Предложена методика адаптационного расчета скорости течений с помощью многослойной квазиизопикнической модели в бассейне, включающем шельфовую зону и имеющем протяженную открытую границу с морем, на которой скорость течения не задается. Использован подход, в котором вводятся дополнительные члены типа источника в уравнения переноса тепла и соли, а также эволюции толщин слоев. Проведены расчеты скорости течений в северо-западной части Черного моря для июня по климатическим данным. Проанализированы особенности термохалинной и динамической структур вод.

Обсуждаются результаты моделирования ветровых течений в системе севастопольских бухт. Для расчета используется модель А.И.Фельзенбаума [1]. Показаны определяющая роль рельефа дна и направления ветра в формировании особенностей циркуляции, а также существенно трехмерный характер течений в данном районе моря. Эти особенности продемонстрированы для случаев, когда движение возбуждается северо-восточным и северо-западным ветрами. Выявлены существование струйных вдольбереговых течений, вихревой характер интегральной циркуляции и интенсивный подъем и опускание вод в бухтах.

Обсуждаются результаты численных экспериментов по моделированию распространения пассивной примеси из Карантинной бухты ветровыми установившимися течениями и турбулентной диффузией. Течения при северо-восточном и северо-западном ветрах рассчитываются по модели А.И.Фельзенбаума. Проанализированы особенности пространственно-временного распределения примеси, обусловленные трехмерным характером течений.

Проанализированы результаты расчетов по трехмерной междисциплинарной модели экосистемы черноморского шельфа приустьевой зоны Дуная. Полная система уравнений гидротермодинамики решена совместно с транспортными уравнениями типа адвекция-диффузия-реакция, которые описывают трансформацию вещества (азота) между компонентами характеристического вектора экосистемы - планктоном, детритом и биогеном (нитраты). Описаны особенности полученного в результате численных экспериментов циркумконтинентального распределения компонент. Аргументирован вывод о том, что экосистема шельфа дунайской приустьевой акватории представляет собой буферную зону между прессом дунайских биогенных загрязнений и прилегающими районами шельфа и открытого моря.

На основе математического моделирования исследуется реакция моря в районе о. Змеиный на воздействие ветров различных направлений. Описываются процессы перестройки циркуляции и термохалинной структуры вод, в частности, положение и размеры зон апвеллинга и даунвеллинга, обусловленных сгоном и нагоном вод в зависимости от направления ветра.

Обсуждаются результаты численного эксперимента, выполненного в рамках новой версии квазиизопикнической модели Черного моря. Учитываются стохастичность напряжения ветра, вертикальный сдвиг скорости течения в верхнем квазиоднородном слое (ВКС), диапикническое перемешивание. Обобщается процедура "конвективного приспособления", что позволяет рассматривать распространение и трансформацию мраморноморских вод. Показано, что учет указанных факторов позволяет более правильно воспроизвести структуру и сезонную изменчивость гидротермодинамических полей в море.

Обсуждены результаты численного эксперимента по исследованию изменчивости трехмерных полей температуры и скорости течения, обусловленной сезонной изменчивостью внешних факторов: солнечной радиации, атмосферных полей, расхода реки Иордан и водозабора на хозяйственные нужды. Использована многослойная модель в изопикнических координатах с верхним квазиоднородным слоем. Атмосферные факторы заданы в виде однородных по пространству и линейно проинтерполированных по времени среднемесячных полей. Рассчитанные поля потока тепла и испарения через поверхность озера, уровня, температуры, течений сравнены с данными наблюдений. Отмечено качественное соответствие полей температуры в течение всего года и скорости течений в зимний сезон, когда озеро по существу является баротропным. В летний период, когда озеро стратифицированное, течения в модели получены более слабыми, чем в наблюдениях.

Обобщены результаты исследований в области моделирования гидрофизических и экологических процессов в прибрежных регионах различных морей и некоторых замкнутых водоемах. Кратко проанализированы разработанные и используемые для расчетов математические модели, а также полученные в ходе численных экспериментов результаты.

В рамках одномерной модели, учитывающей наличие верхнего квазиоднородного слоя, рассчитан сезонный ход температуры и концентрации растворенного кислорода в центральной части озера Киннерет. Температурный режим озера определяется теплообменом с атмосферой, кислородный - газообменом с атмосферой и потреблением в осадках, а также внутренними источниками и стоками за счет поступления кислорода в ходе фотосинтеза и его расхода на окисление лабильного органического вещества в водной толще. В период зимней конвекции с декабря по февраль, когда верхний квазиоднородный слой достигает дна, происходит полная аэрация водной толщи. Наличие термической стратификации озера в остальное время приводит к дефициту кислорода под термоклином.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221(922.8)93

Рубрики:

Океанологія

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обсуждены результаты численного эксперимента, выполненного в рамках одномерного (проинтегрированного по горизонтали) варианта наиболее полной версии квазиизопикнической многослойной модели, в которой учитываются диапикнический обмен массой, теплом и солью и коэффициенты диффузии, выбранные согласно теории двойной диффузии. В эксперименте воспроизведены вертикальная термохалинная структура вод в Севастопольской бухте и ее изменчивость в 1997 - 1999 гг. Для расчета использованы реальные данные метеорологических наблюдений, измерений расхода р. Черной, уровня моря. Сравнение полученных результатов с данными ежемесячных гидрологических съемок показывает их хорошее соответствие, причем не только качественное, но и количественное.

Обсужден опыт моделирования экосистемы Черного моря. Трехкомпонентная модель экосистемы (планктон, биоген, детрит) объеденена с трехмерной гидротермодинамической моделью для исследования причинно-следственных связей между вынуждающими физическими силами и биогеохимической изменчивостью в приустьевой зоне Дуная. С учетом механизма физического переноса, фотосинтеза, смертности планктона, оседания и реминерализации детрита решены уравнения типа адвекция-диффузия-реакция. Чтобы изучить влияние метеорологических условий на состояние экосистемы, проведено три численных эксперимента: при отсутствии ветра и слабом (5 м/с) северо-восточном и северо-западном ветре. Разработана объединенная трехмерная крупномасштабная модель Черного моря, описывающая циркуляцию и азотный цикл. В качестве гидротермодинамического блока использована многослойная квази-изопикническая модель с верхним квазиоднородным слоем (ВКС). В качестве биогеохимического блока приложена семикомпонентная (фитопланктон, зоопланктон, бактерии, растворенное органическое вещество, аммоний, нитраты, детрит) пелагическая модель. В качестве внешнего воздействия в модели задана среднемесячная изменчивость солнечной радиации, атмосферной циркуляции, стока рек, водообмена через Босфор и внешних источников нитратов. Рассчитан типичный сезонный цикл в ВКС. Обсуждены особенности полученных распределений.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221(94)9

Рубрики:

Океанологія

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обсуждены результаты численного эксперимента по моделированию перестройки течений и трансформации температурного и солевого режимов Севастопольской бухты в январе и феврале 1997 г. В расчете использованы реальные данные о скорости и направлении ветра, температуре поверхности моря, расходе р. Черной. Показано, что циркуляция и структура гидрологических полей главным образом связаны с направлением ветра, его интенсивностью и изменчивостью по времени. Течения в бухте вследствие ее мелководности перестраиваются достаточно быстро, менее чем за час после изменения ветра; термохалинные поля перестраиваются медленнее. За счет втекания пресных вод р. Черной и притока соленых вод открытого моря через пролив в бухте формируется неоднородная как по вертикали, так и по горизонтали структура термохалинных полей. При этом основную роль в формировании вертикальной стратификации, что естественно для зимнего сезона, играет распределение солености. За счет распреснения возникает достаточно большой вертикальный градиент солености в верхнем слое моря, так что выхолаживание не приводит к возникновению конвекции и образуются инверсии температуры, когда более теплая вода располагается в придонных слоях.

В Керченском проливе градиент уровня (отмеряемого вниз от поверхности моря) имеет тот же знак, что и соответствующая компонента скорости ветра. Ветер приводит как бы к сгону воды из пролива. Показано, что для воспроизведения такого нестандартного положения уровня необходимо выполнение двух условий: пропорциональность расхода воды, протекающей через пролив, скорости ветра и зависимость коэффициента придонного трения от глубины моря. Приведен обзор оценок указанного расхода, полученных на основании данных наблюдений и теоретических расчетов.

Обсуждены результаты моделирования морских течений у северного побережья Гераклейского п-ова, где зафиксировано фоновое двухслойное течение, направленное вдоль берега с севера на юг в поверхностных слоях и в противоположном в глубинных слоях [1]. Показано, что существование такого течения можно объяснить в рамках баротропной линейной модели за счет действия преобладающего в данном регионе северного ветра при учете внутреннего (рэлеевского) трения.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.122

Рубрики:

Солоність

Шифр НБУВ: Ж71487 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.4 + Д221.122

Рубрики:

Терміка моря.Теплові процеси в морі

Солоність

Шифр НБУВ: Ж14253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках линейной нестационарной двухмерной модели в бездивергентном приближении рассмотрена задача о расчете течений в Керченском проливе. Описана реальная ситуация, когда движение возбуждается бризом на фоне среднесуточного северо-восточного ветра. Бриз задается действующим в узкой прибрежной полосе и представляет собой зональный ветер. Детально исследована изменчивость циркуляции в районе о. Тузла. Показано, что вклад бризовой циркуляции в суммарную циркуляцию может быть существенным для объяснения процессов, наблюдаемых в Керченском проливе.

Обсуждены результаты численных экспериментов по изучению формирования трехмерной структуры зон подъема вод (апвеллингов) на северо-западном шельфе Черного моря в зависимости от направления ветра. Выделены три района (I, II, III) с достаточно резко выраженными неоднородностями рельефа дна. Район I расположен на севере шельфа, на его территории имеется узкая впадина юго-западнее Тендровской косы. В районе II - в придунайской зоне - располагается возвышенность, выходящая на поверхность моря, - о. Змеиный. Район III, расположенный на востоке шельфа, - это район резкого свала глубин с характерным изгибом береговой линии Каламитского залива и Гераклейского п-ова. Сделаны выводы, что в окрестностях локальных особенностей рельефа дна и береговой линии (таких, как подводные возвышенности, впадины, мысы) формируются зоны подъема вод, проявляющиеся в основном в глубинных слоях моря.