1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 5, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 5, стр. 25-36

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ПРОТИВОТЕЧЕНИЙ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ

Н. В. Маркова a, О. А. Дымова a, *

a Морской гидрофизический институт РАН
Севастополь, Россия

* E-mail: olgadym@yahoo.com

Поступила в редакцию 23.01.2023
После доработки 20.05.2023
Принята к публикации 06.06.2023

Аннотация

На основе результатов численного моделирования проведено исследование факторов возникновения узких нестационарных течений, формирующихся в Черном море в нижней части постоянного пикноклина и глубже. Предпосылки генерации глубоководных противотечений в гидрофизических полях Черного моря изучены на примере его северо-восточного региона, где они обнаруживаются наиболее часто. В сентябре 2016 г. и феврале 2017 г. противотечения в районе северокавказского побережья были зафиксированы по данным наблюдений буя-профилемера ARGO ID6901833. На основе численной модели МГИ с разрешением 1.6 км и ассимиляцией данных гидрологических наблюдений температуры и солености выполнено численное моделирование гидрофизических полей Черного моря для периода 2016–2017 гг. По результатам расчета воспроизведено изменение направления глубоководных течений в указанном районе, проанализированы поля основных гидрофизических параметров и их производные характеристики. Показано влияние мезомасштабных антициклонических вихрей и градиентов плотности на структуру и изменчивость поля скорости. Установлено, что противотечения распространялись в антициклоническом направлении вдоль материкового склона на горизонтах от 50–100 до 500 м в течение нескольких суток, а их формирование происходило в условиях ослабления циклонического Основного Черноморского течения в верхнем слое моря и усиления Керченского антициклона.

Ключевые слова: Черное море, моделирование, течения, противотечения, плотность, скорость, антициклонические вихри

Список литературы

  1. Murray J.W., Izdar E. The 1988 Black Sea Oceanographic Expedition: Overview and new discoveries // Oceanography. 1989. V. 2 (1). P. 15–21.

  2. Oguz T., Latun V.S., Latif M.A., Vladimirov V.V., Sur H.I., Markov A.A., Özsoy E., Kotovshchikov B.B., Eremeev V.V., Ünlüata Ü. Circulation in the surface and intermediate layers of the Black Sea // Deep-Sea Res. 1993. V. 40. № 8. P. 1597–1612. https://doi.org/10.1016/0967-0637(93)90018-X

  3. Neumann G. Uber den Aufbau und die Frage der Tiefenzirkulation des Schwarzen Meeres // Ann. Hydrogr. und marit. Meteorol. 1943. Bd.71 (1). № 4/6. P. 1–20.

  4. Булгаков С.Н., Коротаев Г.К., Уайтхед Дж.А. Роль потоков плавучести в формировании крупномасштабной циркуляции и стратификации вод моря. Ч. 1, 2 // Изв. АН СССР. ФАО. 1996. Т. 32. № 4. С. 548–564.

  5. Еремеев В.Н., Кушнир В.М. Слоистая структура течений и вертикальный обмен в Черном море // Океанология. 1996. Т. 36. № 1. С. 13–19.

  6. Латун B.C. О движениях глубинных слоев Черного моря. Комплексные океанографические исследования Черного моря. Севастополь: МГИ АН УССР, 1989. С. 9–16.

  7. Коротаев Г.К. Интенсификация с глубиной циркуляции в мезомасштабном бассейне под влиянием рельефа дна // Мор. гидрофиз. журн. 2005. № 26. С. 3–10.

  8. Демышев С.Г., Кныш В.В., Инюшина Н.В. Сезонная изменчивость и трансформация с глубиной климатических горизонтальных течений Черного моря по результатам ассимиляции в модели новых климатических данных температуры и солености // Мор. гидрофиз. журн. 2005. № 6. С. 28–45.

  9. Петренко Л.А., Кушнир В.М. Климатические придонные течения в Черном море // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. Вып. 14. С. 477–486.

  10. Кордзадзе A.A., Деметрашвили Д.И., Сурмава А.А. Численное моделирование гидрофизических полей Черного моря в условиях чередования атмосферных циркуляционных процессов // Изв. РАН. ФАО. 2008. Т. 44. № 2. С. 227–238.

  11. Архипкин В.С., Косарев А.Н., Гиппиус Ф.Н., Мигали Д.И. Сезонная изменчивость климатических полей температуры, солености и циркуляции вод Черного и Каспийского морей // Вестник МГУ. Сер. 5. География. 2013. № 5. С. 33–44.

  12. Лукьянова А.Н., Багаев А.В., Пластун Т.В., Маркова Н.В., Залесный В.Б., Иванов В.А. Исследование глубоководной циркуляции Черного моря по результатам численного моделирования и натурным данным: Численные эксперименты на основе модели ИВМ РАН и сравнение с данными Банка данных МГИ РАН // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2016. № 3. С. 9–14.

  13. Korotaev G., Oguz T., Riser S. Intermediate and deep currents of the Black Sea obtained from autonomous profiling floats // Deep-Sea Res. II: Topical Studies in Oceanography. 2006. V. 53. № 17–19. P. 1901–1910.

  14. Poulain P.-M., Menna M., Zu Z. Geostrophic currents in the Mediterranean and Black Seas derived from Argo float profiles // Argo-Italy Project. 2016. URL: https://www.researchgate.net/publication/308983483

  15. Markova N.V., Bagaev A.V. The Black Sea deep current velocities estimated from the data of ARGO profiling floats // Physical Oceanography. 2016. V. 3. P. 23–35. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2016-3-23-35

  16. Демышев С.Г., Иванов В.А., Маркова Н.В., Черкесов Л.В. Построение поля течений в Черном море на основе вихреразрешающей модели с ассимиляцией климатических полей температуры и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. Вып. 15. С. 215–226.

  17. Demyshev S.G., Ivanov V.A., Markova N.V. Analysis of the Black Sea climatic fields below the main pycnocline obtained on the basis of assimilation of the archival data on temperature and salinity in the numerical hydrodynamic model // Physical Oceanography. 2009. 19(1). P. 1–12.

  18. Островский А.Г., Зацепин А.Г., Соловьев В.А. Цибульский А.Л., Швоев Д.А. Автономный мобильный аппаратно-программный комплекс вертикального зондирования морской среды на заякоренной буйковой станции // Океанология. 2013. Т. 53. № 2. С. 1–10.

  19. Коршенко Е.А., Дианский Н.А., Фомин В.В. Воспроизведение глубоководной циркуляции Черного моря с помощью модели INMOM и сопоставление результатов с данными буев ARGO // Морской гидрофиз. журн. 2019. Т. 35. № 3. С. 220–232.

  20. Demyshev S.G., Dymova O.A., Markova N.V., Korshenko E.A., Senderov M.V., Turko N.A., Ushakov K.V. Undercurrents in the northeastern Black Sea detected on the basis of multi-model experiments and observations // J. Mar. Sci. Eng. 2021. 9 (9), 933. https://doi.org/10.3390/jmse9090933

  21. Demyshev S.G., Dymova O.A., Markova N.V., and Piotukh V.B. Numerical experiments on modeling of the Black Sea deep currents // Physical Oceanography. 2016. № 2. P. 38–50. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2016-2-34-45

  22. Саркисян А.С., Иванов В.Ф. Совместный эффект бароклинности и рельефа дна как важный фактор в динамике морских течений //Изв. АН СССР. ФАО. 1971. Т. 7. № 2. С. 173–188.

  23. Francis P.A., Jithin A.K., Chatterjee A., Mukherjee A., Shankar D., Vinayachandran P.N., Ramakrishna S.S.V.S. Structure and dynamics of undercurrents in the western boundary current of the Bay of Bengal // Ocean Dyn. 2020. V. 70. P. 387–404.

  24. Титов В.Б. Морфометрические параметры и гидрофизические характеристики прибрежных антициклонических вихрей в Черном море // Метеорология и гидрология. 2002. № 4. С. 67–73.

  25. Каримова С.С. Вихревые течения в Черном море // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. № 2. С. 95–101.

  26. Demyshev S.G., Dymova O.A. Analysis of the annual mean energy cycle of the Black Sea circulation for the climatic, basin‑scale and eddy regimes // Ocean Dyn. 2022. 72. P. 259–278. https://doi.org/10.1007/s10236-022-01504-0

  27. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence close model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. 20. P. 851–875.

  28. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 4. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. А.И. Симонова, Э.Н. Альтмана. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 103–262.

  29. Кныш В.В., Моисеенко В.А., Саркисян А.С., Тимченко И.Е. Комплексное использование измерений на гидрофизических полигонах океана в четырехмерном анализе // Докл. АН СССР. 1970. Т. 252. № 4. С. 832–836.

  30. Демышев С.Г., Евстигнеева Н.А., Алексеев Д.В., Дымова О.А., Миклашевская Н.А. Анализ динамических и энергетических характеристик циркуляции вод у берегов Западного Крыма на основе ассимиляции данных наблюдений в численной модели динамики Черного моря // Мор. гидрофиз. журн. 2021. Т. 37. № 1. С. 23–40. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-1-23-40

  31. Lima L., Aydogdu A., Escudier R., Masina S., Ciliberti S.A., Azevedo D., Peneva E.L., Causio S., Cipollone A., Clementi E., Cretí S., Stefanizzi L., Lecci R., Palermo F., Coppini G., Pinardi N., and Palazov A. Black Sea Physical Reanalysis (CMEMS BS-Currents) (Version 1) // Copernicus Monitoring Environment Marine Service (CMEMS). 2020. https://doi.org/10.25423/CMCC/BLKSEA_MULTIYEAR_PHY_007_004

  32. Жмур В.В., Новоселова Е.В., Белоненко Т.В. Потенциальная завихренность в океане: подходы Эртеля и Россби с оценками для Лофотенского вихря // Изв. РАН. ФАО. 2021. Т. 57. № 6. С. 721–732. https://doi.org/10.31857/S0002351521050151

  33. Li Z., Chao Y., & McWilliams J.C. Computation of the Streamfunction and Velocity Potential for Limited and Irregular Domains // Mon. Weather Rev. 2006. V. 134 (11). P. 3384–3394.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал