Воспроизведение циркуляции Каспийского моря с расчетом атмосферного воздействия с помощью модели WRF

Николай Ардальянович Дианский, Владимин Васильевич Фомин, Татьяна Юрьевна Выручалкина, Гусев Анатолий Владимирович, Nikolay Diansky, Vladimir Fomin, Tatiana Vyruchalkina, Anatoly Gusev

Аннотация


В работе описывается Морских и Атмосферных Расчетов Система (МАРС) для гидрометеорологических характеристик Каспийского моря. Она включает в себя расчет атмосферного воздействия по Weather Research and Forecasting model (WRF), расчет течений, уровня, температуры, солености моря и морского льда по INMOM (Institute Numerical Mathematics Ocean Model) и расчет параметров волнения по Российской атмосферно-волновой модели (РАВМ). Представлены результаты верификации расчетных гидрометеохарактеристик, полученных с помощью МАРС. Так же с ее помощью выполнены ретроспективные расчеты термогидродинамических характеристик для Каспийского моря за безледный период с 2003 по 2013 г. Показаны важные особенности циркуляции вод Каспийского моря.

Ключевые слова


Каспийское море; циркуляция океана; оперативное моделирование; численные методы

Полный текст:

PDF

Литература


Дианский Н.А. Моделирование циркуляции океана и исследование его реакции на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. М. Физматлит, 2013. 272 с.

Дианский Н.А., Фомин В.В., Жохова Н.В., Коршенко А.Н. Расчёт течений и распространения загрязнения в прибрежных водах Большого Сочи. // Известия РАН, ФАО. 2013. Т. 49, №6. С. 664–675.

Ибраев Р.А. Математическое моделирование термогидродинамических процессов в Каспийском море. М.: ГЕОС, 2008. 128 с.

Ибраев Р.А., Курдюмов Д.Г. Чувствительность сезонной изменчивости циркуляции вод Каспийского моря к параметризации вертикального перемешивания в модели гидродинамики // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2003 Т. 39, № 6. С. 849–856.

Ибраев Р.А., Хабеев Р.Н., Ушаков К.В. Вихреразрешающая 1/10° модель Мирового океана // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48, №1. С. 45–55.

Кабатченко И.М., Матушевский Г.В., Резников М.В., Заславский М.М. Моделирование ветра и волн при вторичных термических циклонах на Черном море // Метеорология и гидрология. 2001. № 5. С. 61–71.

Кныш В.В., Ибраев Р.А., Коротаев Г.К., Инюшина Н.В. Сезонная изменчивость климатических течений Каспийского моря, восстановленных ассимиляцией климатической температуры и солености в модели циркуляции вод // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44, № 2. С. 251–265.

Макоско А.А. Гидрометеорологическое обеспечение плавания по трассам Северного морского пути. Арктика // Экология и экономика. 2013, №3(11), С. 40–49.

Попов С.К., Лобов А.Л. Моделирование пространственно-временной изменчивости уровня Каспийского моря в 1948−1994 гг. // Труды Гидрометцентра России. 2013. Вып. 350. С. 68−87.

Зырянов В.Н. Гидродинамические основы формирования крупномасштабной циркуляции вод Каспийского моря. 1. Асимптотическая теория //Водные ресурсы. 2015. Т. 42, № 6. С. 600-612

Зырянов В.Н. Гидродинамические основы формирования крупномасштабной циркуляции вод Каспийского моря. 2. Численные расчеты //Водные ресурсы. 2016. Т. 43, № 2. С. 1-15

Blumberg, A.F., Mellor G.L. A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model. Three-dimensional coastal ocean models, Coastal and Estuarine series, ed. Moores. 1987. V. 4. P. 1–16.

Brydon D., San S., Bleck R. A new approximation of the equation of state for seawater, suitable for numerical ocean models // J. Geoph. Res. 1999. V. 104. No. C1. P. 1537–1540.

Ibrayev R.A., Sarkisyan A.S., Trukhchev D.I. Seasonal variability of circulation in the Caspian Sea reconstructed from normal hydrological data // Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics. 2001. Т. 37. № 1. С. 96–98.

Ibrayev R.A., Özsoy E., Schrum C., Sur H.I. Seasonal variability of the Caspian Sea three-dimensional circulation, sea level and air-sea INTERACTION // Ocean Science. 2010. Т. 6, № 1. С. 311–329.

Large W., Yeager S. The global climatology of an interannually varying air–sea flux data set. Clim Dyn, 2008. 24 p.

Marchuk G.I., Rusakov A.S., Zalesny V.B., Diansky N.A. Splitting Numerical Technique with Application to the High Resolution Simulation of the Indian Ocean Circulation // Pure appl. geophys. 2005. V. 162, P. 1407–1429.

Pacanovsky R.C., Philander G. Parametrization of vertical mixing in numerical models of the tropical ocean // J. Phys. Oceanogr. 1981. V. 11. P. 1442–1451.

Pacanovsky R.C., Griffies S.M. The MOM 3 Manual. Geophysic Fluid Dynamics Laboratory. USA, Princenton: NOAA, 2000. 680 p.

Shchepetkin A.F., McWilliams J.C. The regional oceanic modeling system (ROMS): a split-explicit, free-surface, topography-following-coordinate oceanic model. Ocean Modelling. 2004. V. 9. 347-404.

Skamarock W., J.B. Klemp, J. Dudhia, D.O. Gill, D. Barker, M.G. Duda, X.-Y. Huang, and W. Wang, 2008: A Description of the Advanced Research WRF Version 3. NCAR Technical Note NCAR/TN-475+STR, DOI: 10.5065/D68S4MVH

Zakharov V.E., Zaslavskii M.M., Kabatchenko I.M., Matushevskii G.V., Polnikov V.G. Conceptually new wind-wave model. - In: «The wind-driven air-sea interface electromagnetic and acoustic sensing, wave dynamics and turbulent fluxes», Sydney, Australia, 1999. P.159–164.

Zalesny V.В., Diansky N.А., Fomin V.V., Moshonкin S.N., Demyshev S.G. Numerical model of the circulation ofthe Black Sea and the Sea of Azov // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2012. V.27, №1. P. 95–111.

Zalesny V.B., Marchuk G.I., Agoshkov V.I., Bagno A.V., Gusev A.V., Diansky N.A., Moshonkin S.N., Tamsalu R., Volodin E.M. Numerical simulation of large-scale ocean circulation based on the multicomponent splitting method // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2010. V. 25. № 6. P. 581-609.

REFERENCES in ENGLISH

Dianskij N. A. Modelirovanie cirkuljacii okeana i issledovanie ego reakcii na korotkoperiodnye i dolgoperiodnye atmosfernye vozdejstvija [Ocean circulation modelling and investigation of its response to short- and long-period atmospheric forcing]. Moscow: PhysMathLit, 2013. 272 p.

Diansky N. A., Fomin V. V., Zhokhova N. V., Korshenko A. N. Raschet techenii i rasprostraneniya zagryazneniya v pribrezhnykh vodakh Bol'shogo Sochi [Simulations of currents and pollution transport in the coastal waters of Big Sochi]. Izvestiya RAN, FAO [Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics]. 2013. Vol. 49, no. 6. P. 611–621.

Ibraev R. A. Matematicheskoe modelirovanie termogidrodinamicheskih processov v Kaspijskom more [Mathematical modelling of thermohydrodynamic processes in the Caspian Sea]. Moscow: GEOS, 2008. 128 p.

Ibraev R. A., Kurdjumov D. G. Chuvstvitel'nost' sezonnoi izmenchivosti tsirkulyatsii vod Kaspiiskogo morya k parametrizatsii vertikal'nogo peremeshivaniya v modeli gidrodinamiki [Sensitivity of seasonal variability of the Caspian Sea circulation to the parametrization of vertical mixing in a hydrodynamic model]. Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana [Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics]. 2003. Vol. 39, no. 6. P. 768–774.

Kabatchenko I. M., Matushevskii G. V., Reznikov M. V., Zaslavskii M. M. Modelirovanie vetra i voln pri vtorichnykh termicheskikh tsiklonakh na Chernom more [Numerical modelling of wind and waves in a secondary cyclone at the Black Sea]. Meteorologiya i gidrologiya [Meteorology and hydrology]. 2001. No. 5. P. 45–53.

Knysh V. V., Korotaev G. K., Inyushina N. V., Ibrayev R. A. Sezonnaya izmenchivost' klimaticheskikh techenii Kaspiiskogo morya, vosstanovlennykh assimilyatsiei klimaticheskoi temperatury i solenosti v modeli tsirkulyatsii vod [Seasonal variability of climatic currents in the Caspian Sea reconstructed by assimilation of climatic temperature and salinity into the model of water circulation]. Izv. RAN. Fizika atmosfery i okeana [Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics]. 2008. Vol. 44, no. 2. P. 236–249.

Losev V. M. Regional'naja gidrodinamicheskaja model' Gidrometcentra Rossii [Regional hydrodynamic model of the Hydrometeorological Center of Russia]. 80 let Gidrometcentru Rossii [The 80th anniversary of the Hydrometeorological Center of Russia]. Moscow: Triada LTD, 2010. P. 36–58.

Popov S. K., Lobov A. L. Modelirovanie prostranstvenno-vremennoj izmenchivosti urovnja Kaspijskogo morja v 1948−1994 gg. [Modelling of spatial and temporal variability of the Caspian Sea level in 1948–1994]. Trudy Gidrometcentra Rossii [Proceedings of the Hydrometeorological Center of Russia]. 2013. No. 350. P. 68–87.

Zyryanov V. N. Gidrodinamicheskie osnovy formirovaniya krupnomasshtabnoi tsirkulyatsii vod Kaspiiskogo morya. 1. Asimptoticheskaya teoriya [Hydrodynamic basis of formation of large-scale water circulation in the Caspian Sea: 1. Asymptotic theory]. Vodnye resursy [Water Resources]. 2015. Vol. 42, no. 6. P. 294–304.

Zyryanov V. N. Gidrodinamicheskie osnovy formirovaniya krupnomasshtabnoi tsirkulyatsii vod Kaspiiskogo morya. 2. Chislennye raschety [Hydrodynamic basis of formation of large-scale water circulation in the Caspian Sea: 2. Numerical simulation]. Vodnye resursy [Water Resources]. 2016. Vol. 43, no. 2. P. 1–15

Brydon D., San S., Bleck R. A new approximation of the equation of state for seawater, suitable for numerical ocean models. J. Geoph. Res. 1999. Vol. 104, no. C1. P. 1537–1540.

Ibrayev R. A., Sarkisyan A. S., Trukhchev D. I. Seasonal variability of circulation in the Caspian Sea reconstructed from normal hydrological data. Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics. 2001. Vol. 37, no. 1. С. 96–98.

Ibrayev R. A., Özsoy E., Schrum C., Sur H. I. Seasonal variability of the Caspian Sea three-dimensional circulation, sea level and air-sea INTERACTION. Ocean Science. 2010. Vol. 6, no. 1. P. 311–329.

Large W. G., Yeager S. G. The global climatology of an interannually varying air–sea flux. Climate Dynamics. 2009. Vol. 33. P. 341–364.

Pacanowski R. C., Philander S . G. H. Parametrization of vertical mixing in numerical models of the tropical ocean. J. Phys. Oceanogr. 1981. Vol. 11. P. 1443–1451.

Skamarock A. Description of the Advanced Research WRF, Version 3 - NCAR Technical Notes, 2008.

Zakharov V. E., Zaslavskii M. M., Kabatchenko I. M., Matushevskii G. V., Polnikov V. G. Conceptually new wind-wave model. In: The wind-driven air-sea interface electromagnetic and acoustic sensing, wave dynamics and turbulent fluxes, Sydney, Australia, 1999. P. 159–164.

Zalesny V. В., Diansky N. А., Fomin V. V., Moshonкin S. N., Demyshev S. G. Numerical model of the circulation ofthe Black Sea and the Sea of Azov. Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2012. Vol. 27, no. 1. P. 95–111.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim310

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019