hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S2073667319010052hydrophysics-23Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESПриливные изменения регионального климата Карского моря: результаты моделированияTidal changes in the regional climate of the Kara Sea: results of modelingКаганБ. А.KaganB. A.

Москва

Moscow

kagan@ioras.nw.ruСофьинаЕ. В.SofinaE. V.

Москва; Санкт-Петербург

Moscow;  St.-Petersburg

sofjina_k@mail.ruИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияP. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Российский государственный гидрометеорологический университетРоссияP. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences; Russian State Hydrometeorological UniversityRussian Federation2019281120211214044Copyright © Каган Б.А., Софьина Е.В., 20212021Каган Б.А., Софьина Е.В.Kagan B.A., Sofina E.V.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/23

Решается задача об оценке приливных изменений региональных климатов морских систем на примере Карского моря. В основу исследования положена трехмерная конечно-элементная гидростатическая модель QUODDY-4. Используя эту модель, выполнены два численных эксперимента. В одном из них внешний форсинг задается как суммарный (ветровой + термохалинный + приливный), во втором — как комбинированный (ветровой + термохалинный). Показано, что поля предсказанных значений температуры и солености морской воды на глубине основания пикноклина и уровня свободной поверхности моря при суммарном форсинге, согласуются, как и должно быть, с данными наблюдений: средний (по площади моря) коэффициент корреляции между ними составляет 0.681, 0.493 и 0.678 соответственно. Определяя приливные изменения климатических характеристик как разности тех или иных переменных при суммарном и комбинированном форсингах, мы заключили, что приливные изменения температуры и уровня получаются соизмеримыми с самими переменными, а приливные изменения солености — меньшими на порядок величины этой переменной. Иначе говоря, вклады приливных изменений температуры морской воды и уровня в их формирование оказываются значительными, тогда как вклад приливных изменений солености — значимым.

A problem on assessing tidal changes in regional climates of limited marine systems using the Kara Sea as an example is solved. The basin for solving this problem is the three-dimensional finite-elements hydrostatic model QUODDY-4. Applying this model, we carried out two numerical experiments. In one of them the external forcing is prescribed as total (wind + thermohaline + tidal), in the second it shows up as combined total (wind + thermohaline). It is established that the fields of seawater temperature and salinity at the depth of the pycnocline base and sea surface level correlate well with observations: the correlations between them are 0.681, 0.493 and 0.678 respectively. If the tidal changes in the above climate variables are determined as differences between these variables for total and combined forcings, we concluded that tidal changes in temperature and sea surface level turn out to be commensurable with the merely variables, and the tidal changes in salinity is an order of magnitude less than this variable. In other words, the tidal changes in seawater temperature and sea surface level contribute significantly to the formation of these variables, while the tidal changes in salinity is measurable.

региональный климат моряприливные изменения приливных характеристикмоделированиеКарское мореregional climates of marine systemstidal changes in climate characteristicsmodelingthe Kara SeaРабота выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема № 0149-2019-0015) при частичной поддержке РФФИ (проект № 17-05-00263)ReferencesJayne S. R., St. Laurent L. C. Parameterizing tidal dissipation over rough topography // Geophys. Res. Let. 2001. V. 28, № 5. P. 811—814.Jayne S. R., St. Laurent L. C. Parameterizing tidal dissipation over rough topography // Geophys. Res. Let. 2001. V. 28, № 5. P. 811—814.Mueller M., Haak H., Jungclaus J. H., Suendermann J., Thomas M. The effect of ocean tides on a climate model simulation // Ocean Model. 2010. V. 35, № 4. P. 304—313.Mueller M., Haak H., Jungclaus J. H., Suendermann J., Thomas M. The effect of ocean tides on a climate model simulation // Ocean Model. 2010. V. 35, № 4. P. 304—313.Kagan B. A., Sofina E. V. Surface and internal semidiurnal tides and tidally induced diapycnal diffusion in the Barents Sea: a numerical study // Cont. Shelf Res. 2014. V. 91. P. 158—170. doi:10.1016/j.csr.2014.09.010.Kagan B. A., Sofina E. V. Surface and internal semidiurnal tides and tidally induced diapycnal diffusion in the Barents Sea: a numerical study // Cont. Shelf Res. 2014. V. 91. P. 158—170. doi:10.1016/j.csr.2014.09.010.Заславский Г. М., Сагдеев Р. З. Введение в нелинейную физику. М.: Наука, 1988. 368 с.Заславский Г. М., Сагдеев Р. З. Введение в нелинейную физику. М.: Наука, 1988. 368 с.Ip J.T.C., Lynch D. R. QUODDY-3 User's manual: Comprehensive coastal circulation simulation using finite elements: Nonlinear prognostic time-stepping model. Report Number NML 95–1, Thayer School of Engineering, Dartmouth College, Hanover, New Hampshire, 1995.Ip J.T.C., Lynch D. R. QUODDY-3 User's manual: Comprehensive coastal circulation simulation using finite elements: Nonlinear prognostic time-stepping model. Report Number NML 95–1, Thayer School of Engineering, Dartmouth College, Hanover, New Hampshire, 1995.Rio M. H., Guinehut S., Larnicol G. New CNES-CLS09 global mean dynamic topography computed from the combination of GRACE data, altimetry, and in situ measurements // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. № С07018. doi:10.1029/2010JC006505.Rio M. H., Guinehut S., Larnicol G. New CNES-CLS09 global mean dynamic topography computed from the combination of GRACE data, altimetry, and in situ measurements // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. № С07018. doi:10.1029/2010JC006505.Tanis E., Timokhov L. (eds.). Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean, Oceanography Atlas for the summer period. Environmental Working Group, University of Colorado, Media Digital, 1998.Tanis E., Timokhov L. (eds.). Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean, Oceanography Atlas for the summer period. Environmental Working Group, University of Colorado, Media Digital, 1998.Kistler R. et al. The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2001. V. 82. P. 247—267.Kistler R. et al. The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2001. V. 82. P. 247—267.Padman L., Erofeeva S. A barotropic inverse tidal model for the Arctic Ocean // Geophys. Res. Let. 2004. V. 31. doi: 1029/2003 GL019003.Padman L., Erofeeva S. A barotropic inverse tidal model for the Arctic Ocean // Geophys. Res. Let. 2004. V. 31. doi: 1029/2003 GL019003.Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations // Month. Weather Rev. 1963. V. 91 P. 99—164.Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations // Month. Weather Rev. 1963. V. 91 P. 99—164.Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20, № 4. P. 854—875.Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20, № 4. P. 854—875.Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР. М.: Изд-во МГУ, 1982. 192 с.Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР. М.: Изд-во МГУ, 1982. 192 с.Pavlov V. K., Phirman S. L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Res. II. 1995. V. 42, № 6. P. 1369—1390.Pavlov V. K., Phirman S. L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Res. II. 1995. V. 42, № 6. P. 1369—1390.Каган Б. А., Софьина Е. В. Высокоразрешающее моделирование поверхностной результирующей циркуляции вод в Карском море, ее баротропной и бароклинной составляющих и роль приливов в их формировании // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 2. С. 103—107.Каган Б. А., Софьина Е. В. Высокоразрешающее моделирование поверхностной результирующей циркуляции вод в Карском море, ее баротропной и бароклинной составляющих и роль приливов в их формировании // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 2. С. 103—107.

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