, то на горизонте 50 м эта величина
составляет +1,5 – +2°С. Однако, несмотря на имеющееся различия, модель-
ные результаты воспроизводят общие тенденции повышения или пониже-
ния температуры вод.
Рис . 9 . Модельная и измеренная температура
вдоль траектории движения дрифтеров:
а, б – дрифтер № 56092, период измерений 04.07.06 – 13.09.06;
в, г – дрифтер № 56093, период измерений 05.07.06 – 26.09.06.
Т
ем
п
ер
ат
у
р
а
в
о
д
ы
, °
С
28
26
24
22
20
18
16
а б
Т
ем
п
ер
ат
у
р
а
в
о
д
ы
, °
С
Глубина 10 м Глубина 50 м
5300 5320 5340 5360 5300 5320 5340 5360
Сутки, условный номер Сутки, условный номер
9,0
8,5
8,0
7,5
7,0
6,5
измерение
расчет
измерение
расчет
27
26
25
24
23
22
21
Т
ем
п
ер
ат
у
р
а
в
о
д
ы
, °
С
Т
ем
п
ер
ат
у
р
а
в
о
д
ы
, °
С
Глубина 10 м Глубина 50 м
5300 5320 5340 5360 5380 5300 5320 5340 5360 5380
Сутки, условный номер Сутки, условный номер
8,0
7,8
7,6
7,4
7,2
7,0
6,8
6,6
в г
измерение
расчет
измерение
расчет
129
3.3. Соленость
Глубина 2,5 м. «Модельное» распределение солености в акватории Черно-
го моря на горизонте 2,5 м иллюстрируется рис. 10.
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
Рис . 10. Поле солености (в ‰) на горизонте 2,5 м:
а – 26.02.06; б – 06.07.06.
На верхнем горизонте в начале года воды с соленостью 18,0 – 18,4‰ зани-
мают всю центральную часть моря. В северо-западной части сосредоточены
более пресные воды, имеющие соленость менее 17‰, что обусловлено стоком
рек. В течение зимы размер этой области уменьшается, а площадь области, за-
нятой водам с соленостью более 18‰ соответственно растет. С конца января
по апрель в восточной части моря наблюдается область вод повышенной соле-
ности, которая изменяется от 18,50 до 18,75‰ (см. рис. 10, а). Весной, с повы-
шением стока рек, происходит увеличение размера области пресных вод на
СЗШ, ее распространение вдоль западного побережья на юг, а также появляет-
ся область пониженной солености в восточной части моря. К началу мая воды с
соленостью ниже 16‰ достигают побережья Болгарии. В течение мая-июня
площадь области, занятой водами с соленостью более 18‰ уменьшается, со-
средотачиваясь внутри ОЧТ. По периферии ОЧТ воды имеют соленость около
17,5‰. На СЗШ соленость вод составляет от 15 до 16‰. С конца июля размер
области вод с соленостью более 18‰ начинает медленно увеличиваться (см.
рис. 10, б). В августе-сентябре более пресные воды опять сосредотачиваются в
районе СЗШ, а воды с соленостью 18,0 – 18,4‰ занимают всю центральную
с.ш.
46°
44°
42°
с.ш.
46°
44°
42°
а
б
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
130
часть моря. В целом структура поля солености отражает общий характер цир-
куляции в центральной части моря.
Глубина 20 м. Структура поля солености черноморской воды на гори-
зонте 20 м иллюстрируется рис. 11.
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
28 30 32 34 36 38 40
42
44
46
Рис . 11. Поле солености (в ‰) на горизонте 20 м:
а – 26.02.06; б – 16.06.06.
Здесь в начале интегрирования воды с соленостью 18,0 – 18,2‰ сосре-
доточены в центральной части моря, более пресные воды (15,2 < S < 17,6‰) –
вдоль всего западного побережья. В восточной части наблюдается область
повышенной солености более 18,4‰. В течение января-февраля ширина по-
лосы пресных вод уменьшается, а зона вод повышенной солености увели-
чивается в размере и делится на две части, расположенные в центре моря
(см. рис. 11, а). В течение апреля-мая область распресненных вод на СЗШ
увеличивается и наблюдается перенос менее соленых вод вдоль западного
материкового склона на юг. В восточной части моря также формируется
зона пресной воды, обусловленная стоком рек. В конце мая происходит
уменьшение размера области повышенной солености и к середине июня она
практически исчезает. В июне-июле менее соленые воды с СШЗ переносятся
ОЧТ на юг и к началу августа наблюдаются уже в районе г. Эрегли. Также в
это время увеличивается ширина полосы распресненных вод вдоль побережья
Кавказа. Зона с соленостью вод 18,0 – 18,2‰ занимает всю центральную
часть моря (см. рис. 11, б). К середине сентября здесь вновь формируются
с.ш.
46°
44°
42°
с.ш.
46°
44°
42°
а
б
28° 30° 32° 34° 36° 38° 40° в.д.
131
две области вод повышенной солености (более 18,4‰). К концу месяца
площадь одной из них уменьшается, а другой – увеличивается. Минималь-
ная соленость на СЗШ также увеличивается до 15,8‰.
Глубина 50 м. На горизонте 50 м соленость черноморской воды распре-
делена следующим образом. В начале года центральную часть занимает об-
ласть вод, имеющих соленость 18,4 – 18,6‰. Менее соленые воды (соле-
ность которых не превышает 18‰) сосредоточены на юго-востоке моря.
Также узкая полоска пресной воды, поступающей с СЗШ, наблюдается у
западного побережья. В январе усиливается подъем холодных вод с ниже-
лежащих горизонтов и увеличивается размер области повышенной солено-
сти. В течение февраля-марта циркуляция в этом районе ослабевает, и зона
повышенной солености к концу марта уже не прослеживается. Также в этот
период уменьшаются и практически исчезают области с соленостью менее
18‰ в восточной и западной частях моря. В начале мая наблюдаются по-
ступление распресненных вод с СЗШ и формирование области менее соле-
ных вод в районе Батумского антициклона. В течение мая-июня эти процес-
сы усиливаются. В середине июня область вод пониженной солености (ме-
нее 18‰) формируется возле юго-восточного побережья Крыма. В августе-
сентябре площадь области, оконтуренной изопикной 18,4‰, уменьшается, и
она вытягивается в направлении с востока на запад. В это же время увели-
чивается размер областей, имеющих соленость менее 18‰. Они наблюда-
ются по всей периферии бассейна, а также в районах Севастопольского и
Батумского антициклонов.
Глубина 100 м. Поле солености на горизонте 100 м отражает структуру
крупномасштабной циркуляции в области постоянного галоклина. Зимой
центральную часть моря занимают воды, имеющие соленость более 20‰.
Здесь же наблюдаются две зоны повышенной солености (более 20,4‰). По
периферии расположены менее соленые воды. Минимальную соленость
18,8‰ имеют воды в районе Севастопольского антициклона. В феврале в
районе Севастопольского и Батумского антициклонов в результате сильного
перемешивания формируются области пониженной солености (менее 18,4‰),
размер которых увеличиваются к концу марта. В апреле воды с соленостью
более 20‰ занимают практически всю западную часть моря на горизонте
100 м. Минимальная соленость наблюдается в вихревых структурах по пери-
метру бассейна. В течение мая-июня общая структура поля солености сохраня-
ется. Области пониженной солености меняют свое местоположение, отражая
формирование областей завихренности вдоль материкового склона на горизон-
те 100 м. В июле область повышенной солености перемещается из восточной в
центральную часть. В западной части моря подъема более плотных вод не на-
блюдается. В августе-сентябре область повышенной солености уменьшается в
размере, практически исчезая к концу месяца, также уменьшается площадь вод
с соленостью более 20‰. Минимальная соленость 18,6‰ наблюдается в рай-
оне Севастопольского и Батумского антициклонов.
Соленость на разрезе вдоль параллели 43,8°с.ш. Структура поля соле-
ности вод моря на разрезе 43,8°с.ш. показана на рис. 12. В начале года соле-
ность по глубине распределена следующим образом. До глубин 40 м в за-
падной части моря и вдоль восточного материкового склона наблюдаются
несколько пятен с соленостью от 18,0 до 18,2‰.
132
Рис . 12. Поле солености (в ‰) на разрезе по параллели 43,8ºс.ш:
а – 11.02.06; б – 16.06.06.
Вдоль западного материкового склона соленость понижена за счет реч-
ного стока. В восточной части моря наблюдается подъем вод с соленостью
18,2 – 18,5‰. Начиная с глубин 50 – 60 м, соленость равномерно увеличи-
вается с глубиной. В восточной части изопикнические поверхности припод-
няты. После 100 м (соленость воды более 20‰), толщина слоев постоянной
солености увеличивается. В январе-марте в восточной части наблюдается
подъем вод с соленостью 18,75‰ с глубин 40 – 50 м. Области пониженной со-
лености у восточных и западных берегов моря минимальны (см. рис. 12, а). В
связи с весенним прогревом размер областей пониженной солености вдоль
западного материкового склона увеличивается, что обусловлено повышен-
ным стоком рек. В мае-июне соленость в этом районе понижается до 15,5‰.
В восточной части минимальная соленость составляет 17,5‰. В районе вос-
точного циклонического круговорота изопикны приподняты, от поверх-
ности до глубины 40 м воды имеют соленость 18,5‰. Летом области по-
ниженной солености вдоль западного и восточного склонов уменьшаются.
В центральной части моря соленость равна 18‰, незначительно понижаясь
к берегам (см. рис. 12, б).
Во второй половине августа и в сентябре наблюдается интенсификация
течений в центральной и восточной частях и на поверхность поднимаются
28° 30° 32° 34° 36° 38° в.д.
z, м
-20
-60
-100
-140
-180
z, м
-20
-60
-100
-140
-180
а
б
133
воды с соленостью 18,5‰ с глубин около 60 м. Зона пониженной солености
(около 17‰) вблизи западного берега минимальна и прослеживается до
глубин 30 м.
Заключение. В работе выполнен численный прогностический экспери-
мент по моделированию гидрофизических полей Черного моря с горизон-
тальным разрешением 1,64 × 1,64 км в период январь-сентябрь 2006 г. с ис-
пользованием реального атмосферного воздействия. Вертикальный турбу-
лентный обмен параметризуется с помощью теории Меллора-Ямады 2.5.
Получены трехмерные поля скоростей течений, температуры, солености и
поле уровня на каждые сутки расчетного периода.
В поле уровня воспроизводятся вихри диаметром 10 – 20 км. Особенно
интенсивное вихреобразование наблюдается весной у побережья Кавказа,
летом на северо-западном шельфе и вдоль Анатолийского побережья. Так-
же сильная мезомасштабная изменчивость прослеживается внутри основно-
го циклонического круговорота. Анализ карт поля уровня и течений на верх-
нем расчетном горизонте (2,5 м) показал, что Севастопольский и Батумский
антициклоны в фазы своей наибольшей интенсивности сопровождаются вих-
рями, имеющими циклоническую завихренность.
По сравнению с проведенными ранее прогностическими расчетами мож-
но выделить следующие особенности мезомасштабной динамики вод, полу-
ченные впервые:
– вихри и струйные течения на СЗШ;
– долгоживущий циклонический вихрь (около 3 мес.) в юго-западной
части моря;
– формирование в осенний период в области Батумского антициклона
вихрей синоптического масштаба и различного знака завихренности.
Наличие таких структур подтверждается спутниковыми данными.
В полях температуры и солености воспроизводятся такие известные
особенности, как:
– два механизма формирования ХПС (зимняя конвекция и поступление
холодных вод с северо-западного шельфа);
– весенние прогрев и распреснение шельфовых вод за счет стока рек,
подъем более соленых вод в центральной части моря.
Сопоставление модельных профилей температуры с данными дрифтер-
ных измерений показало, что в верхнем 100-метровом слое модельная тем-
пература близка к реальной, особенно в областях, где скорость течений не
превышает 40 см/с. Следует отметить хорошее совпадение расчетных и на-
турных данных в точках, близких к берегу.
Таким образом, анализ результатов расчета показал, что увеличение го-
ризонтального разрешения позволяет воспроизводить динамику вод моря на
синоптических и мезомасштабах с большей точностью. Использование па-
раметризации Меллора-Ямады 2.5 для описания турбулентных процессов
по вертикали обеспечивает более правильное моделирование параметров
верхнего перемешанного слоя и соответственно более точный прогноз гид-
рофизических полей Черного моря.
134
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Демышев С.Г., Кныш В.В., Коротаев Г.К. Численное моделирование сезонной
изменчивости гидрофизических полей Черного моря // Морской гидрофизиче-
ский журнал. – 2002. – № 3. – С. 12-27.
2. Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель ба-
роклинных течений океана на сетке С. // В кн.: Численные модели и результаты
калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. – M.: ИВМ РАН.
– 1992. – С. 163-231.
3. Демышев С.Г. Численный прогностический расчет течений в Черном море с
высоким горизонтальным разрешением // Морской гидрофизический журнал.
− 2011. − №1. − С. 36-47.
4. Демышев С.Г., Довгая С.В., Маркова Н.В. Численный эксперимент по модели-
рованию гидрофизических полей Черного моря в январе-сентябре 2006 г. //
Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное ис-
пользование ресурсов шельфа. – Севастополь.: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика».
– 2009. – вып. 19. – С. 355-369.
5. Демышев С.Г., Дымова О.А. Результаты прогностического расчета гидрофизиче-
ских полей Черного моря с высоким пространственным разрешением // Экологиче-
ская безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ре-
сурсов шельфа. – Севастополь.: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2010. – вып. 22.
– С. 22-30.
6. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid
problems // Rev. Geophys. Space Phys. – 1982. – vol. 20. – Р. 851-875.
7. Arakawa A. Computational design for long-term numerical integration of the equa-
tions of fluid motion: Two-dimensional incompressible flow // Journal of Comput.
Phys. – 1966. – № 1. – P. 119-143.
8. Коротаев Г.К., Еремеев В.Н. Введение в оперативную океанографию Черного
моря. – Севастополь.: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2006. – 382 с.
9. Дорофеев В.Л., Коротаев Г. К., Ратнер Ю.Б. Система мониторинга гидрофизи-
ческих полей Черного моря в квазиоперативном режиме // Системы контроля
окружающей среды. – Севастополь.: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2006.
– С. 150-158.
10. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Выпуск 1.
Гидрометеорологические условия. – СПб.: Гидрометеоиздат. − 1991. − 428 с.
11. Kubryakov A.A. and Stanichny S.V. Mean Dynamic Topography of the Black Sea,
computed from altimetry, drifter measurements and hydrology data // Ocean Sci.
– 2011. vol. 7. – P. 745-753. doi:10.5194/os-7-745-2011, 2011.
12. Морской портал НКАУ. [Электронный ресурс]. http://dvs.net.ua (Последнее об-
ращение 10.10.2011).
13. Толстошеев А.П., Коротаев Г.К., Лунев Е.Г. Термопрофилирующий дрейфую-
щий буй // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и ком-
плексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь.: НПЦ «ЭКОСИ-
Гидрофизика». – 2005. – вып. 11. – С. 143-154.
Материал поступил в редакцию 0 9 . 1 1 . 20 1 1 г .
После переработки 1 4 . 1 2 . 2 01 1 г .
135
АНОТАЦIЯ У роботі представлений аналіз результатів моделювання гідрофізи-
чних полів Чорного моря з розділенням 1,64 × 1,64 км в період січень-вересень
2006 р. з використанням реальної атмосферної дії. Вертикальний турбулентний об-
мін імпульсом та вертикальна турбулентна дифузія тепла та солі параметризуются
на основі теорії Меллора-Ямади 2.5. Результати експерименту порівнювалися з дос-
тупними натурними даними. Показано, що представлена вдосконалена модель
циркуляції Чорного моря дозволяє відтворити мезомасштабну мінливість, яка підт-
верджується даними спостережень, а також дозволяє точніше описати темпера-
турний режим у верхньому 100-метровому шарі моря.
ABSTRACT The analysis of modeling results of the Black Sea hydrophysical fields
with 1,64 km resolution are presented in this work. The numerical experiment was carried
out for the period January-September 2006 with the real atmospheric forcing. The coeffi-
cients of the vertical turbulent exchange and vertical diffusion were calculated on the base
of Mellor-Yamada theory 2.5. The experiment results were compared with available in-
situ data. It is shown that the presented improved model of the Black Sea circulation al-
lows to reproduce mesoscale variability which confirmed by in-situ data and also to de-
scribe a temperature rate in the upper 100-meters layer of the sea more exactly.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112667 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1726-9903 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:42:28Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Демышев, С.Г. Дымова, О.А. 2017-01-25T20:02:43Z 2017-01-25T20:02:43Z 2011 Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением / С.Г. Демышев, О.А. Дымова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 2. — С. 114-135. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1726-9903 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112667 532.59 В работе представлен анализ результатов моделирования гидрофизических полей Черного моря с разрешением 1,64 × 1,64 км в период январь-сентябрь 2006 г. с
 использованием реального атмосферного воздействия. Вертикальный турбулентный обмен импульсом и вертикальная турбулентная диффузия тепла и соли параметризуются на основе теории Меллора-Ямады 2.5. Результаты численного эксперимента сравнивались с доступными натурными данными. Показано, что представленная усовершенствованная модель циркуляции Черного моря позволяет воспроизвести мезомасштабную вдольбереговую изменчивость, подтверждаемую данными наблюдений, а также более точно описать температурный режим в верхнем
 100-метровом слое моря. У роботі представлений аналіз результатів моделювання гідрофізичних полів Чорного моря з розділенням 1,64 × 1,64 км в період січень-вересень
 2006 р. з використанням реальної атмосферної дії. Вертикальний турбулентний обмін імпульсом та вертикальна турбулентна дифузія тепла та солі параметризуются
 на основі теорії Меллора-Ямади 2.5. Результати експерименту порівнювалися з доступними натурними даними. Показано, що представлена вдосконалена модель
 циркуляції Чорного моря дозволяє відтворити мезомасштабну мінливість, яка підтверджується даними спостережень, а також дозволяє точніше описати температурний режим у верхньому 100-метровому шарі моря. The analysis of modeling results of the Black Sea hydrophysical fields
 with 1,64 km resolution are presented in this work. The numerical experiment was carried
 out for the period January-September 2006 with the real atmospheric forcing. The coefficients
 of the vertical turbulent exchange and vertical diffusion were calculated on the base
 of Mellor-Yamada theory 2.5. The experiment results were compared with available insitu
 data. It is shown that the presented improved model of the Black Sea circulation allows
 to reproduce mesoscale variability which confirmed by in-situ data and also to describe
 a temperature rate in the upper 100-meters layer of the sea more exactly. ru Морський гідрофізичний інститут НАН України Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Моделирование процессов в морях и внутренних водоемах: Черное и Азовское моря Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением Демышев, С.Г. Дымова, О.А. Моделирование процессов в морях и внутренних водоемах: Черное и Азовское моря |
| title | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением |
| title_full | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением |
| title_fullStr | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением |
| title_full_unstemmed | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением |
| title_short | Моделирование циркуляции Черного моря с высоким пространственным разрешением |
| title_sort | моделирование циркуляции черного моря с высоким пространственным разрешением |
| topic | Моделирование процессов в морях и внутренних водоемах: Черное и Азовское моря |
| topic_facet | Моделирование процессов в морях и внутренних водоемах: Черное и Азовское моря |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112667 |
| work_keys_str_mv | AT demyševsg modelirovaniecirkulâciičernogomorâsvysokimprostranstvennymrazrešeniem AT dymovaoa modelirovaniecirkulâciičernogomorâsvysokimprostranstvennymrazrešeniem |