Опубликовано: 12 июля 2024 г.
Метки: научная периодика МГИ
Вышел в свет третий в этом году номер «Морского гидрофизического журнала» и его переводной англоязычной версии Physical Oceanography
В третьем номере журнала в разделе термогидродинамики океана и атмосферы было продолжено начатое в предыдущем выпуске рассмотрение новых конечно-разностных аппроксимаций уравнения потенциальной завихренности для стратифицированной несжимаемой жидкости. Для Арктического региона представлен сравнительный анализ потоков объема воды, тепла и соли по данным инструментальных наблюдений в проливе Фрама. Черноморская тематика представлена оценками ошибок при расчете плотности в субкислородном слое Черного моря по данным CTD-зонда, исследованиями динамики концентрации биогенных элементов в водах реки Черной, результатами моделирования взмучивания донных осадков течениями и волнами на примере залива Сиваш. Для тихоокеанского сектора описана пространственно-временная изменчивость потока скрытого тепла в северо-западной части Тихого океана, а также рассмотрены колебания уровня моря в смежных бухтах порта Холмск (остров Сахалин).
Содержание номера:
ТЕРМОГИДРОДИНАМИКА ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
Демышев С. Г. Конечно-разностная аппроксимация уравнения потенциальной завихренности для стратифицированной несжимаемой жидкости и пример его использования при расчете циркуляции Черного моря. Часть II. Дискретное уравнение потенциальной завихренности в квазистатическом приближении и пример его использования для расчета циркуляции Черного моря 2011 года
Получено дискретное уравнение потенциальной завихренности трехмерной бароклинной жидкости (инвариант Эртеля) с учетом диффузии и вязкости в квазистатическом приближении. Основной вклад в потенциальную завихренность вносит ее вертикальная компонента, которая определяется величиной и структурой абсолютного вихря. В верхнем слое моря адвекция потенциальной завихренности вносит основной вклад в прибрежной области моря, в северо-западной части и вдоль Анатолийского побережья. В каждой точке сумма вертикальной и горизонтальной адвекции потенциальной завихренности на два порядка меньше, чем каждая по отдельности.
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ОКЕАНА
Андрулионис Н. Ю., Подымов О. И. Ошибки при расчете плотности по данным CTD-зонда в субкислородном слое Черного моря
Определение плотности морской воды традиционно осуществляется способом расчета по уравнению состояния морской воды, в котором используются данные, получаемые с помощью гидрофизического оборудования (CTD-зонда) по электропроводности. Этот способ позволяет с большой точностью определить значения плотности и солености в океанической воде, имеющей определенный ионный состав. Но в водоемах с составом воды, отличным от океанического по относительному содержанию ионов, то есть имеющим гидрохимические аномалии, использование CTD-зонда приводит к ошибкам. Гидрохимические аномалии наблюдаются в водах эстуарий, замкнутых водоемов, водоемов с аноксичной зоной, в термальных источниках и др. Ионный состав субкислородного слоя водной толщи Черного моря (на глубине от 140 до 168 м) характеризуется большим разнообразием биогеохимических процессов, обусловливающих эти аномалии. В работе исследуется плотность воды субкислородного слоя Черного моря двумя способами: традиционным расчетом по данным CTD-зонда и измерением образцов воды в лаборатории прецизионным плотномером и даются оценки ошибок при расчете плотности по данным CTD-зонда, а также анализируются причины их обусловливающие.
Ростов И. Д., Дмитриева Е. В. Тенденции межгодовой изменчивости поля солености верхнего 1000-метрового слоя северо-восточной части Тихого океана в условиях современного глобального потепления
В статье рассматриваются современные тенденции межгодовых изменений солености и солесодержания в верхнем 1000-метровом слое внетропической зоны северо-восточной части Тихого океана и их связи с крупномасштабными и региональными процессами в океане и атмосфере за два последних десятилетия современного периода глобального потепления. Проведенные исследования позволили выявить и охарактеризовать региональные пространственно-временные особенности ускоренных изменений солености в условиях современной фазы потепления, сопровождающегося интенсификацией глобального и местных гидрологических циклов. Дана оценка количественных характеристик отмеченных тенденций и их статистической значимости. В целом наблюдался статистически значимый положительный тренд солесодержания в верхней 1000-метровой толще вод северной части региона, а в других районах и в среднем по акватории в этом слое наблюдались небольшие статистически не значимые отрицательные тренды.
Смирнов А. В., Иванов В. В., Соколов А. А. Сравнительный анализ процессов тепломассопереноса, рассчитанных по инструментальным измерениям и по продуктам океанского реанализа, в проливе Фрама
В работе представлен сравнительный анализ потоков объема воды, тепла и соли, рассчитанных по данным инструментальных наблюдений на автономных буйковых станциях в проливе Фрама и по продуктам реанализов GLORYS2v4, ORAS5, GloSea5 и C-GLORSv7. Показано, что ансамбль реанализов в целом на 25 % недооценивает переносы объема воды и тепла, рассчитанные по данным наблюдений. Наилучшее согласование продуктов реанализа с результатами расчетов по данным наблюдений получено для ядра Западно-Шпицбергенского течения с наиболее полным покрытием данными наблюдений. Наилучшим образом изменчивость данных наблюдений описывает ансамбль моделей. Реанализы FOAM и CGLO описывают большую часть временной изменчивости потоков, рассчитанных по данным автономных буйковых станций. При этом согласованность в зимний период (октябрь – март) выше, чем в летний (апрель – сентябрь). Это объясняется как недостатками реанализов, так и заменой автономных буйковых станций в летний период, что может приводить к дополнительным ошибкам при объединении временных серий.
Шевченко Г. В., Ложкин Д. М. Пространственно-временная изменчивость потока скрытого тепла в северо-западной части Тихого океана по данным реанализа ERA5
В работе изучена пространственно-временная изменчивость потока скрытого тепла, одна из важных составляющих теплового баланса, в северо-западной части Тихого океана и дальневосточных морях на основе данных реанализа ERA5. Выявлена годовая цикличность потока скрытого тепла, которая доминирует в сезонных вариациях, проявляющася более всего на юге северо-западной части Тихого океана (область влияния теплого течения Куросио) у япономорского побережья о. Хонсю, в зоне Цусимского течения. Это обусловлено значительным возрастанием испарения в указанных районах в холодный период года, связанным с более резким температурным контрастом, а также влиянием зимнего муссона с сильными и устойчивыми ветрами северо-западного румба, несущими с континента сухой холодный воздух. В теплый период года на некоторых участках изучаемой акватории значения потока скрытого тепла положительны, что указывает на важную роль конденсации водяного пара в районах с высокой облачностью и в зонах квазистационарных апвеллингов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Мыслина М. А., Вареник А. В., Тарасевич Д. В. Динамика концентрации биогенных элементов в водах реки Черной (Крымский полуостров) в 2015–2020 годах
По данным ежеквартального мониторинга состояния вод реки Черной оценена внутри- и межгодовая изменчивость содержания соединений неорганического азота, фосфатов и кремнекислоты. Установлено, что концентрации всех исследуемых форм биогенных элементов в водах реки в период 2015–2022 гг. возросли по сравнению с периодом до 2014 г. в несколько раз. Поэтому ввиду возрастающей антропогенной нагрузки на Байдарскую долину, в которой протекает река Черная, необходимо строить системы канализования и очистки сточных вод, обсуждающиеся в течение долгого времени.
Ковалев Д. П., Манилюк Ю. В., Ковалев П. Д. Колебания уровня моря в смежных бухтах Торгового порта и Холмск-Северный (остров Сахалин)
В работе на основе длительных рядов натурных наблюдений исследуются длинноволновые колебания уровня в смежных холмских бухтах: Торговый порт и Холмск-Северный (о. Сахалин). Основное внимание уделено сейшевым колебаниям, являющимся причиной такого опасного явления, как тягун, и создающим препятствия для функционирования Торгового порта. Бухта Торгового порта имеет важнейшее значение для Сахалина, так как через нее осуществляется связь острова с материком через паромную переправу Ванино – Холмск. Установлено, что эти бухты интенсивно взаимодействуют на периоде около 8 мин, соответствующем моде Гельмгольца бухты Холмск-Северный, которая проникает в бухту Торгового порта. Взаимодействия между бухтами на периодах высокочастотных собственных мод не выявлено.
Фомин В. В., Иванча Е. В., Полозок А. А. Взмучивание донных осадков в мелководной лагуне течениями и волнами по данным численного моделирования (на примере залива Сиваш, Азовское море)
В статье исследована структура полей волнения, течений, придонных сдвиговых напряжений и концентрации взвешенного вещества в Восточном Сиваше в период экстремального шторма 10–13 ноября 2007 г. и оценен вклад течений и ветрового волнения в процессы взмучивания. Если при моделировании не учитывается вклад волн, общая площадь взмучивания сокращается в четыре раза, что говорит об определяющем вкладе придонных волновых напряжений в формирование областей взмучивания донных осадков в заливе. Кроме того, была предложена методика оценки чувствительности модели взмучивания к вариациям значений входных параметров. Наибольшее влияние на результаты оказало изменение параметров, определяющих интенсивность вертикального потока частиц ила со дна бассейна.