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

ВВЕДЕНИЕ

Пенжинская губа находится в северо-восточной части залива Шелихова и является одним из уникальных мест в мире по амплитуде приливных колебаний, достигающих значений в 13 м. Столь значительная амплитуда прилива вызывает приливо-отливные периодические течения больших скоростей, оказывающих влияние на термохалинную структуру вод, ледовый режим, протекание зональных геоморфологических процессов [20], гидрологический режим эстуария реки Пенжина [4]. Регион характеризуется суровым континентальным климатом, с периодом отрицательных температур около 7 месяцев, является труднодоступным и малоосвоенным. Как следствие, проведение полевых работ и организация долговременных гидрометеорологических наблюдений в данном районе крайне затруднительны, данные эпизодических наблюдений не репрезентативны.

Существующие исторические базы опубликованных гармонических постоянных (ГП) содержат данные по ограниченному набору приливных волн, что связано с отсутствием ЭВМ достаточной производительности на момент проведения расчетов и применением упрошенных схем гармонического анализа, например, метода Дарвина [2], который в качестве исходных данных принимает короткий ряд наблюдений длительностью 15 или 30 сут [23]. Таким образом, историческая справочная база ГП волн прилива соответствует уровню технологий начала и середины XX века, не в полной мере описывает спектральный состав прилива, не всегда может обеспечить требуемую точность предвычисления уровня по данным ГП.

Актуальной задачей является уточнение характеристик исторических справочных ГП с использованием современных средств гармонического анализа и численного моделирования с целью возможности их использования в научно-практических задачах, направленных на развитие, использование и комплексное управление прибрежными морскими акваториями. В отличие от физико-статистических методов, позволяющих получить оценки характеристик приливных явлений только в пунктах наблюдений, физически обоснованные трехмерные гидродинамические модели позволяют преодолеть проблемы пространственно-временной дискретизации наблюдаемых явлений [14, 19], осуществить расчет полей скоростей течений, температуры и солености по вертикально распределенным слоям.

Ранее проведенные исследования приливной динамики вод в акватории Охотского моря и Пенжинской губе с помощью методов гармонического анализа [24] и численных моделей, имеющих недостаточное пространственное разрешение [15, 17, 35], дают неполное представление о пространственном распределении характеристик ГП волн прилива на акватории. Для более точного описания и районирования гидрологических процессов, проходящих в Пенжинской губе, необходимо создание трехмерной модели высокого разрешения с привлечением современных цифровых моделей батиметрии и данных реанализа океана и атмосферы.

В данном исследовании для определения характеристик основных волн прилива и приливных течений было проведено численное моделирование динамики гидрологических процессов, происходящих в акватории Пенжинской губы, средствами программного комплекса Delft3D-Flow (https://www.deltares.nl/en/). Верификация модели выполнена с помощью сопоставления полученных модельных данных с опубликованными гармоническими постоянными. Построены котидальные карты, карты приливных эллипсов и коэффициента реверсивности для основных волн прилива: полусуточной волны M2 и суточной волны K1.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Пенжинская губа вдается в северо-восточную часть залива Шелихова между мысами Тайгонос и Божедомова. По своим очертаниям Пенжинская губа (ПГ) представляет собой обширный, глубоко (порядка 300 км) вдающийся в материк водный бассейн. Средняя ширина ПГ – около 63 км. В средней части, между мысами Средний и Водопадный, ПГ резко сужается до 25–30 км. Эта узость носит название “горла” и делит губу на две части: более значительную – южную и меньшую по длине – северную [9, 10]. Горло губы обладает скалистыми и обрывистыми побережьями, образованными под влиянием выступающих здесь в акваторию возвышенных полуостровов Елистратова и Маметчинским.

На входе в Пенжинскую губу, ближе к западному берегу, глубины составляют около 100 м. По мере продвижения к горлу вначале наблюдается резкое, а затем плавное уменьшение глубин до 20 м. Данная впадина является наиболее глубокой в южной части губы и смещена к западному берегу (рис. 1). В большей части горла морское дно пологое с глубинами в пределах от 28 до 40 м; вблизи западного берега горла расположена котловина, образовавшаяся вследствие воздействия мощных струйных течений, проходящих в близости от мыса Опасного. Максимальные глубины в котловине находятся в приделах 130 м, изобата 40 м вытянута в длину до 36 км, ширина ее при этом не превышает 6 км. Северная половина Пенжинской губы значительно более мелководна, чем южная ее часть и горло. Восточный берег почти не имеет осушек и рифов, в то время как западный берег подвержен значительным осушкам, глубины к берегам уменьшаются равномерно [9, 11].

Рис. 1.

Карта-схема района исследований, батиметрия расчетной области акватории залива Шелихова и Пенжинской губы; положение уровенных постов показано маркерами.

Климат исследуемой территории резко континентальный с очень холодной, продолжительной и малоснежной зимой и коротким, сравнительно теплым и довольно сухим летом [3]. В районе исследований расположены морская гидрометеорологическая станция Тайгонос (Колымское УГМС) и метеорологическая станция Чемурнаут (Камчатское УГМС). По данным метеонаблюдений, абсолютный минимум, максимум и среднегодовая температура воздуха составляют –39.7°С (декабрь 1981 г.), 24.3°С (июль 1976 г.) и –3.6°С соответственно. Преобладающее направление ветра – ВСВ (70°), совпадающее с ориентацией оси акватории губы. Среднегодовая скорость ветра составляет 5.7 м/с, максимальная – 34 м/с (январь 1966 г.). Среднегодовое количество осадков достигает 510 мм, из них на зимний сезон приходится 276 мм, на летний – 133 мм, на переходные периоды – 105 мм [8]. Образование припая в мелких бухтах наблюдается обычно в первой декаде декабря, полное освобождение ото льда происходит к началу июня [7].

Величина прилива от входа в залив Шелихова увеличивается к вершине Пенжинской губы. Средняя величина тропического прилива в бухте Удача составляет 4.2 м, в вершине Гижигинской губы – 6.9 м, в вершине Пенжинской губы – около 10 м. Наибольшие приливы отмечаются у побережья полуострова Камчатки перед горлом Пенжинской губы – 13.9 м и в вершине Пенжинской губы – 13.4 м. В заливе Шелихова и в Пенжинской губе вследствие суперпозиции прямых и обратных полусуточных и суточных волн образуются прогрессивно-стоячие волны с преобладанием стоячих составляющих. Амплитуды суточных волн здесь возрастают больше, чем полусуточных. В результате приливная волна, приходящая из Охотского моря и имеющая перед входом в залив Шелихова неправильный полусуточный характер, индуцируется в нем в неправильные суточные приливы [1, 5]. Как следствие, на большей части акватории Пенжинской губы и залива Шелихова (по общепринятой классификации А.И. Дуванина [6]) наблюдаемый характер прилива – “неправильный-суточный”; “суточный” характер прилива проявляется только в акватории, прилегающей к мысу Средний.

Значительная амплитуда приливов в Пенжинской губе вызывает приливо-отливные периодические течения больших скоростей, в усилении которых свою роль играет относительная узость губы и ее большая длина. В тихую погоду, когда волнение не мешает наблюдать за явлениями на водной поверхности, последняя почти вся покрыта мелкими водоворотами и сулоями, напоминая своим видом как бы быстро текущую широкую реку. Главная струя приливных течений в южной части губы расположена ближе к западному берегу, к которому подходит вплотную, где основной водный поток занимает три четверти ширины губы; вблизи восточного берега скорости течения ослабевают и достигают меньших величин. Скорости течений в основном потоке могут достигать значений 1.3–1.5 м/с. С подходом к горлу губы, поступающий на приливе поток воды резко сжимается в более узкое русло, благодаря чему происходит быстрое увеличение скорости течений, достигающих в горле скоростей в 2.3–2.6 м/с. В западной части горла течения сильнее, чем в восточной, благодаря выступающему здесь в губу полуострову. Скорости течений в северной половине Пенжинской губы достигают 1.5–1.8 м/с и близки к скоростям течений южной половины. В проливах, образованных остовами Крайний, Второй и южной оконечностью полуострова Елистратова, скорости течений могут достигать рекордных значений в интервале 3–3.6 м/с. Относительно слабые приливные течения со скоростями, не превышающими 0.8–1 м/с, наблюдаются в прибрежной акватории, примыкающей к восточному берегу южной половины губы и к западному берегу северной половины [9].

В качестве методической основы исследования использована 3D гидродинамическая модель с открытым кодом Delft3D-flow, разработанная Нидерландским институтом прикладных исследований Deltares. Модель представляет собой комплексную программу гидродинамического моделирования, предназначенную для расчета нестационарных течений и явлений переноса, сформированных воздействием метеорологических и приливных явлений. Delft3D-flow основан на решении уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости в приближении мелкой воды и Буссинеска. Вычисления могут быть выполнены с использованием ортогональных или криволинейных расчетных сеток. Уравнение вертикального движения решается в гидростатическом приближении. В 3D-моделировании вертикальная компонента вектора скорости течения рассчитывается из уравнения неразрывности. Дискретизация уравнений мелкой воды производится с применением С-сетки Аракавы, в которой уровень воды рассчитывается в центре ячейки, а компоненты вектора скоростей течений U и V перпендикулярны граням ячейки. Решение систем дифференциальных уравнений мелкой воды в модуле Delft3D-flow производится с использованием неявного метода переменных направлений ADI (Alternating Direction Implicit), предложенного Леендертсе и Гриттоном [29–31].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Цифровая модель рельефа акватории Пенжинской губы построена на основе навигационной карты (М 1 : 500 000, № 61 027) и данных глобальной цифровой модели рельефа ETOPO1 [25]. С использованием программных средств сгенерирована ортогональная расчетная сетка с разрешением 50″ угловых секунд (283 × 637 расчетных ячеек) в горизонтальной плоскости (средний размер ячейки – 1487 × 880 м). Разрешение модели по вертикали составляет 5 равномерно распределенных σ-слоев. Расчетный шаг моделирования по времени равняется 12 с. На открытой границе расчетной области задана генерация уровня с использованием характеристик гармонических постоянных волн прилива по данным модели TPXO9 [27, 36]. Использован набор из 13-ти волн прилива: M2, S2, N2, K2, K1, O1, P1, Q1, MF, MM, M4, MS4, MN4 [6].

Соленость и температура воды на открытых границах заданы для каждого слоя модели на основе данных реанализа модели общей циркуляции океана HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model) [32], с шагом по времени, равным 3 часа. Данные реанализа HYCOM также использованы для построения полей начальных условий по температуре и солености σ-слоев расчетной области. Поля метеорологических характеристик – приземного ветра на высоте 10 м, температуры воздуха на 2 м, относительной влажности воздуха, атмосферного давления на поверхности моря, общего облачного покрова – заданы на основе данных 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. Выбор данного временнóго интервала обусловлен наблюдаемым максимумом величины прилива за нодальный период (18.6 года), в течение которого новолуние и полнолуние бывают в дни с наибольшим склонением Луны, т.е. сизигийные и тропические приливы осуществляются одновременно [6].

Наблюдения за уровнем моря в исследуемой акватории на регулярной основе не проводятся, и на текущий момент времени отсутствуют стационарные морские гидрометеорологические посты наблюдательной сети Росгидромета с программой наблюдений за уровнем моря. В связи с этим оценка точности диагностических расчетов уровня моря проводилась с использованием статистического анализа синхронных во времени рядов предвычисленного (ПП) и модельного (МП) приливного уровня моря [13]. Ряд значений предвычисленного уровня получен композицией основных приливных волн, опубликованных в работе Р.А. Деевой [5]. Ряды уровня МП с минутным разрешением по времени выбраны из ячеек расчетной области, соответствующей положению пунктов наблюдений (рис. 1). Вычисление характеристик ГП основных волн прилива (M2, S2, N2, K2, K1, O1, P1, Q1) и исключение модельной сгонно-нагонной составляющей из МП выполнено с помощью оригинального программного комплекса гармонического анализа, основанного на методе наименьших квадратов (МНК).

Обработка результатов моделирования (полей компонент вектора горизонтальных скоростей течений и уровня моря), для построения пространственных характеристик ГП произведена с использованием утилиты гармонического анализа MATLAB T_Tide [34]. В таблице 1 приведены характеристики предвычисленных и модельных значений уровня моря: H_max и H_min – максимальные и минимальные значения; σ – среднеквадратическое отклонение; $\left| {\bar {\delta }} \right|$ – средняя абсолютная ошибка (отклонение) модельных и предвычисленных рядов [16]; $Ot = {{\left| {\bar {\delta }} \right|} \mathord{\left/ {\vphantom {{\left| {\bar {\delta }} \right|} {\left( {{{H}_{{{\text{max}}}}} - {{H}_{{{\text{min}}}}}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {{{H}_{{{\text{max}}}}} - {{H}_{{{\text{min}}}}}} \right)}}$ – относительная ошибка расчетов, выраженная в процентах как отношение средней абсолютной ошибки к вариационному размаху ПП [18]; S∕${{\sigma }_{x}}$ – критерий качества метода, S – среднеквадратическая ошибка расчетов, R² – коэффициент детерминации [16].

Оценки диагностического моделирования (табл. 1) ранжированы по убыванию значений Ot. Для первых пяти постов значения $\left| {\bar {\delta }} \right|$ находятся в интервале 0.17–0.24 м, значения Ot – в интервале 1.48–2.14%, S – 0.21–0.26 м, коэффициент детерминации R² имеет близкие к единице значения. Для остальных четырех постов (м. Угольный, р. Яваям, б. Причальная, м. Астрономический) $\left| {\bar {\delta }} \right|$ лежит в интервале 0.4–0.52 м, Ot – 2.93–4.27%, S – 0.48–0.64 м, R² – 0.96–0.98. Коэффициент наклона линии регрессии для первых пяти постов близок к единице (рис. 2а–д). Для остальных пунктов положение линии регрессии указывает на некоторое занижение моделью значений приливного уровня моря относительно ПП (рис. 2е–2и).

Рис. 2.

Корреляционные диаграммы модельного и предвычисленного приливного уровня моря для постов в акватории Пенжинской губы: о. Ивиньичаман (а), м. Рифовый (б), м. Водопадный (в), м. Средний (г), м. Тайгонос (д), м. Угольный(е), р. Яваям (ж), б. Причальная (з), м. Астрономический (и).

Пространственные распределения модельных характеристик основных волн прилива МП построены с использованием гармонического анализа для каждой ячейки расчетной сетки (рис. 3). В распределении амплитудных характеристик приливной волны К1 (рис. 3а) отражено плавное увеличение амплитуд от входа в залив Шелихова к вершине Пенжинской губы: у входа в залив Шелихова вблизи восточного берега амплитуда волны составляет 2.8 м, в то время как в вершине Пенжинской губы, в районе мыса Астрономический, амплитуда волны достигает значений 4.3 м. У восточного берега залива Шелихова и Пенжинской губы амплитуда волны характеризуется большими значениями – наблюдается увеличение амплитуды волны К1 в направлении от западного к восточному берегу.

Рис. 3.

Характеристики амплитуд и поверхностных течений основных волн прилива: (а) – котидальная карта амплитудных характеристик приливной “лунной-солнечной деклинационной, суточной” волны К1, (б) – котидальная карата амплитудных характеристик “главной лунной полусуточной” волны М2, (в) – приливные эллипсы волны К1, (г) – приливные эллипсы волны М2, (д) – пространственное распределение коэффициента реверсивности приливного эллипса и его полярность для суточной волны К1, (е) – пространственное распределение коэффициента реверсивности приливного эллипса волны М2.

В Пенжинской губе изофазы волны К1 ориентированы перпендикулярно направлению распространению приливной волны, оканчиваются на противоположенных берегах губы, т.к. она образует узкий бассейн, где фронт распространения волны ориентирован перпендикулярно ее оси. Фаза волны постепенно увеличиваются к вершине акватории. Общая картина распределения изоамплитуд и изофаз К1 говорит о преобладании прогрессивного типа распространения приливной волны, вследствие чего можно заключить, что в вершине акватории происходят процессы диссипации приливной энергии волны К1. В юго-западной части области исследований (район Гижигинской губы) амплитуда волны достигает меньших значений и лежит в приделах 2.5–2.6 м, в этой области наблюдается расхождение изофаз.

Пространственное распределение амплитудных характеристик полусуточной приливной волны М2 (рис. 3б) имеет более сложный характер, в данном случае можно говорить о преобладании стоячей компоненты в распространении приливных колебаний. Аналогично приливной волне К1, изоамплитуды больших значений расположены от входа в залив Шелихова до мыса Водопадный вдоль камчатского берега. В районе северо-восточной оконечности полуострова Елистратова (мыса Опасный) наблюдается резкое падение амплитуды волны М2 до значений 0.7 м; от мыса Астрономический в направлении эстуария реки Пенжина происходит возрастание амплитуды волны М2 до значений 1.4 м. Пространственное распределение изофаз в акватории Пенжинской губы соответствует “канальному типу” распространения волны. В юго-западной части области исследований от мыса Тайгонос до Гижигинской губы амплитуда волны М2 лежит в приделах 0.8–1.0 м и, аналогично волне К1, наблюдается расхождение изофаз. Общая картина пространственного распределения характеристик приливных волн М2 и К1 исследуемой акватории хорошо согласуется с результатами работ [21, 22, 28, 33].

Для оценки характера поля скоростей приливных течений выполнены расчеты коэффициента эллиптичности (реверсивности) E [26], который в скалярном виде представляет собой отношение величин малой и главной полуосей приливного эллипса. При значениях E, близких к нулю, течения классифицируются как “реверсивные”; при значениях, близких к единице, течения являются “круговыми”. Знак коэффициента реверсивности указывает на направление вращения вектора приливного течения (поляризацию приливного эллипса): отрицательные значения соответствуют вращению вектора по часовой стрелке (антициклоническое); положительные – против часовой стрелки (циклоническое).

Карты эллипсов приливных течений волн К1 и М2 для поверхностного слоя акватории исследования, полученные по результатам моделирования, представлены на (рис. 3в, 3г). Анализ пространственного распределения характеристик приливных эллипсов волн К1 и М2 и коэффициента реверсивности течения в акватории залива Шелихова (рис. 3д, 3е) позволяет сделать вывод о том, что приливные течения акватории относятся к категории реверсивных. В акватории, прилегающей к Внутренней губе (расположенной к западу от мыса Тайгонос, рис. 1), в центральной части залива Шелихова наблюдается антициклоническое вращение вектора скорости течения. В акватории к западу от Гижигинской губы, в северной части залива, – циклоническое вращение вектора скорости течения.

У входа в Гижигинскую губу скорости приливных течений гармоники К1 минимальны и составляют ~0.3 м/с, максимальные скорости достигают величин 3.1 м/с в горле Пенжинской губы, над котловиной у полуострова Елистратова. Максимумы скоростей М2 также расположены над котловиной в горле Пенжинской губы. Порядок скоростей приливных течений, полученный в результате моделирования, согласуется с данными лоций Охотского моря [9, 12].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные в результате моделирования пространственные характеристики ГП наиболее значимых волн прилива, наблюдаемых в акватории объекта исследования, хорошо согласуются с результатами ранее выполненных работ по моделированию акватории Охотского моря [21, 28]. Относительные отклонения амплитуд и абсолютные отклонения фаз модельных и справочных ГП волн прилива представлены в табл. 2. Величина относительного отклонения амплитуды наибольшей волны K1 предвычисленного и модельного приливов для всех постов не превышает 10%, второй по значимости волны О1 не превышает 13.5%. Фазовые отклонения для суточной волны прилива К1 в большинстве случаев не превышают 6°, для волны О1 не превышают 5°, завышенные значения отклонений фаз наблюдается только на двух постах – р. Яваям и м. Астрономический.

Изменчивость ГП основных волн прилива за расчетный период, обусловленная влиянием атмосферного воздействия, рассчитана с использованием метода МНК [34] с суточным смещением расчетного окна, равного 32 сут. Ход относительных отклонений амплитуд и абсолютных отклонений фаз волн М2, К1 и О1, рассчитанных для каждого окна относительно средних значений за весь период (235 сут) для постов м. Тайгонос и б. Причальная представлен на рис. 4. Полученные значения отклонений характеристик гармонических постоянных незначительны, максимальные значения не превышают 3–4% по амплитуде и 2–3 градусов по фазе.

Рис. 4.

Ход отклонений амплитуд и фаз волн М2, К1 и О1 за расчетный период: (а, б) – пост м. Тайгонос; (в, г) – пост б. Причальная за безледный период.

Абсолютные отклонения амплитуд и фаз четырех основных волн прилива, рассчитанных с помощью модели Delft3D и глобальной приливной модели TPXO9, представлены в табл. 3. Абсолютные отклонения характеристик ГП волн прилива в целом возрастают по направлению от входа к вершине Пенжинской губы. Максимальные значения отклонений по амплитуде и фазе составили 0.54 м (гармоника К1, пост м. Астрономический) и 30.5° (гармоника S2, пост м. Рифовый). Можно сделать вывод, что в районе исследования глобальная модель TPXO9 недостаточно точно описывает характеристики волн прилива в прибрежных мелководных акваториях.

На основе результатов гармонического анализа можно сделать заключение о корректности воспроизведения моделью суточных волн прилива (К1 и О1) для большинства постов. Существенные отклонения модельных и справочных характеристик ГП наблюдается только на двух постах – р. Яваям и м. Астрономический. Результаты сравнения главной полусуточной волны M2 ПП и МП – неоднозначные, характеристики ГП приливных волн согласуются со справочными только для половины постов. Относительная ошибка амплитуды ГП волны М2 лежит в широких пределах 0.36–20.11%, фазовые различия – в пределах 0°–23°.

Графики хода уровня моря для постов с различными количественными оценками представлены на рис. 5. На посту м. Средний ход уровня моря модельного прилива близок к предвычисленному, что свидетельствует о высокой согласованности модельных результатов и справочных данных. На посту м. Астрономический (рис. 5а) величины прилива для ПП и МП имеет схожие по амплитуде значения, но из-за отличий справочных и модельных фаз волн прилива наблюдается заметная разница в форме графиков: амплитуды волн модельного прилива не имеют существенных расхождений со справочными, но при этом наблюдаются фазовые сдвиги суточных волн К1 и О1 на 9.4° и 17.2° градуса соответственно (табл. 2). На посту р. Яваям (рис. 5в) отмечается заметное постоянное превышение уровня ПП относительно МП в области полных вод.

Рис. 5.

График МП и ПП для постов с различными оценками моделирования: (а) м. Астрономический; (б) м. Средний; (в) м. Яваям.

Анализ количественных оценок соответствия МП и ПП показывает высокую степень согласованности модельных и справочных данных для 5 постов (о. Ивиньичаман, м. Рифовый, м. Водопадный, м. Средний, м. Тайгонос), для остальных четырех постов нельзя сделать однозначных заключений. Посты с малыми (№ 3 м. Водопадный, № 2 м. Рифовый) и относительно большими (№ 6 м. Угольный, № 9 м. Астрономический) отклонениями МП и ПП географически расположены на восточном берегу северной части акватории и чередуются в шахматном порядке (рис. 1), из чего можно прийти к выводу, что пространственных закономерностей распределения значений невязки, которые можно интерпретировать как ошибки моделирования, не наблюдается.

Также следует отметить, что амплитуды полусуточной волны М2 меньше амплитуды суточной волны К1 ориентировочно в два раза. Различия гармонических постоянных, полученных по модельным данным и на основе натурных наблюдений, возможно, связаны с несинхронностью во времени сроков, в которые проводились наблюдения. В этом случае при большой величине прилива незначительные отклонения от сроков могут привести к ошибкам при расчете характеристик приливных волн.

В целях контроля качества расчета справочных ГП был выполнен гармонический анализ (ГА) ежечасных архивных исторических рядов уровенных наблюдений для рассматриваемых постов. ГА осуществлен с использованием программного комплекса, основанного на методе МНК, сгонно-нагонная составляющая исключена из исходных рядов предварительной обработкой методами цифровой фильтрации. Полученные характеристики ГП основных волн прилива близки по значениям к справочным (величина относительного отклонения амплитуд основных гармоник лежит в пределах 3.1%, расхождение фаз – в пределах 2.5°). Остаточный уровень моря, полученный как разность исходных рядов наблюдений и предвычисленных рядов, характеризуется высокими значениями среднеквадратического отклонения. Возможно, учитывая предварительную фильтрацию сгонно-нагонных явлений, это свидетельствует о содержании ошибок в данных измерений. Распределения по градациям ошибок гармонического анализа и значения среднеквадратического отклонения (СКО) для ряда постов приведены в табл. 4.

Таким образом, характеристики ГП Пенжинской губы, приводимые в справочниках [5], рассчитанные методом Дарвина по коротким рядам длительностью 30 суток, полученным по серии наблюдений в 60-годах прошлого века, а в отдельном случае (на м. Астрономический) – по серии наблюдений в 15 суток за 1915 год, не могут считаться абсолютным эталоном. Перспективы данного исследования связаны с уточнением вертикальной структуры модели, учетом стока основных рек водосбора акватории Пенжинской губы, анализом сгонно-нагонных явлений в акватории. Созданная для акватории гидродинамическая 3D-модель на основе современных данных позволяет более эффективно учесть влияние различных факторов на открытой границе (на входе в залив Шелихова), а также может постоянно уточняться с помощью дополнительной настройки модели по мере появления новых данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проведении исследований гидродинамического режима акваторий с использованием численного моделирования ключевую роль играют реперные посты уровенных наблюдений, проводящие длительные наблюдения на постоянной основе. Плотность и репрезентативность наблюдательной сети, особенно в труднодоступных районах Дальнего Востока России, обладает крайней степенью неоднородности, что, в свою очередь, обуславливает актуальность проблемы оценки качества имеющихся данных наблюдений и возможности их эффективного использования для решения региональных научно-практических задач. В представленной работе с использованием модуля Delft3D-flow выполнено численное моделирование гидродинамического режима акватории Пенжинской губы, получены пространственные характеристики ГП наиболее значимых волн прилива, наблюдаемых в акватории объекта исследования. Показано, что пространственные распределения ГП приливных волн в целом хорошо согласуются с данными справочников и ранее опубликованных результатов. Невязки результатов модельных и справочных характеристик ГП не имеют пространственных закономерностей и предположительно связаны с искажением рассчитанных характеристик приливных волн по коротким рядам данных наблюдений, а также с дискретизацией по времени сроков наблюдения при больших градиентах изменения уровня моря во времени.