Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 262-272
Численное моделирование взаимодействия новороссийской боры и верхнего слоя Чёрного моря
Д.А. Яровая
1 , В.В. Ефимов
1 1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 05.04.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-262-272
Исследуется реакция верхнего слоя Чёрного моря вблизи кавказского побережья на резкое усиление ветра во время новороссийской боры 20–22 августа 2005 г. Случай боры воспроизведён при помощи совместной мезомасштабной модели «море – атмосфера» NOW (NEMO — англ. Nucleus for European Modelling of the Ocean, OASIS — англ. Ocean Atmosphere Sea Ice Soil, WRF — англ. Weather Research and Forecasting) с пространственным разрешением 1 км. Проведено сравнение результатов совместного моделирования с доступными данными наблюдений. Рассмотрена вертикальная структура полей ветра и температуры в боре на момент её наибольшего развития. По результатам моделирования рассмотрены основные возможные причины значительного, на 6 °C, понижения температуры поверхности моря (ТПМ) вблизи Новороссийска в течение 2 сут. Выполнены количественные оценки влияния различных факторов на изменение ТПМ, таких как вертикальное турбулентное перемешивание с вовлечением холодной воды из термоклина в верхний квазиоднородный слой, подъём более холодной воды с нижних уровней и горизонтальный перенос вод, потоки явного и скрытого тепла от поверхности моря. Сделан вывод, что основной вклад в охлаждение внесло вертикальное турбулентное перемешивание вследствие развития динамической неустойчивости в верхнем слое моря, а адвекция температуры и теплообмен с атмосферой не играли существенной роли.
Ключевые слова: новороссийская бора, совместное мезомасштабное моделирование
Полный текстСписок литературы:
- Вельтищев Н. Ф., Степаненко В. М. Мезометеорологические процессы: учеб. пособие. М.: МГУ, 2006. 101 с.
- Гавриков А. В., Иванов А. Ю. Аномально сильная бора на Черном море: наблюдение из космоса и численное моделирование // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 5. С. 615–626. DOI: 10.7868/S0002351515050053.
- Гилл А. Динамика атмосферы и океана. В 2-х т. Т. 2 / пер. с англ. В. Э. Рябининой, А. Н. Филатовой; под ред. Г. П. Курбаткина. М.: Мир, 1986. 415 с.
- Ефимов В. В., Барабанов В. С. (2013а) Моделирование черноморской боры // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 6. С. 688–698. DOI: 10.7868/S0002351513060060.
- Ефимов В. В., Барабанов В. С. (2013б) Порывистость новороссийской боры // Метеорология и гидрология. 2013. № 12. С. 68–75.
- Ефимов В. В., Михайлова Н. В. Мезомасштабный атмосферный вихрь как проявление новороссийской боры // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 4. С. 512–522. DOI: 10.7868/S0003351517040092.
- Иванов А. Ю. Новороссийская бора: взгляд из космоса // Исслед. Земли из космоса. 2008. № 2. С. 68–83.
- Шестакова А. А., Моисеенко К. Б., Торопов П. А. Гидродинамические аспекты эпизодов новороссийской боры 2012–2013 гг. // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 5. С. 602–614. DOI: 10.7868/S0002351515040112.
- Яровая Д. А., Ефимов В. В. Развитие холодной аномалии температуры поверхности Черного моря // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2021. T. 57. № 4. С. 471–483. DOI: 10.31857/S0002351521040118.
- Яровая Д. А., Ефимов В. В., Барабанов В. С., Мизюк А. А. Реакция верхнего слоя Черного моря на прохождение циклона 25–29 сентября 2005 г. // Метеорология и гидрология. 2020. № 10. С. 38–52.
- Efimov V. V., Komarovskaya O. I. Spatial-temporal structure of bora in Yalta // Physical Oceanography. 2015. No. 3. P. 3–13. DOI: 10.22449/1573-160X-2015-3-3-13.
- Efimov V. V., Komarovskaya O. I., Bayankina T. M. Temporal characteristics and synoptic conditions of extreme bora formation in Novorossiysk // Physical Oceanography. 2019. V. 26. No. 5. P. 361–373. DOI: 10.22449/1573-160X-2019-5-361-373.
- Madec G. NEMO ocean engine. Paris, France: Inst. Pierre-Simon Laplace, 2008. https://www.nemo-ocean.eu/doc/.
- Samson G., Masson S., Lengaigne M., Keerthi M. G., Vialard J., Pous S., Madec G., Jourdain N. C., Jullien S., Menkes C., Marchesiello P. The NOW regional coupled model: Application to the tropical Indian Ocean climate and tropical cyclone activity // J. Advances in Modeling Earth Systems. 2014. V. 6. P. 700–722. DOI: 10.1002/2014MS000324.
- Skamarock W. C., Klemp J. B., Dudhia J., Gill D. O., Barker D., Duda M. G., Powers J. G. A description of the Advanced Research WRF version 3. NCAR Technical Note. 2008. 113 p. https://opensky.ucar.edu/islandora/object/technotes:500.
- Valcke S. The OASIS3 coupler: A European climate modelling community software // Geoscientific Model Development. 2013. V. 6. Iss. 2. P. 373–388. DOI: 10.5194/gmd-6-373-2013.