1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Океанология
  4. T. 63, № 6, 2023

Океанология, 2023, T. 63, № 6, стр. 886-898

Моделирование приливных явлений в акватории Пенжинской губы

Д. Р. Шпачук 1, 2, *, О. В. Соколов 1, А. Н. Бугаец 2

1 Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт
г. Владивосток, Россия

2 Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения Российской Академии наук
г. Владивосток, Россия

* E-mail: denis_den_r@mail.ru

Поступила в редакцию 12.01.2023
После доработки 24.03.2023
Принята к публикации 27.03.2023

Аннотация

В данном исследовании для определения характеристик основных волн прилива и приливных течений, происходящих в акватории Пенжинской губы, было проведено численное моделирование динамики гидрологических процессов средствами программного комплекса Delft3D-Flow. Начальные и граничные условия заданы по данным модели TPXO9, соленость и температура воды для каждого слоя – на основе данных реанализа модели общей циркуляции океана HYCOM, с шагом по времени, равным 3 часа. Пространственное распределение метеорологических характеристик – по данным реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) ERA-5. Моделирование выполнено для безледного периода с мая по сентябрь 2005 г. Построены котидальные карты, карты приливных эллипсов, коэффициента реверсивности для основных волн прилива: полусуточной волны M2 и суточной волны K1. Верификация модели выполнена с помощью сопоставления опубликованных и расчетных гармонических постоянных для 9 постов, находящихся в акватории Пенжинской губы. Анализ количественных оценок в целом показывает высокую степень согласованности модельных и справочных данных. Значения коэффициента детерминации R2 между рядами, сформированными по модельным и опубликованным гармоническим постоянным, находятся в интервале 0.96–0.99. По величине относительных ошибок результаты моделирования разбиты на две категории – высокой степени согласованности (1.48–2.14%) и удовлетворительной (2.93–4.27%). Пространственные закономерности распределения для значений относительных ошибок не обнаружены. Определенная несогласованность результатов предположительно связана с дискретизацией по времени сроков наблюдения и короткими рядами данных, использованных для расчета опубликованных гармонических постоянных на постах в Пенжинской губе.

Ключевые слова: моделирование, Delft3D, волны прилива, Пенжинская губа, Охотское море

Список литературы

  1. Богданов К.Т., Горбачев В.В., Мороз В.В. Атлас приливов Берингова, Охотского и Японского морей. Владивосток: Дальаэрогеодезия, 1991. 29 с.

  2. Войнов Г.Н. Приливные явления и методология их исследований в шельфовой зоне Арктических морей: диссертация докт. геогр. наук: канд. ист. наук: 25.00.28 / Войнов Геннадий Николаевич. – Санкт-Петербург, 2002. 350 с.

  3. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия // СПб: Гидрометеоиздат, 1998. 342 с.

  4. Горин С.Л., Коваль М.В., Сазонов А.А., Терский П.Н. Современный гидрологический режим нижнего течения реки Пенжины и первые сведения о гидрологических процессах в ее эстуарии (по результатам экспедиции 2014 г.) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. КамчатНИРО, 2015. Вып. 37. С. 33–52. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2015.37.33-52

  5. Деева Р.А. Каталог гармонических и негармонических постоянных приливов отечественных вод морей Дальнего Востока // Труды ДВНИГМИ. 1972. Вып. 018. 248 с.

  6. Дуванин А.И. Приливы в море. – Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 390 с.

  7. Думанская И.О. Ледовые условия азиатской части России. – М.; Обнинск: ИГ – СОЦИН, 2017. 640 с.

  8. Кондратюк В.И. Климат Камчатки. – М.: Гидрометеоиздат, 1974. 200 с.

  9. Лоция побережий РСФСР Охотского моря и восточного берега полуострова Камчатки с островом Карагинским включительно / по поручению Гл. гидрол. упр. сост. гидрограф-геодезист Давыдов. – Владивосток: Упр. по обеспечению безопасности кораблевождения Дал. Востока. 1923. 1498 с.

  10. Лоция Охотского моря. Выпуск 2. Северная часть моря. – Л.: Гидрографическое управление ВМС. 1954. 214 с.

  11. Лоция Охотского моря Выпуск 2 Северная часть Охотского моря Управление начальника гидрографической службы Военно-морского флота, 1960. 200 с.

  12. Лоция Охотского моря. Вып. 2. Северная часть моря. М.: Гл. управление навигации и океанографии Мин-ва обороны СССР. 1986. 314 с.

  13. Любицкий Ю.В. Об оценке качества прогнозов суммарных уровней приливного моря // Юбилейный выпуск “ДВНИГМИ – 65 лет”. Владивосток: Дальнаука, 2015. 270 c. С. 52–62.

  14. Любицкий Ю.В. Результаты испытаний метода краткосрочного (с заблаговременностью 72 часа) прогноза изменений уровня моря на побережье Охотского моря, северной части Японского моря, восточного побережья полуострова Камчатка // Результаты испытания новых и усовершенствованных технологий, моделей и методов гидрометеорологических прогнозов. – М.: Изд-во Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. 2020. № 47. С. 60–78.

  15. Мартынов В.К. Моделирование прилива в Пенжинской губе Охотского моря с учетом ледяного покрова // Моделирование и экспериментальное исследование гидрологии шельфовых морей. Сб. научн. трудов. – Л.: Изд-во ЛГМИ, 1988. Вып. 100. С. 83–87.

  16. Наставление по службе прогнозов // Раздел 3. Часть III. Служба морских гидрологических прогнозов. РД 52.27.759-2011. – М.: ТРИАДА-ЛТД, 2011. 195 с.

  17. Некрасов А.В., Романенков Д.А. Прогностическая оценка трансформации приливных колебаний уровня при крупномасштабном гидротехническом строительстве на побережье Белого и Охотского морей // Колебания уровня в морях. СПб: РГГМУ, 2003. С. 57–78.

  18. Попов С.К. Моделирование и прогноз изменений уровня и скорости течений в морях России // Диссертация … доктора Физико-математических наук: 25.00.29 / Попов Сергей Константинович; [Место защиты: ФГБУ “Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации”], 2019. 300 с.

  19. Попов С.К., Зильберштейн О.И., Лобов А.Л. и др. Метод краткосрочного прогноза уровня Баренцева и Белого морей // Результаты испытания новых и усовершенствованных технологий, моделей и методов гидрометеорологических прогнозов – М.: Изд-во Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. 2014. № 41. С. 98–110.

  20. Романенко Ф.А., Горин С.Л., Коваль М.В. Формирование рельефа нижнего течения реки Пенжины и Пенжинской губы в голоцене // Сборник: XXXVI Пленум Геоморфологической комиссии РАН: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Геоморфология – наука XXI века” (Барнаул, 24–28 сентября 2018 г.). Изд-во Алтайского ун-та Барнаул, 2018. С. 324–329.

  21. Романенков Д.А. Прогностическое моделирование приливов в Охотском море // Автореферат диссертации. СПб: РГГМИ, 1996. 16 с.

  22. Сгибнева Л.А. О распространении приливной волны в Пенжинской губе Охотского моря // Труды ГОИН. 1975. Вып. 126. С. 51–63.

  23. Стахевич В.С., Владимирский Н.П. Руководство по обработке и предсказанию приливов. Л.: Изд. Гидрографического управления ВМФ СССР, 1940. 348 с.

  24. Шевченко Г.В., Романов А.А. Пространственная структура прилива в Охотском море на основе данных спутниковой альтиметрии // Колебания уровня в морях. Сборник научных статей. Российский гидрометеорологический университет. СПб: Гидрометеоиздат, 2003. С. 92–110.

  25. Amante C., Eakins B.W. ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis. NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24, 2009. 19 p.

  26. Carbajal N., Gaviño J.H. A new theory on tidal currents rotation // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. № 1, L01609. http://dx.doi.org/ (Дата обращения: 05.10.2022)https://doi.org/10.1029/2006GL027670

  27. Egbert G.D., Erofeeva S.Y. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2002. V. 19. № 2. P. 183–204. https://doi.org/10.1175/1520-0426(2002)019<0183: EIMOBO>2.0.CO;2

  28. Kowalik Z., Polyakov I. Tides in the Sea of Okhotsk // Journal of Physical Oceanography. 1998. V. 28. № 7. P. 1389–1409.

  29. Leendertse J.J. Aspects of a Computational Model for Long Period Water Wave Propagation. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report RM-5294-PR. 1967. 165 p.

  30. Leendertse J.J., Alexander R.C., Liu S.K. A Three-Dimensional Model for Estuaries and Coastal Seas. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report R-1417-OWRR. 1973. 57 p.

  31. Leendertse J.J., Gritton E.C. A water quality simulation model for well mixed estuaries and coastal seas. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report R-708-NYC. 1971. 53 p.

  32. Metzger E.J., Helber R.W., Hogan P.J. et al. Global Ocean Forecast System 3.1 Validation Testing. Naval Research Laboratory (NRL), Report NRL/MR/ 7320–17-9722, 2017. 56 p.

  33. Nekrasov A.V., Romanenkov D.A. Impact of tidal power dams upon tides and environmental conditions in the Sea of Okhotsk // Continental Shelf Research. 2010. 30(6). P. 538–552. https://doi.org/10.1016/j.csr.2009.06.005

  34. Pawlowicz R., Beardsley B., Lentz, S. Classical tidal harmonic analysis including error estimates in MATLAB using T_TIDE // Computers and Geosciences. 2002. V. 28. P. 929–937.

  35. Suzuki K., Kanari S., Tidal simulation of the Sea of O-khotsk (in Japanese) // Kaiyo Kagaku. 1986. V. 18. P. 455–463.

  36. TPXO9-atlas // https://www.tpxo.net/global/tpxo9-atlas (Дата обращения: 16.12.2022).

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Океанология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал