Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг.
Для прибрежной зоны Западного Крыма с использованием спектральной вол- новой модели SWAN и данных ре-анализа приземного ветра JRA за 1979 – 2010 гг. получен 32-тилетний массив полей волнения с пространственным разрешением 600 м и дискретностью по времени 6 ч. На его основе проанализирована повторяе...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56798 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. / Л.В. Харитонова, В.В. Фомин // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 24-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56798 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Харитонова, Л.В. Фомин, В.В. 2014-02-25T18:28:42Z 2014-02-25T18:28:42Z 2012 Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. / Л.В. Харитонова, В.В. Фомин // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 24-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1726-9903 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56798 551.466.2 Для прибрежной зоны Западного Крыма с использованием спектральной вол- новой модели SWAN и данных ре-анализа приземного ветра JRA за 1979 – 2010 гг. получен 32-тилетний массив полей волнения с пространственным разрешением 600 м и дискретностью по времени 6 ч. На его основе проанализирована повторяемость параметров волнения, проведено сопоставление полученных результатов с данными береговых гидрометеорологических станций. Методом годовых максимумов выполнены оценки экстремальных высот волн в характерных точках побережья. Для прибережної зони Західного Криму з використанням спектральної хвильової моделі SWAN і даних ре-аналізу приземного вітру JRA за 1979 – 2010 рр. отриманий 32-ти річний масив полів хвилювання з просторовим дозволом 600 м і дискретністю за часом 6 ч. На його основі проаналізовано повторюваність параметрів хвилювання, проведено зіставлення отриманих результатів з даними берегових гідрометеорологічних станцій. Методом річних максимумів виконані оцінки екстремальних висот хвиль в характерних точках узбережжя. For the coastal zone of Western Crimea, a spectral wave model SWAN and data re-analysis of surface wind JRA in 1979 – 2010 was used. 32-year wind wave field array with a spatial resolution of 600 m and a time-discrete 6 h was created. On the basis of the array the repeatability of wind wave parameters is analysed, the received results are compared with data of coastal meteorological stations. In the characteristic points of the coast the extreme wave heights are estimated by method of annual maxima. ru Морський гідрофізичний інститут НАН України Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морские берега Украины Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| spellingShingle |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. Харитонова, Л.В. Фомин, В.В. Морские берега Украины |
| title_short |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| title_full |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| title_fullStr |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| title_full_unstemmed |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| title_sort |
статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне западного крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. |
| author |
Харитонова, Л.В. Фомин, В.В. |
| author_facet |
Харитонова, Л.В. Фомин, В.В. |
| topic |
Морские берега Украины |
| topic_facet |
Морские берега Украины |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| publisher |
Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| format |
Article |
| description |
Для прибрежной зоны Западного Крыма с использованием спектральной вол- новой модели SWAN и данных ре-анализа приземного ветра JRA за 1979 – 2010 гг. получен 32-тилетний массив полей волнения с пространственным разрешением 600 м и дискретностью по времени 6 ч. На его основе проанализирована повторяемость параметров волнения, проведено сопоставление полученных результатов с данными береговых гидрометеорологических станций. Методом годовых максимумов выполнены оценки экстремальных высот волн в характерных точках побережья.
Для прибережної зони Західного Криму з використанням спектральної хвильової моделі SWAN і даних ре-аналізу приземного вітру JRA за 1979 – 2010 рр. отриманий 32-ти річний масив полів хвилювання з просторовим дозволом 600 м і дискретністю за часом 6 ч. На його основі проаналізовано повторюваність параметрів хвилювання, проведено зіставлення отриманих результатів з даними берегових гідрометеорологічних станцій. Методом річних максимумів виконані оцінки екстремальних висот хвиль в характерних точках узбережжя.
For the coastal zone of Western Crimea, a spectral wave model SWAN and data re-analysis of surface wind JRA in 1979 – 2010 was used. 32-year wind wave field array with a spatial resolution of 600 m and a time-discrete 6 h was created. On the basis of the array the repeatability of wind wave parameters is analysed, the received results are compared with data of coastal meteorological stations. In the characteristic points of the coast the extreme wave heights are estimated by method of annual maxima.
|
| issn |
1726-9903 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56798 |
| citation_txt |
Статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне Западного Крыма по данным ретроспективных расчетов за 1979 – 2010 гг. / Л.В. Харитонова, В.В. Фомин // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 24-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT haritonovalv statističeskieharakteristikivetrovogovolneniâvpribrežnoizonezapadnogokrymapodannymretrospektivnyhrasčetovza19792010gg AT fominvv statističeskieharakteristikivetrovogovolneniâvpribrežnoizonezapadnogokrymapodannymretrospektivnyhrasčetovza19792010gg |
| first_indexed |
2025-11-26T00:17:34Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:17:34Z |
| _version_ |
1850597748561149952 |
| fulltext |
24
24
УДК 551 .466 .2
Л.В.Харитонова , В.В.Фомин
Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОВОГО ВОЛНЕНИЯ
В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОГО КРЫМА ПО ДАННЫМ
РЕТРОСПЕКТИВНЫХ РАСЧЕТОВ ЗА 1979 – 2010 ГГ.
Для прибрежной зоны Западного Крыма с использованием спектральной вол-
новой модели SWAN и данных ре-анализа приземного ветра JRA за 1979 – 2010 гг.
получен 32-тилетний массив полей волнения с пространственным разрешением
600 м и дискретностью по времени 6 ч. На его основе проанализирована повторяе-
мость параметров волнения, проведено сопоставление полученных результатов с
данными береговых гидрометеорологических станций. Методом годовых максиму-
мов выполнены оценки экстремальных высот волн в характерных точках побережья.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : Западный Крым, прибрежная зона, ветровое волнение,
модель SWAN, ре-анализ.
Введение. Побережье Западного Крыма является одним из наиболее
перспективных районов для курортно-рекреационного использования. Здесь
возрастет хозяйственная деятельность, связанная с освоением прибрежных
территорий. В настоящее время существуют проекты развития имеющихся
и строительства новых курортных комплексов на этом участке берега Кры-
ма. Перечисленные обстоятельства предъявляют повышенные требования к
качеству гидрометеорологической информации в рассматриваемом районе,
в частности характеристик ветрового волнения в прибрежной зоне.
Основные режимно-климатические особенности Черноморского регио-
на представлены в работах [1, 2] и атласах [3, 4]. Анализу данных наблюде-
ний за ветром и волнением на береговых станциях Западного Крыма по-
священы работы [5 – 7].
В работах [5, 7] даны оценки экстремальных высот волн у берегов
Крыма по данным наблюдений на морских гидрометеорологических стан-
циях (МГС) на основе экстраполяции режимных функций распределения в
область малых обеспеченностей.
Пространственное распределение экстремальных характеристик волне-
ния Черного моря на основе модели WAM и данных ре-анализа приземного
ветра ERA40 за 1958 – 1997 гг. приведены в [8]. Там же представлены карты
экстремальных значений волновых параметров для всего моря с разрешением
~ 20 км. Вследствие недостаточного пространственного разрешения и ограни-
чений модели WAM, полученные в [8] поля не вполне адекватно отражают экс-
тремальные волновые характеристики в прибрежной зоне Западного Крыма.
Целью данной работы является получение более детальной информа-
ции о характеристиках ветрового волнения в прибрежной зоне Западного
Крыма для современной климатической ситуации.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: на
основе математической модели SWAN расчет полей ветрового волнения пе-
© Л .В . Харитонова , В .В . Фомин , 2012
25
25
риод с высоким пространственным разрешением (~ 600 м) за период 1979 –
2010 гг.; получение оценок экстремальных волн в прибрежной зоне Запад-
ного Крыма; сопоставление результатов моделирования с данными срочных
наблюдений на прибрежных гидрометеорологических станциях.
Материалы и методы исследований. Для моделирования ветрового
волнения у западного побережья Крыма использовалась параллельная вер-
сия спектральной волновой модели SWAN (Simulating Waves Nearshore) [9],
в основе которой лежит уравнение баланса волновой энергии в спектраль-
ной форме
ωϕω
ϕω SNcNc
y
Nc
x
Nc
t
N gygx =
∂
∂
+
∂
∂+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂ )()()()(
, (1)
где N = E(t, x, y, ω, ϕ)/ω – плотность волнового действия; E(t, x, y, ω, ϕ) –
частотно-угловой спектр волнения;
+=
)2
2
1)(
2
1
kH
kH
kH
k
g
cg
sh(
th ; { }
=
k
k
k
k
ccc
yx
ggygx ,, ;
{ }yx kk ,=k – волновой вектор; 22
yx kkk += ; H – глубина; )(kHgk th=ω
– частота волн; ϕ – направление распространения волн; tHHc ∂∂⋅∂∂= ωω ;
mHHkc ∂∂⋅∂∂⋅−= ωϕ 1 ; m – координата, отсчитываемая по нормали к
направлению распространения волн ϕ; S = Sin + Snl + Swc + Sbf + Sdib – функция
источника; Sin – источник энергоснабжения волн ветром; Snl – энергия нели-
нейных взаимодействий спектральных гармоник; Swc – диссипация энергии
вследствие обрушения волновых гребней; Sbf – диссипация энергии вследст-
вие донного трения; Sdib – энергия обрушения волн на критических глубинах.
На твердых боковых границах E = 0. По угловой переменной использу-
ется условие периодичности E(ϕ = 0) = E(ϕ = 2π), а по частотной E(ωmin) =
E(ωmax) = 0.
Расчеты выполнялись на вычислительном кластере Морского гидрофи-
зического института НАН Украины [10]. Моделировалось нестационарное
волнение на основе ретроспективных данных о скорости и направлении
приводного ветра JRA за период 1979 – 2010 гг. [11]. Основываясь на ре-
зультатах работы [12], где проводилась валидация модели SWAN по данным
JRA, зональная и меридиональная компоненты скорости приводного ветра
умножались на поправочный коэффициент 1,3. Применялся 2-х шаговый
метод вложенных сеток. На первом шаге рассчитывалось волнение для все-
го Азово-Черноморского бассейна с горизонтальным разрешением ~ 4,5 км
(сетка 246 × 160). Далее проводился расчет волнения для акватории, приле-
гающей к Западному Крыму, с горизонтальным разрешением ~ 600 м (сетка
217 × 250). При этом в качестве граничных условий на жидкой границе бра-
лись результаты расчетов с предыдущего шага. Разрешение модели по уг-
ловой координате составляло 15°, частотный интервал равнялся 0,02 – 2 Гц.
Шаг интегрирования по времени составлял 10 мин. Параметризация донно-
го трения в модели учитывалась на основе аппроксимации Гранта-Мадсена
[13]. Весь расчет полей на вычислительном кластере длился около 15 суток.
26
26
В результате получен массив полей высот, направлений и периодов
ветровых волн у берегов Западного Крыма за период 1979 – 2010 гг. на ре-
гулярной сетке c шагом по пространству ~ 600 м и дискретностью по вре-
мени 6 ч (всего 43832 поля) [14]. Расчетные данные охватывают 30-ти лет-
ний период после климатического сдвига 1976 – 1977 гг. [15], и, следова-
тельно, адекватно характеризует современный волновой режим исследуе-
мой акватории.
Для оценки экстремальных высот ветровых волн применялся метод го-
довых максимумов, базирующийся на интегральной функции распределе-
ния Гумбеля (или Фишера-Типпета I рода) [16]:
( )[ ][ ]11expexp)( BAhhF −−−= , (2)
где F(h) – вероятность непревышения высоты волны значения h; A1, B1 –
параметры, определяемые для каждой конкретной точке по заданному ряду
годовых максимумов высот волн на основе метода наименьших квадратов.
Из (2) следует выражение для высоты волны соответствующей задан-
ной величине квантиля F :
[ ])lnln(11 FBAh −−+= . (3)
С учетом (3), оценка высоты волны, возможной 1 раз в T лет (T > 1), оп-
ределяется как квантиль (1 – 1/T)·100 % – обеспеченности распределения
(2), т.е.
[ ][ ]TBAh 11lnln11T −−−= . (4)
После расчета по соотношению (4) средних оценок волн Th , возмож-
ных 1 раз в заданное количество лет, вычисляются высоты волн других
обеспеченностей hp с помощью интегральной функции распределения ин-
дивидуальных волн для моря конечной глубины [16]:
( )
+
−−=
− *
T1
2
*
T 214
exp1)(
hp
p
h
h
h
hF
π
π
. (5)
Здесь Hhh T*
T = – относительная средняя высота волны, возможная 1 раз в
T лет, H – глубина моря.
Проводилось сравнение данных ре-анализа с данными наблюдений на
МГС Черноморское, Тарханкутский маяк, Евпатория и Херсонесский маяк.
Наблюдения за волнением на МГС производились регулярно на протяже-
нии длительных периодов времени. Для анализа был выбран период с 1979
по 2010 гг., соответствующий расчетному. На МГС Тарханкутский маяк
наблюдения осуществлялись только до 1995 г., поэтому сопоставление дан-
ных осуществлялось за период 1979 – 1995 гг.
Для получения статистической информации о характеристиках волне-
ния в прибрежных районах Западного Крыма и сравнения модельных и на-
турных данных, из 32-ти летнего массива волновых полей выбирались вре-
менные ряды с 6-ти часовой дискретностью для нескольких характерных
точек, расположенных вблизи МГС (рис.1 и табл.1): на изобате 15 м на тра-
верзе бухты Узкая (п.Черноморское) (1); к западу от м.Тарханкут на изобате
27
27
Р и с . 1 .Карта-схема рельефа дна
у Западного Крыма с обозначе-
нием точек расчета статистичес-
ких характеристик волнения.
30 м (2); в Евпаторийской
бухте на изобате 10 м (3); у
м.Херсонес на изобате 50 м (4).
Анализ результатов. На
рис.2 для характерных точек
представлена повторяемость
различных градаций высот
волн по месяцам года. Града-
ции волн выбраны на основа-
нии стандартной шкалы сте-
пени волнения и соответст-
вуют баллам волнения. Внут-
ригодовое распределение ве-
личин суммарной повторяе-
мости волнения ≥ 3 баллов
(> 0,75 м), а также штормового волнения ≥ 4 баллов (> 1,25 м) (рис.2), рас-
считанные по данным SWAN хорошо отражают сезонные различия характе-
ристик ветрового волнения. В соответствии с особенностями режима ветра,
максимальная интенсивность ветрового волнения приходится на холодный
период года – с октября по март.
Однако при сравнении значений повторяемости волнения ре-анализа с
натурными данными наблюдаются некоторые различия.
Сравнение внутригодовых повторяемостей высот волн по модельным и
натурным данным для выбранных точек показало, что для Евпатории и
м.Херсонес модель занижает повторяемость высот волн в 2 раза. Кроме то-
го, для районов м.Тарханкут и п.Черноморское результаты расчетов дают
завышенные в 2 и 4 раза значения повторяемости ветрового волнения соот-
ветственно. При этом для м.Тарханкут эта разница проявляется за счет уве-
личение штормового волнения (> 1,25 м).
Указанные несоответствия могут быть обусловлены как мелкими неод-
нородностями реальных полей ветра, которые не воспроизводятся в ре-
анализе JRA, так и трансформацией волнения при подходе к берегу. Возмож-
Т а б л и ц а 1 .Координаты точек у западного берега Крыма, для
которых рассчитаны волновые характеристики.
№ район моря
координаты,
шифр
в.д. с.ш.
1 п.Черноморское 32,70485 45,52403 Chern_15m
2 м.Тарханкут 32,46888 45,34538 Tarkh_30m
3 Евпатория 33,38336 45,17882 EVP_10m
4 м.Херсонес 33,3662 44,5859 Xerson-1-50m
28
28
Р и с . 2 .Повторяемость (%) различных градаций высот волн (м) по месяцам на
береговых станциях и по данным ре-анализа. Градации волн выбраны на осно-
вании стандартной шкалы степени волнения и соответствуют баллам волнения.
но, что такие различия существуют также и в результате того, что данные
моделирования выбраны в точках, расположенных мористее точек, в кото-
рых производились измерения.
Для каждого ряда натурных и расчетных данных были построены гис-
тограммы распределения высот значительных волн (рис.3). Анализ их пока-
зал, что гистограммы по данным МГС и ре-анализа сопоставимы по форме
и значениям (рис.3). Однако данные ре-анализа дают завышенные до 30 %
значения повторяемости штилей (высота волн < 0,25 м), которые компенси-
29
29
руются занижением значе-
ний повторяемости высот
волн > 0,25 м на 20 – 25 %
на всех точках, кроме Хер-
сонесского маяка. Повто-
ряемости волн высотой бо-
лее 0,5 м в значительной
мере согласуются.
Сравнение роз повто-
ряемости ветрового волне-
ния на МГС и данных ре-
анализа в точках (рис.4)
показало, что как по поряд-
ку величин, так и по форме
розы волнения схожи. Наи-
более хорошо сопостави-
мыми являются направле-
ния в точках Евпатория и
Херсонесский маяк.
В целом, модельные
данные для всех рассматри-
ваемых точек довольно хо-
рошо отражают повторяе-
мость волн от волноопас-
ных направлений, наиболее
существенные отличия от
натурных данных прояви-
лись в том, что по данным
МГС значимый процент
волн направлен с берега,
причину чего (систематиче-
ская ошибка, волны зыби
или др.) на данный момент
установить не представля-
ется возможным.
Оценки высот волн раз-
ной обеспеченности, воз-
можных 1 раз в заданное количество лет, рассчитанные методом годовых
максимумов по данным модели SWAN, представлены в табл.2. С приклад-
ной точки зрения наиболее важными являются величины высот волн 0,1 %
обеспеченности, применяемые в проектировании защитных сооружений 1-
го класса [7].
Наиболее интенсивное волнение развивается в районе мысов Херсонес
и Тарханкут и высоты волн 0,1 % обеспеченности возможные 1 раз в
100 лет равны 10,95 и 9,95 м соответственно. За весь период наблюдений
(56 лет для МГС Херсонесский маяк и 41 год для МГС Тарханкут) были за-
фиксированы максимальные высоты волн 7,7 и 8 м соответственно.
Р и с . 3 .Гистограммы распределения (%) высот
значительных волн (м) у западного берега Крыма
за 1979 – 2010 гг. (Тарханкут – за 1979 – 1995 гг.).
30
30
Р и с . 4 .Розы повторяемости (%) ветрового волнения
у западного берега Крыма по данным береговых стан-
ций (слева) и ре-анализа (справа) за 1979 – 2010 гг.
(Тарханкут – за 1979 – 1995 гг.).
Сравним полученные по данным SWAN режимные параметры волн
(табл.2) с высотами волн, рассчитанными по данным МГС [4, 5]. Так как
волны 13 % обеспеченности ближе всего к данным визуальных и полуинст-
рументальных наблюдений, то анализировать будем именно эти величины.
Для м.Херсонес, Евпатории и Черноморского высоты волн, возможные 1
раз в Т лет, полученные по натурным данным (1 раз в 100 лет возможны вы-
31
31
Т а б л и ц а 2 .Высоты волн 50, 13, 3, 1, 0,1 % обеспеченности (м), воз-
можные 1 раз в 5, 10, 25, 50 и 100 лет у побережья Западного Крыма,
рассчитанные методом годовых максимумов по данным модели SWAN.
Т-лет hср. 50 % 13 % 3 % 1 % 0,1 %
м.Херсонес (на изобате 50 м)
5 2,7 2,6 4,3 5,6 6,3 7,7
10 3,0 2,9 4,8 6,2 7,0 8,5
25 3,4 3,3 5,4 6,9 7,9 9,5
50 3,7 3,5 5,8 7,5 8,5 10,2
100 4,0 3,8 6,2 8,0 9,1 11,0
г.Евпатория (на изобате 10 м)
5 1,5 1,5 2,4 3,0 3,3 4,0
10 1,7 1,7 2,6 3,2 3,6 4,3
25 2,0 1,9 2,9 3,6 4,0 4,7
50 2,1 2,0 3,1 3,8 4,3 5,0
100 2,2 2,2 3,3 4,1 4,6 5,3
м.Тарханкут (на изобате 30 м)
5 2,7 2,6 4,2 5,4 6,1 7,4
10 3,0 2,8 4,6 5,9 6,7 8,0
25 3,3 3,2 5,1 6,5 7,4 8,8
50 3,5 3,4 5,5 7,0 7,9 9,4
100 3,8 3,6 5,8 7,4 8,3 10,0
п. Черноморское (на изобате 15 м)
5 1,7 1,7 2,7 3,4 3,8 4,6
10 1,9 1,8 2,9 3,7 4,2 5,0
25 2,1 2,0 3,2 4,1 4,6 5,4
50 2,2 2,2 3,4 4,3 4,9 5,8
100 2,4 2,3 3,7 4,6 5,1 6,1
соты волн 7,7; 5,2; 4 м соответственно) несколько больше, чем аналогичные,
рассчитанные по данным ре-анализа (6,24; 3,31; 3,65 м). Для м.Тарханкут
наблюдается обратная ситуация, в этом районе высоты волн, возможные 1
раз в 100 лет составляют 5,4 м по натурным данным и 5,84 м – по модель-
ным. Разница в рассчитанных высотах волн составляет от 0,45 до 1,46 м.
Заключение. С использованием спектральной модели SWAN и метода
вложенных сеток выполнен расчет полей волнения в прибрежной зоне За-
падного Крыма для современного климатического периода (1979 – 2010 гг.).
В результате сформирован климатический массив полей высот, направле-
ний и периодов у западного побережья Крыма на регулярной сетке с дис-
кретностью 600 м по пространству и 6 ч по времени.
Сопоставление данных климатического массива с данными срочных на-
блюдений на прибрежных гидрометеорологических станциях показало, что
модельные расчеты согласуются с повторяемостью высот волн по направ-
32
32
лениям и адекватно характеризуют современный режим волнения иссле-
дуемой акватории.
На основе метода годовых максимумов, базирующегося на интеграль-
ной функции распределения Гумбеля, получены оценки экстремальных вы-
сот волн в характерных точках исследуемой акватории. Установлено, что
высота максимальных волн возможных 1 раз в 100 лет у берегов Западного
Крыма составляет около 11 м.
Полученный в работе климатический массив волновых характеристик
может быть использован при комплексном гидрометеорологическом обес-
печении проектирования берегозащитных сооружений в прибрежной зоне
Западного Крыма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Климат Украины / Под ред. В.М. Липинского, В.А. Дячука, В.Н. Бабиченко.–
Киев: Изд-во Раевского, 2003.– 343 с.
2. Справочник по климату Черного моря.– М.: Гидрометеоиздат, 1974.– 405 с.
3. Атлас волнения и ветра Черного моря / Под ред. Г.В. Ржеплинского.– Л.: Гид-
рометеоиздат, 1969.– 111 с.
4. Горячкин Ю.Н., Репетин Л.Н. Штормовой ветро-волновой режим у Черномор-
ского побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфо-
вой зон и комплексное использование ресурсов шельфа.– Севастополь: ЭКО-
СИ-Гидрофизика, 2009.– вып.23.– С.56-69.
5. Репетин Л.Н., Белокопытов В.Н. Режим ветра северо-западной части Черного
моря и его климатические изменения // Экологическая безопасность прибреж-
ной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа.– Сева-
стополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008.– вып.21.– С.225-243.
6. Репетин Л.Н., Белокопытов В.Н., Липченко М.М. Ветры и волнение в при-
брежной зоне юго-западной части Крыма // Экологическая безопасность при-
брежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа.–
Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003.– вып.9.– С.13-28.
7. Технические указания по проектированию морских берегозащитных сооруже-
ний. ВСН 183-74.– М.: Минтрансстрой, 1975.
8. Ефимов В.В., Комаровская О.И. Атлас экстремального ветрового волнения
Черного моря.– Севастополь: МГИ НАНУ, 2009.– 59 с.
9. SWAN Cycle III version 40.85, User Manual, Delft University of Technology, Neth-
erlands, 2011.– 119 p. (http://www.swan.tudelft.nl).
10. Фомин В.В., Бородин Д.В., Иванов В.А. Вычислительный кластер Морского
гидрофизического института НАН Украины // Системы контроля окружающей
среды.− Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010.– С.121-123.
11. Onogi K., Tsutsui J., Koide H. et al. The JRA-25 Reanalysis // J. Meteor. Soc.
Japan.– 2007.– v.85.– P.369-432.
12. Полонский А.Б., Фомин В.В., Гармашов А.В. Характеристики ветрового волне-
ния Черного моря // Доповіді НАН України.– 2011.– № 8.– С.108-112.
13. Madsen O.S., Poon Y.-K., Graber H.C. Spectral wave attenuation by bottom friction:
Theory / Proc. 21 Internat. Conf. Coastal Eng.– ASCE: 1988.– P.492-504.
14. Харитонова Л.В., Фомин В.В. Численное моделирование ветрового волнения у
западного побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и
33
33
шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа.– Севастополь:
ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011.– вып.25, т.1.– С.26-37.
15. Полонский А.Б., Башарин Д.В. Влияние климатического сдвига 1976 – 1977 гг.
на крупномасштабную структуру приземных метеорологических полей Евра-
зии // Метеорология и гидрология.– 2008.– № 5.– С.16-30.
16. Lopatoukhin L.J., Rozhkov V.A., Ryabinin V.E., Swail V.R, Boukhanovsky A.V.,
Degtyarev A.B. Estimation of extreme wind wave heights // World Meteorological
Organisation. JCOMM Technical Report WMO/TD-No. 1041.– 2000.
Материал поступил в редакцию 27 .11 .2012 г .
АНОТАЦІЯ . Для прибережної зони Західного Криму з використанням
спектральної хвильової моделі SWAN і даних ре-аналізу приземного вітру JRA за
1979 – 2010 рр. отриманий 32-ти річний масив полів хвилювання з просторовим
дозволом 600 м і дискретністю за часом 6 ч. На його основі проаналізовано
повторюваність параметрів хвилювання, проведено зіставлення отриманих
результатів з даними берегових гідрометеорологічних станцій. Методом річних
максимумів виконані оцінки екстремальних висот хвиль в характерних точках уз-
бережжя.
ABSTRACT . For the coastal zone of Western Crimea, a spectral wave model SWAN and
data re-analysis of surface wind JRA in 1979 – 2010 was used. 32-year wind wave field
array with a spatial resolution of 600 m and a time-discrete 6 h was created. On the basis
of the array the repeatability of wind wave parameters is analysed, the received results are
compared with data of coastal meteorological stations. In the characteristic points of the
coast the extreme wave heights are estimated by method of annual maxima.
|