hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.59887/2073-6673.2023.16(2)-4hydrophysics-1214Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESИсследование изменчивости структуры и интенсивности плотностных течений в области шельф-склон в АнтарктикеStudy of the structure and intensity of density currents in the shelf-slope region in the AntarcticГоловинП. Н.GolovinP. N.

ГОЛОВИН Павел Николаевич

РИНЦ Author ID: 140551, Scopus Author ID: 6602132931

199397, ул. Беринга, д. 38, г. Санкт-Петербург

199397, Berings Str., 38, St Petersburg

golovin@aari.ruМолчановМ. С.MolchanovM. S.

МОЛЧАНОВ Михаил Сергеевич

РИНЦ Author ID: 879684, Scopus Author ID: 5608261720

199397, ул. Беринга, д. 38, г. Санкт-Петербург

199397, Berings Str., 38, St Petersburg

mms@aari.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт»РоссияFSBI “Arctic and Antarctic Research Institute”Russian Federation2023250720231624463Copyright © Головин П.Н., Молчанов М.С., 20232023Головин П.Н., Молчанов М.С.Golovin P.N., Molchanov M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1214

Исследование заключается в анализе результатов моделирования развития плотностной структуры и бароклинной динамики антарктических шельфовых вод (АШВ) в области шельф-склон во всем геофизическом диапазоне экстремальных метеоусловий образования и существования квазистационарных полыней в Антарктике, способствующих интенсификации формирования АШВ. Для этого используется мелкомасштабная негидростатическая модель Fluidity-ICOM. Получены оценки потоков соли (плавучести) для различных типов ледообразования: статического в полыньях, покрытых молодым льдом, и внутриводного — динамического (наиболее эффективного), в полыньях с открытой водной поверхностью. В зависимости от увеличения интенсивности формирования АШВ и увеличения скорости их распространения выявлены три режима стока по материковому склону: не волновой — или докритический; вихревой и волновой — или сверхкритические (быстрые). Разделение на режимы подтверждается оценками величин внутреннего числа Фруда Fr. При разбиении развитых придонных плотностных течений на склоне пространственные масштабы меандров, вихрей или фронтальных волн оказались близкими по величине (как и их толщина), что согласуются с модельными оценками локального бароклинного радиуса деформации Россби — RdL для этих течений. Они совпадают подобными оценками RdL, полученными на основе данных натурных измерений, для антарктического склонового фронта (АСФ) в море Содружества. Полученные оценки скоростей распространения плотностных течений и перепада плотностей на их границе также совпадают с данными натурных измерений. Получены оценки объемного qv и удельного ql потоков АШВ на материковом склоне вблизи района существования прибрежной полыньи Дарнли в море Содружества, которые позволяют оценить возможный вклад каскадинга АШВ в образование донных вод при различных режимах стока. Точность и корректность оценок qv и ql обеспечивается мелкомасштабной дискретностью вычислений, с использованием негидростатической модели Fluidity-ICOM и учетом событий увеличения интенсивности образования АШВ в полыньях с открытой водной поверхностью. При увеличении пространственного шага вычислений X в численных экспериментах в 4 раза недооценка qv составляет ~30 %. Поэтому в крупномасштабных и даже в мезомасштабных гидростатических моделях недооценка qv и ql может быть неприемлемой (в несколько раз).

The research involves the examination of modeling outcomes regarding the density structure and baroclinic dynamics of Antarctic shelf waters (ASW) within the shelf-slope area, encompassing a wide range of extreme weather conditions. We used a small-scale non-hydrostatic Fluidity-ICOM model to understand the formation and persistence of quasi-stationary polynyas in the Antarctic, which play a role in enhancing the formation of ASW. The salt fluxes, or buoyancy, are calculated for different forms of ice formation, namely static ice formation in young ice-covered polynyas and dynamic intra-water ice formation, which is considered the most effective and occurs in open water polynyas. Based on the intensification of ASW formation and its spread, three distinct modes of propagation along the continental slope have been identified: non-wave or subcritical mode, vortex mode, and wave or supercritical mode, which is characterized by rapid flow. The classification into different modes is determined by the internal Froude number (Fr) estimates. At the moment when the most developed stage of near-bottom density currents are transformed on a slope, the spatial dimensions of meanders, eddies, or frontal waves were found to be similar in magnitude, as well as their thickness. This observation aligns with model calculations of the local baroclinic Rossby deformation radius (RdL) for these currents. These findings agree with comparable assessments of the baroclinic Rossby deformation radius (RdL) for the Antarctic Slope Front (ASF) in the Commonwealth Sea, which were based on field observations. Additionally, the calculated propagation velocities of density currents and the density gradients at their boundaries coincide with the data obtained from field measurements. By estimating the volumetric fluxes (qv) and specific fluxes (ql) of ASW along the continental slope near the Cape Darnley coastal polynya area in the Commonwealth Sea, we can determine the contribution of ASW cascading to the formation of bottom waters under different flux regimes. The precision and accuracy of the qv and ql estimates are ensured through small-scale calculations using the non-hydrostatic Fluidity-ICOM model. These calculations consider the occurrences of intensified ASW formation in open water polynyas. Numerical experiments have revealed that a four-fold increase in a spatial step X results in an underestimation of qv by approximately 30%. As a consequence, in large-scale and even mesoscale hydrostatic models, such underestimation of qv and ql may be unsatisfactory (several times lower).

Антарктикаледообразование в полыньяхформирование плотных воднегидростатическая мелкомасштабная модельмоделирование стока плотных водматериковый склонплотностные теченияоценки стокаAntarcticsea ice formation in polynyasdense water formationnon-hydrostatic small-scale modeldense water flow modelingcontinental slopedensity currentsflux estimationПредставленное исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда — грант № 22-27-00013.The presented study was supported by the Russian Science Foundation — grant No. 22-27-00013.ReferencesFoster T.D., Carmack E.C. Frontal zone mixing and Antarctic bottom water formation in the southern Weddell Sea // Deep Sea Res. 1976. Vol. 23. P. 301–317. doi:10.1016/0011–7471(76)90872-XFoster T.D., Carmack E.C. Frontal zone mixing and Antarctic bottom water formation in the southern Weddell Sea. Deep Sea Res. 1976, 23, 301–317. doi:10.1016/0011–7471(76)90872-XFoster T.D., Foldvik A., Middleton J.H. Mixing and bottom water formation in the shelf break region of the southern Weddell Sea // Deep Sea Res. 1987. Vol. 34, № 11. P. 1771–1794. doi:10.1016/0198-0149(87)90053-7Foster, T.D., Foldvik A., Middleton J.H. Mixing and bottom water formation in the shelf break region of the southern Weddell Sea. Deep Sea Res. 1987, 34, 11, 1771–1794. doi:10.1016/0198-0149(87)90053-7Fahrbach E., Rohardt G., Scheele N., et al. Formation and discharge of deep and bottom water in the northwestern Weddell Sea // J. Mar. Res. 1995. Vol. 53, N4 P. 515–538. doi:10.1357/0022240953213089Fahrbach E., Rohardt G., Scheele N., et al. Formation and discharge of deep and bottom water in the northwestern Weddell Sea. J. Mar. Res. 1995, 53, 4, 515–538. doi:10.1357/0022240953213089Foldvik A., Kvinge T., Torresen T. Bottom currents near the continental shelf break in the Weddell Sea.In: Oceanology of the Antarctic Continental Shelf. Antarctic Research Series. 1985. Vol. 43. P. 5–20. doi:10.1029/AR043p0021Foldvik A., Kvinge T., Torresen T. Bottom currents near the continental shelf break in the Weddell Sea. In: Oceanology of the Antarctic Continental Shelf. Antarctic Research Series. 1985, 43, 5–20. doi:10.1029/AR043p0021Foldvik A., Gammelsrod T., Osterhus S., et al. Ice shelf water overflow and bottom water formation in the southern Weddell Sea // J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. С02015. doi:10.1029/2003JC002008Foldvik A., Gammelsrod T., Osterhus S., et al. Ice shelf water overflow and bottom water formation in the southern Weddell Sea. J. Geophys. Res. 2004, 109, С02015. doi:10.1029/2003JC002008Baines P.G., Condie S.A. Observations and modelling of Antarctic downslope flows: a review. In: Ocean, ice, and atmosphere: interactions at the Antarctic continental margin. Antarctic Research Series. 1998. Vol. 75. P. 29–49. doi:10.1029/AR075p0029Baines P.G., Condie S.A. Observations and modelling of Antarctic downslope flows: a review. In: Ocean, ice, and atmosphere: interactions at the Antarctic continental margin. Antarctic Research Series. 1998, 75, 29–49. doi:10.1029/AR075p0029Fuseo G., Budillon G., Sperie G. Surface heat fluxes and thermohaline variability in the Ross Sea and Terra Nova Bay polynya // Cont. Shelf Res. 2009. № 29. P. 1887–1895. doi:10.1016/j.csr.2009.07.006Fuseo G., Budillon G., Sperie G. Surface heat fluxes and thermohaline variability in the Ross Sea and Terra Nova Bay polynya. Cont. Shelf Res. 2009, 29, 1887–1895. doi:10.1016/j.csr.2009.07.006Ohshima K.I., Fukamachi Y., Williams G.D., Nihashi S. et al. Antarctic Bottom Water production by intense sea-ice formation in the Cape Darnley polynya // Nat. Geosci. 2013. № 6(3). P. 235–240. doi:10.1038/ngeo1738Ohshima K.I., Fukamachi Y., Williams G.D., Nihashi S. et al. Antarctic Bottom Water production by intense sea-ice formation in the Cape Darnley polynya. Nat. Geosci. 2013, 6(3), 235–240. doi:10.1038/ngeo1738Snow K., Sloyan B.M., Rintoul S.R., Hogg A.M., Downes S.M. Controls on circulation, cross-shelf exchange, and dense water formation in an Antarctic polynya // Geophys. Res. Lett. 2016. № 43. P. 7089–7096. doi:02/2016GL069479Snow K., Sloyan B.M., Rintoul S.R., Hogg A.M., Downes S.M. Controls on circulation, cross-shelf exchange, and dense water formation in an Antarctic polynya. Geophys. Res. Lett. 2016, 43, 7089–7096. doi:10.1002/2016GL069479Snow K., Hogg A.M., Sloyan B.M., Downes S.M Sansitivity of Antarctic bottom water to changes in surface buoyance fluxes // J. Clim. 2016. № 29. P. 313–330. doi:10.1175/JCLI-D-15–0467.1Snow K., Hogg A.M., Sloyan B.M., Downes S.M. Sansitivity of Antarctic bottom water to changes in surface buoyance fluxes. J. Clim. 2016, 29, 313–330. doi:10.1175/JCLI-D-15-0467.1Williams G.P., Herraiz-Borreguero L., Roquet F., Tamura T., et al. The suppression of Antarctic bottom water formation by melting ice shelves in Prydz Bay // Nat. Commun.. 2016. Vol. 7. P. 12577 doi:10.1038/ncomms12577Williams G.P., Herraiz-Borreguero L., Roquet F., Tamura T., et al. The suppression of Antarctic bottom water formation by melting ice shelves in Prydz Bay. Nat. Commun. 2016, 7, 12577. doi:10.1038/ncomms12577Ackley S.F. et al. Sea-ice production and air/ice/ocean/ biogeochemistry interactions in the Ross Sea during the PIPERS2017 autumn field campaign // Annals of Glaciology. 2020. Vol. 61(82). P. 181–195. doi:10.1017/aog.2020.31Ackley S.F. et al. Sea-ice production and air/ice/ocean/ biogeochemistry interactions in the Ross Sea during the PIPERS2017 autumn field campaign. Annals of Glaciology. 2020, 61(82), 181–195. doi:10.1017/aog.2020.31De Pace L. et al. Frazil ice growth and production during katabatic wind events in the Ross Sea, Antarctica // The Cryosphere. 2020. Vol. 14. P. 3329–3347 doi:10.5194/tc-14-3329-2020De Pace L. et al. Frazil ice growth and production during katabatic windevents in the Ross Sea, Antarctica. The Cryosphere. 2020, 14, 3329–3347. doi:10.5194/tc-14–3329-2020Головин П.Н. Условия формирования шельфовых вод и стока на разных акваториях Арктики и Антарктики // Метеорология и гидрология. 2012. № 12. С. 55–68.Golovin P.N. Conditions of the formation and runoff of shelf waters in different water areas of the Arctic and Antarctic. Russ. Meteorol. Hydrol. 2012, 37, 752–761. doi:10.3103/S106837391211009XГоловин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Особенности глубоководного каскадинга на антарктическом материковом склоне (на примере моря Содружества) // Метеорология и гидрология. 2018. № 12. С. 81–93.Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. Peculiarities of Dense Water Cascading off the Deep Part of Antarctic Continental Slope (A Case Study for the Commonwealth Sea). Russ. Meteorol. Hydrol. 2018, 43, 852–861. doi:10.3103/S1068373918120063Головин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В., Молчанов М.С., Кашин С.В., Чистяков И.А. Пространственные закономерности стока плотных вод на антарктическом шельфе и материковом склоне // Метеорология и гидрология. 2022. № 11. С. 91–110.Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. et al. Spatial Patterns of Dense Water Runoff on the Antarctic Shelf and Continental Slope. Russ. Meteorol. Hydrol. 2022, 47, 882–895. doi:10.3103/S1068373922110085Головин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Механизмы вентиляции глубинных и донных вод над антарктическим материковым склоном // Метеорология и гидрология. 2019. № 6. С. 52–69.Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. Mechanisms of Deep and Bottom Water Ventilation over the Antarctic Continental Slope. Russ. Meteorol. Hydrol. 2019, 44, 404–415. doi:10.3103/S1068373919060050Головин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Сток антарктических шельфовых вод в летний период на шельфе и материковом склоне моря Содружества и их влияние на формирование донных вод Южного океана // Океанология. 2011. Т. 51, № 3. С. 393–408.Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. Downflow of the Antarctic shelf water at the shelf and continental slope of the Commonwealth Sea in the summer season and its effect on the bottom water formation in the Southern Ocean. Oceanology. 2011, 51, 370–384. doi:10.1134/S000143701103009XГоловин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Исследование устойчивости Антарктического склонового фронта в море Содружества // Метеорология и гидрология. 2013. № 11. С. 64–78.Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. Studying the stability of the Antarctic slope front in the Commonwealth Sea. Russ. Meteorol. Hydrol. 2013, 38, 766–775. doi:10.3103/S106837391311006XГоловин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Интрузионное расслоение Антарктического склонового фронта // Океанология. 2016. Т. 56, № 4. С. 514–528. doi:10.7868/S0030157416030084Golovin P.N., Antipov N.N., Klepikov A.V. Intrusive layering of the Antarctic slope front. Oceanology. 2016, 56, 470–482. doi:10.1134/S0001437016030085Martin S. Frazil ice in rivers and oceans // Ann. Rev. Fluid Mech. 1981/ № 13. P. 379–397. doi:10.1146/annurev.fl.13.010181.002115Martin S. Frazil ice in rivers and oceans. Ann. Rev. Fluid Mech. 1981, 13, 379–397.Монахов Е.И. Условия формирования внутриводного льда — Дис. к. г.н. фонды ФБГУ «РФ ААНИИ». 1989. 171 с.Monahov E.I. The conditions of the intra-water ice formation (P.h.D. monography). Collections RFSI AARI, 1989.Головин П.Н. Роль квазистационарной заприпайной полыньи в формировании плотных шельфовых вод в зимний период и их последующем склоновом каскадинге (на примере моря Лаптевых) // Метеорология и гидрология. 2008. № 11. С. 57–75.Golovin P.N. The role of quasi-stationary flaw polynya in formation of dense shelf waters in the wintertime and their subsequent slope cascading (the Laptev Sea case study). Russ. Meteorol. Hydrol. 2008, 33, 718–731. doi:10.3103/S106837390811006XOhshima K.I. Direct observations of coastal polynyas and glacier-ocean interaction in the East Antarctica // presentation from the OASIIS Workshop. 2017. Bremerhaven. Germany. 14–17th June. URL: https://soos.aq/images/soos/activities/cwg/oasiis/presentations2017/Wednesday/6_oasiis_kay_ohshima.pdfOhshima K.I. Direct observations of coastal polynyas and glacier-ocean interaction in the East Antarctica. Presentation from the OASIIS Workshop. 2017, Bremerhaven. Germany. 14–17th June. URL: https://soos.aq/images/soos/activities/cwg/oasiis/presentations2017/Wednesday/6_oasiis_kay_ohshima.pdfЗахаров В.Ф. Роль заприпайной полыньи в гидрологическом и ледовом режиме моря Лаптевых // Океанология. 1966. T. VI. С. 1014–1022.Zakharov V.F. The role of the fast-ice polynya in the hydrological and ice regime of the Laptev Sea. Oceanology. 1966, 6, 1014–1022 (in Russian).Martin S., and Cavalieri D.J. Contributions of the Siberian shelf polynyas to the Arctic Ocean intermediate and deep water // J. Geophys. Res. 1989. Vol. 94. P. 12725–12738. doi:10.1029/JC094iC09p12725Martin S., Cavalieri D.J. Contributions of the Siberian shelf polynyas to the Arctic Ocean intermediate and deep water. J. Geophys. Res. 1989, 94, 12725–12738. doi:10.1029/JC094iC09p12725Cavalieri D.J., Martin S. The contribution of Alaskan, Siberian, and Canadian coastal polynyas to cold halocline layer of the Arctic Ocean // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 18343–18362. doi:10.1029/94JC01169Cavalieri D.J., Martin S. The contribution of Alaskan, Siberian, and Canadian coastal polynyas to cold halocline layer of the Arctic Ocean. J. Geophys. Res. 1994, 99, C9, 18343–18362. doi:10.1029/94JC01169Schumacher J.D., K. Aagaard, C.H. Pease, Tripp R.B. Effects of a shelf polynya on flow and water properties in the northern Bering Sea // J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88. P. 2723–2732. doi:10.1029/JC088iC05p02723Schumacher J.D., Aagaard K., Pease C.H., Tripp R.B. Effects of a shelf polynya on flow and water properties in the northern Bering Sea. J. Geophys. Res. 1983, 88, 2723–2732. doi:10.1029/JC088iC05p02723Smith S.D., R.D. Muench, Pease C.H. Polynyas and leads: An overview of physical processes and environment // J. Geophys. Res. 1990. Vol. 95, № C6. P. 9461–9479. doi:10.1029/JC095IC06P09461Smith S.D., R.D. Muench, Pease C.H. Polynyas and leads: An overview of physical processes and environment. J. Geophys. Res. 1990, 95, C6, 9461–9479. doi:10.1029/JC095IC06P09461Smith S.D., R.J. Anderson, G. et al. An investigation of a polynya in the Canadian archipelago, 2, Structure of turbulence and sensible heat flux // J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88. P. 2900–2910. doi:10.1029/JC088iC05p02900Smith S.D., Anderson R.J., G. et al. An investigation of a polynya in the Canadian archipelago, 2, Structure of turbulence and sensible heat flux. J. Geophys. Res. 1983, 88, 2900–2910. doi:10.1029/JC088iC05p02900Головин П.Н., Молчанов М.С. Мелкомасштабное моделирование динамики вод на шельфе и континентальном склоне в Антарктике // Метеорология и гидрология. 2023. № 6. С. 21-43. doi:10.52002/0130-2906-2023-6-21-43Golovin P.N., Molchanov M.S. Fine-scale modeling of water dynamics on the shelf and continental slope in the Antarctic. Russ. Meteorol. Hydrol. 2023, 6, 21–43. doi:10.52002/0130-2906-2023-6-21-43 (in Russian).Piggott M.D., Gorman G.J. et al. A new computational framework for multi-scale ocean modelling based on adapting unstructured meshes // Int. J. Numer. Meth. Fluids. 2008. Vol. 56. P. 1003–1015. doi:10.1002/fld.1663Piggott M.D., Gorman G.J. et al. A new computational framework for multi-scale ocean modelling based on adapting unstructured meshes. Int. J. Numer. Meth. Fluids. 2008, 56, 1003–1015. doi:10.1002/fld.1663Chen C.T., Millero F.J. Effect of salt content on the temperature of maximum density and static stability in Lake Ontario // Limnology and Oceanography. 1977. Vol. 22, № 1. P. 158–159.Chen C.T., Millero F.J. Effect of salt content on the temperature of maximum density and static stability in Lake Ontario. Limnology and Oceanography. 1977, 22, 1, 158–159.Галеркин Б.Г. Стержни и пластины. Ряды в некоторых вопросах упругого равновесия // Вестник инженеров. 1915. № 19. C. 897–908.Galerkin B.G. Rods and plates. Series in some questions of elastic equilibrium. News magazine of engineers. 1915, 19, 897–908 (in Russian).Hiester H.R. The application of adaptive mesh techniques to numerical simulations of gravity current flows // Thesis or dissertation. 2011a. Imperial College London. doi:10.25560/9227Hiester H.R. The application of adaptive mesh techniques to numerical simulations of gravity current flows. Thesis or dissertation. 2011a. Imperial College London. doi:10.25560/9227Волков А.В., Ляпунов С.В. Исследование эффективности использования численных схем высокого порядка точности для решения уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса на неструктурированных адаптивных сетках // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2006. Т. 46, № 10. C. 1894–1907.Wolkov A.V., Lyapunov S.V. Investigation of the efficiency of using high-order accuracy numerical schemes for solving the Navier–Stokes and Reynolds equations on unstructured adaptive grids. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2006, 46, 10, 1808–1820. doi:10.1134/S0965542506100162Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations. I. The basic experiment // Mon. Wea. Rev. 1963. Vol. 91. P. 99–164. doi:10.1175/1520–0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations. I. The basic experiment. Mon. Wea. Rev. 1963, 91, 99–164. doi:10.1175/1520–0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2Davies D.R., Wilson C.R., Kramer S.C. Fluidity: A fully unstructured anisotropic adaptive mesh computational modelling framework for geodynamics // Geochem. Geophys. Geosyst. 2011. Vol. 12. Q06001. doi:10.1029/2011GC003551Davies D.R., Wilson C.R., Kramer S.C. Fluidity: A fully unstructured anisotropic adaptive mesh computational modelling framework for geodynamics. Geochem. Geophys. Geosyst. 2011, 12, Q06001. doi:10.1029/2011GC003551Piggott M.D., Farrell P.E., Wilson C.R., Gorman G.J., Pain C.C. Anisotropic mesh adaptivity for multi-scale ocean modelling // Philosophical Transactions of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2009. Vol. 367 (1907). P. 4591–4611.Piggott M.D., Farrell P.E., Wilson C.R., Gorman G.J., Pain C.C. Anisotropic mesh adaptivity for multi-scale ocean modelling. Philosophical Transactions of The Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2009, 367(1907), 4591–4611.Hiester H.R., Piggott M.D., P.A. Allison The impact of mesh adaptivity on the gravity current front speed in a two-dimensional lock-exchange // Ocean Modelling. 2011b. Vol. 38. Issues 1–2. P. 1–21. doi:10.1016/j.ocemod.2011.01.003Hiester H.R., Piggott M.D., Allison P.A. The impact of mesh adaptivity on the gravity current front speed in a two-dimensional lock-exchange. Ocean Modelling. 2011b, 38, 1–2, 1–21. doi:10.1016/j.ocemod.2011.01.003Hiester H.R., Piggott M.D., Farrell P.E., Allison P.A. Assessment of spurious mixing in adaptive mesh simulations of the two-dimensional lock-exchange // Ocean Modelling. 2014. Vol. 73. P. 30–44. doi:10.1016/j.ocemod.2013.10.003Hiester H.R., Piggott M.D., Farrell P.E., Allison P.A. Assessment of spurious mixing in adaptive mesh simulations of the two-dimensional lock-exchange. Ocean Modelling. 2014, 73, 30–44. doi:10.1016/j.ocemod.2013.10.003Jacobs C.T., Collins G.S., Piggott M.D., Kramer S.C., Wilson C.R.G. Multiphase flow modelling of volcanic ash particle settling in water using adaptive unstructured meshes // Geophys. J. Int. 2013. Vol. 192, № 2. P. 647–665. doi:10.1093/gji/ggs059Jacobs C.T., Collins G.S., Piggott M.D., Kramer S.C., Wilson C.R.G. Multiphase flow modelling of volcanic ash particle settling in water using adaptive unstructured meshes. Geophys. J. Int. 2013, 192, 2, 647–665. doi:10.1093/gji/ggs059Wendler G., Stearns C., Weidner G., Durgaund G., Parish T.R. On the extraordinary katabatic winds of Adelie Land // J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. P. 4463–4474. doi:10.1029/96JD03438Wendler G., Stearns C., Weidner G., Durgaund G., Parish T.R. On the extraordinary katabatic winds of Adelie Land. J. Geophys. Res. 1997, 102, 4463–4474.Parish T.R., Walker R. A re-examination of the winds of Adelie Land, Antarctica // Aust. Met. Mag. 2006. Vol. 55. P. 105–117.Parish T.R., Walker R. A re-examination of the winds of Adelie Land, Antarctica. Aust. Met. Mag. 2006, 55, 105–117.Parish T.R. Surface winds over the Antarctic continent: A review // Rev. Geophys. 1988. Vol. 26. № 1. P. 169–180. doi:10.1029/RG026i001p00169Parish T.R. Surface winds over the Antarctic continent: A review. Rev. Geophys. 1988, 26, 1, 169–180. doi:10.1029/RG026i001p00169Tamura T., Ohshima K.I., Nihashi S. Mapping of sea ice production for Antarctic coastal polynya // Geophys. Res. Lett. 2008. Vol. 35. L07606. doi:10.1029/2007GL032903Tamura T., Ohshima K.I., Nihashi S. Mapping of sea ice production for Antarctic coastal polynya. Geophys. Res. Lett. 2008, 35, L07606. doi:10.1029/2007GL032903Martin S., Kauffman Р. А field and laboratory study of wave damping by grease ice // J. Glaciol. 1981. № 27. P. 281–314.Martin S., Kauffman Р. А field and laboratory study of wave damping by grease ice. J. Glaciol. 1981, 27, 281–314.Pease C.H. The size of wind-driven coastal polynyas // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92. P. 7049–7059. doi:10.1029/JC092iC07p07049Pease C.H. The size of wind-driven coastal polynyas. J. Geophys. Res. 1987, 92, 7049–7059. doi:10.1029/JC092iC07p07049Winsor P., Bjork G. Polynya activity in the Arctic Ocean from 1958 to 1997 // J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105, № C4. P. 8789–8803. doi:10.1029/1999JC900305Winsor P., Bjork G. Polynya activity in the Arctic Ocean from 1958 to 1997. J. Geophys. Res. 2000, 105, C4, 8789–8803. doi:10.1029/1999JC900305Danielson S., Aagaard K., Weingartner T., Martin S., Winsor P., Gawarkiewicz G., Quadfasel D. The St. Lawrence polynya and the Bering shelf circulation: New observations and a model comparison // J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111, № C9. P. 1029–1057. doi:10.1029/2005JC003268Danielson S., Aagaard K., Weingartner T., Martin S., Winsor P., Gawarkiewicz G., Quadfasel D. The St. Lawrence polynya and the Bering shelf circulation: New observations and a model comparison. J. Geophys. Res. 2006, 111, C9, 1029– 1057. doi:10.1029/2005JC003268Drucker R., Martin S. Observation of ice thickness and frazil ice in the St. Lawrence Island polynya from satellite imagery, upward looking sonar, and salinity/temperature moorings // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, № C5. P. 3149–3167. doi:10.1029/2001JC001213Drucker R., Martin S. Observation of ice thickness and frazil ice in the St. Lawrence Island polynya from satellite imagery, upward looking sonar, and salinity/temperature moorings. J. Geophys. Res. 2003, 108, C5, 3149–3167. doi:10.1029/2001JC001213Головин П.Н. Конвективный массоперенос в подледном слое зимнего разводья в Арктическом бассейне // Океанология. 1995. Т. 35, № 6. C. 854–863.Golovin P.N. Convective Mass-transfer in the Sub-ice Layer of Winter Leads in the Arctic Basin. Oceanology. 1995, 35, 6, 854–863 (in Russian).Макштас А.П. Тепловой баланс арктических льдов в зимний период. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 67 с.Makshtas A.P. Thermal balance of Arctic ice in winter. Leningrad, Gidrometeoizdat, 1984. 67 p. (in Russian).Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 320 с.Doronin Yu.P., Heisin D.E. Sea ice. Leningrad, Gidrometeoizdat, 1980 (in Russian).Weeks W.F., Ackley S. The growth, structure and properties of sea ice. Hanover (N.H.): U.S. Cold Region Research and Engineering Lab. Springfield. Va. available from N.T. I. S. 1982. 130 p.Weeks W.F., Ackley S. The growth, structure and properties of sea ice. Hanover (N.H.): U.S. Cold Region Research and Engineering Lab. Springfield. Va. available from N.T. I. S. 1982. 130 p.Зацепин А.Г., Костяной А.Г., Семенов А.В. Лабораторное исследование осесимметричного плотностного течения на наклонном дне во вращающейся жидкости // Океанология. 1996, Т. 36, № 3. С. 339–346.Zatsepin A.G., Kostianoy A.G., Semenov A.V. Laboratory study of axisymmetric density flow on an inclined bottom in a rotating fluid. Oceanology. 1996, 36, 339–346 (in Russian).Зацепин А.Г., Гриценко В.А., и др. Лабораторное и численное исследования процесса распространения плотностных течений по склону дна // Океанология. 2005. Т. 45, № 1. С. 5–15.Zatsepin A.G., Grizenko V.A. et. al. Laboratory and Numerical Studies of the Propagation of Density Currents along the Bottom Slope. Oceanology. 2005, 45, 1, 5–15 (in Russian).Shapiro G.I., Zatsepin A.G. Gravity current down a steeply inclined slope in rotating fluid // Ann. Geophys. 1997. Vol. 15. P. 366–374. doi:10.1007/s00585–997–0366-xShapiro G.I., Zatsepin A.G. Gravity current down a steeply inclined slope in rotating fluid. Ann. Geophys. 1997, 15, 366– 374. doi:10.1007/s00585–997–0366-xТернер Дж. Эффекты плавучести в жидкости. М.: Мир, 1977. 431 с.Turner J. Buoyancy Effects in Fluids (Cambridge Monographs on Mechanics). Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9780511608827Mensah V., Yoshihiro Nakayama Y., Fujii M., Nogi Y., Ohshima K.I. Dense water downslope flow and AABW production in a numerical model: Sensitivity to horizontal and vertical resolution in the region off Cape Darnley polynya // Ocean Modelling. 2021. Vol. 165/ 101843. doi:10.1016/j.ocemod.2021.101843Mensah V., Yoshihiro Nakayama Y., Fujii M., Nogi Y., Ohshima K.I. Dense water downslope flow and AABW production in a numerical model: Sensitivity to horizontal and vertical resolution in the region off Cape Darnley polynya. Ocean Modelling. 2021, 165, 101843. doi:10.1016/j.ocemod.2021.101843Вольцингер Н.Е., Андросов А.А. Моделирование длинноволновой динамики на материковом склоне океана и регионах свала глубин // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, № 4. С. 16–26. doi:10.7868/S2073667320040024Voltzinger N.E., Androsov A.A. Modelling long-wave dynamics on the continental slope of the ocean and areas of sharp depth variation. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2020, 13, 4, 16–26. doi:10.7868/S2073667320040024 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.