hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S2073667320010025hydrophysics-4Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESДинамика и энергетика полусуточных приливов в море Лаптевых: результаты высокоразрешающего моделирования поверхностного прилива M2Dynamics and energetics of tides in the Laptev Sea: the results of high-resolving modeling of the surface semidiurnal tide M2КаганБ. А.KaganB. A.

г. Москва

Moscow

kagan@ioras.nw.ruТимофеевА. А.TimofeevA. A.

г. Москва

Moscow

timofeev@ioras.nw.ruИнститут океанологии им П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian Federation2020281120211311523Copyright © Каган Б.А., Тимофеев А.А., 20212021Каган Б.А., Тимофеев А.А.Kagan B.A., Timofeev A.A.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/4

Обсуждаются результаты высокоразрешающего моделирования поверхностного полусуточного прилива M2 в море Лаптевых, полученные с использованием трехмерной конечно-элементной гидростатической модели QUODDY-4. Установлено, что поле изоамплитуд и изофаз приливных колебаний уровня очень напоминает то, которое возникает при интерференции встречных волн Пуанкаре в южной части моря и подобных же волн Кельвина в восточной. Это поле содержит 3 реальные амфидромии левого вращения в первой из них и еще 2 во второй. Перечисленные значения параметров приливных колебаний уровня, а также эллипсов баротропной скорости полусуточного приливного течения в отдельных пунктах открытого моря неплохо согласуются с данными in situ изменений. По результатам моделирования определены средние (за приливный цикл) значения плотности баротропной приливной энергии, адвективного переноса кинетической баротропной приливной энергии, горизонтального волнового потока потенциальной баротропной приливной энергии и скорости диссипации баротропной приливной энергии. Получена оценка времени диссипации баротропной приливной энергии. Ее сравнение с аналогичной оценкой для Мирового океана в целом убеждает, что море Лаптевых является одним из значимых стоков баротропной приливной энергии в Мировом океане.

The results of high-resolving modeling for the surface semidiurnal tide M2 in the Laptev Sea have been discussed. They are obtained using a high-resolving version of 3D finite-element hydrostatic model QUODDY-4. It is established that the field of isoamplitudes and isophases of tidal elevations closely resembles that incidents to the interference of counter-coming Poincare waves in the southern part of the Sea and similar Kelvin waves in the eastern one. The above field contains 3 real left-rotating amphidromes placed in the first of them and 2 in the second one. The model amplitudes and phases of tidal elevations, maximum and minimum barotropic tidal velocitites, and the direction of rotation of the barotropic tidal velocity are in reasonably good agreement with the available data of in situ measurements. The modeling results are also used to determine the averaged (over a tidal cycle) density of barotropic tidal energy, the advective transport of kinetic barotropic tidal energy, the barotropic horizontal wave flux of potential tidal energy, and the dissipation rate of barotropic tidal energy in the Sea. An estimate for the dissipation time is found. Its comparison with the existing estimate for the World Ocean as a whole shows that the Laptev Sea is one of significant sinks of barotropic tidal energy in the World Ocean.

динамика и энергетика приливоввысокоразрешающее моделированиебюджет баротропной приливной энергииморе Лаптевыхdynamics and energetics of tideshigh-resolving modelingbarotropic tidal energy budgetthe Laptev SeaРабота выполнена в рамках государственного задания (тема 0149-2019-0015).ReferencesДобровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: Изд-во МГУ, 1982. 192 с.Dobrovolskiy A.D., Zalogin B.S. Seas in USSR. Moscow, Izdatelstvo MGU, 1982, 192 p. (in Russian).Kowalik Z., Proshutinsky A.Yu. The Arctic Ocean tides // The Polar Oceans and their role in shaping the global environment. Geophysical Monograph Series, V. 85, Eds. O.M. Johanessen et al., AGU, Washington, D.C., 1994. P. 137–158.Kowalik Z., Proshutinsky A.Yu. The Arctic Ocean tides. The Polar Oceans and their role in shaping the global environment. Geophysical Monograph Series. 1994, 85, Eds. O.M. Johanessen et al., AGU, Washington, D.C., 1994, 137–158.Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L02303. DOI: 10.1029/2003GL019003Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean. Geophys. Res. Lett. 2004, 31, L02303. DOI: 10.1029/2003GL019003Androsov A.A., Liberman Y.M., Nekrasov A.V. et al. Numerical study of the M2 tide on the North Siberian Shelf // Cont. Shelf Res. 1998. V. 18, N7. P. 715–738.Androsov A.A., Liberman Y.M., Nekrasov A.V. et al. Numerical study of the M2 tide on the North Siberian Shelf. Cont. Shelf Res. 1998, 18, 7, 715–738.Kagan B.A., Romanenkov D.A., Sofina E.V. Tidal ice drift and ice-generated changes in the tidal dynamics/energetics on the Siberian continental shelf // Cont. Shelf Res. 2008. V. 28, N3. P. 351–368.Kagan B.A., Romanenkov D.A., Sofina E.V. Tidal ice drift and ice-generated changes in the tidal dynamics/energetics on the Siberian continental shelf. Cont. Shelf Res. 2008, 28, 3, 351–368.Janout M.A., Lenn Y.-D. Semidiurnal tides on the Laptev Sea Shelf with implications for shear and vertical mixing // J. Phys. Oceanogr. 2014. V. 44, N1. P. 202–219.Janout M.A., Lenn Y.-D. Semidiurnal tides on the Laptev Sea Shelf with implications for shear and vertical mixing. J. Phys. Oceanogr. 2014, 44, 1, 202–219.Fofonova V., Androsov A., Danilov S. et al. Semidiurnal tides in the Laptev Sea Shelf zone in the summer season // Cont. Shelf Res. 2014. V. 73. P. 119–132.Fofonova V., Androsov A., Danilov S. et al. Semidiurnal tides in the Laptev Sea Shelf zone in the summer season. Cont. Shelf Res. 2014, 73, 119–132.Коптева А.В., Бутенко А.К., Иванова З.К. Материалы по изучению приливов арктических морей СССР // Тр. ААНИИ. 1952. Т. 42, Вып. VII. 536 с.Kopteva A.V., Butenko A.K., Ivanova Z.K. Materials on the study of the tides of the Arctic Seas in USSR. Trudy AANII. 1952, 42, VII, 536 p. (in Russian).Диесперова В.А. Приливы Северного Ледовитого океана // Тр. ААНИИ. 1954. Вып. 19. 74 с.Diesperova V.A. Tides in The Arctic Ocean. Trudy AANII. 1954, 19, 74 p.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, Darthmouth College, Hanover, New Hampshire, 1995, 46 p. URL: http://www-nml.dartmouth.edu/Publications/internal_reports/NML-95-1/95-1/Q3_3.psIp 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, Darthmouth College, Hanover, New Hampshire, 1995, 46 p. URL: http://www-nml.dartmouth.edu/Publications/internal_reports/NML-95-1/95-1/Q3_3.psMellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems// Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. No. 4. P. 851–875.Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems. Rev. Geophys. Space Phys. 1982, 20, 4, 851–875.Манк У., Макдональд Г. Вращение Земли / Пер. с англ. М.: Мир, 1964. 381 с.Munk U., MacDonald G. Rotation of The Earth. Moscow, Mir, 1964. 381 p. (in Russian).

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