References

hydrophysics

Фундаментальная и прикладная гидрофизика

Fundamental and Applied Hydrophysics

2073-66732782-5221

St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences

hydrophysics-867

Research Article

ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫ

HYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSES

Моделирование стационарной циркуляции и полусуточных поверхностных и внутренних приливов в проливе Карские Ворота

Modeling of the Stationary Circulation and Semidiurnal Surface and Internal Tides in the Strait of Kara Gates

Каган

Б. А.

Kagan

B. A.

kagan@ioras.nw.ru

Тимофеев

А. А.

Timofeev

A. A.

timofeev@ioras.nw.ru

Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАНРоссияSaint-Petersburg Department of the P.P.Shirshov Institute of Oceanology of RASRussian Federation

2015

19112022

837279

2022

Каган 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/867

В рамках трехмерной конечно-элементной гидростатической модели QUODDY-4 выполнена серия численных экспериментов по воспроизведению стационарной циркуляции, а также поверхностных и внутренних М2 приливов в районе пролива Карские Ворота. Форсинг обуславливается либо стационарными перепадами уровня свободной поверхности на открытой границе исследуемой области, либо приливными колебаниями уровня на той же границе, либо и тем и другим одновременно. Показано, что предсказываемые моделью амплитуды внутренних приливных волн на поднятии дна в этом проливе составляют порядка 10—16 м при средних (за сизигийно-квадратурный цикл) условиях. Примечательно, что максимальные амплитуды внутренних приливных волн отмечаются там, где внутренние приливные волны распространяются навстречу стационарному потоку. Результаты моделирования воспроизводят также стационарный поток массы, ориентированный из Баренцева моря в Карское, слабое западное поверхностное течение Литке, тенденцию к образованию вырожденной амфидромии с центром на о. Вайгач и изменения приливных фаз от 0 до 30° и от 330 до 0° в прилегающих частях Баренцева и Карского морей соответственно.

A series of numerical experiments is carried out for simulation of the stationary circulation and semidiurnal surface and internal tides in the region of the Kara Gates Strait. They are caused by either stationary contrasts of the free surface level at the open boundary of the domain under study, or by tidal elevations at the above boundary, or by means of both concurrently. It is shown that the predicted amplitudes of internal tidal waves on the bottom uplift in the strait amount to about 10—16 m under mean (over a syzygy-quadrature cycle) conditions. It is remarkable that the maximum internal tidal waves’ amplitudes are detected where internal tidal waves propagate against the stationary flow. Modeling results also show the slight western Litke current, a tendency to the appearance of the degenerate amphidrome with its center at the Vaigach Island and changes in tidal phases from 0 to 30° and from 330 to 0° in the adjacent parts of the Batrents and Kara Seas, respectively.

трехмерная модельстационарная циркуляцияприливыпролив Карские Ворота

three-dimensional modelstationary circulationtidesKara Gates Strait

References1

Морозов Е. Г., Писарев С. В., Ерофеева С. Ю. Внутренние волны в арктических морях России // Поверхностные и внутренние волны в Северном Ледовитом океане / Под ред. И. В. Лавренова, Е. Г. Морозова. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 217—234.

Morozov E. G., Pisarev S. V., Erofeeva S. Yu. Internal waves in the Russian Arctic seas. In: Surface and internal waves in the Arctic Ocean / Eds. I. V. Lavrenov, E. G. Morozov. Saint-Petersburg, Gidrometeoizdat, 2002, 217—234 (in Russian).

Morozov E. G., Parrilla-Barrera G., Velarde M. G., Scherbinin A. D. The straits of Gibraltar and Kara Gates: a comparison of internal tides // Oceanologica Acta. 2003. V. 26. P. 231—241.

Morozov E. G., Parrilla-Barrera G., Velarde M. G., Scherbinin A. D. The straits of Gibraltar and Kara Gates: a comparison of internal tides. Oceanologica Acta. 2003, 26, 231—241.

Baines P. G. On internal tide generation models // Deep-Sea Res. 1982. V. 29. P. 307—328.

Baines P. G. On internal tide generation models. Deep-Sea Res. 1982, 29, 307—328.

Hibiya T. Generation mechanism of internal waves by tidal flow over a sill // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 7697—7708.

Hibiya T. Generation mechanism of internal waves by tidal flow over a sill. J. Geophys. Res. 1986, 91, 7697—7708.

Nakamura T., Awaji T. The generation of large-amplitude unsteady lee waves by subinertial K1 tidal flow: a possible vertical mixing mechanism in the Kuril Straits // J. Phys. Oceanogr. 2000. V. 30, N. 7. P. 1601—1621.

Nakamura T., Awaji T. The generation of large-amplitude unsteady lee waves by subinertial K1 tidal flow: a possible vertical mixing mechanism in the Kuril Straits. J. Phys. Oceanogr. 2000, 30, 7, 1601—1621.

Nakamura T., Awaji T. A growth mechanism for topographic internal waves generated by an oscillatory flow // J. Phys. Oceanogr. 2001. V. 31, N. 8. P. 2511—2524.

Nakamura T., Awaji T. A growth mechanism for topographic internal waves generated by an oscillatory flow. J. Phys. Oceanogr. 2001, 31, 8, 2511—2524.

Lynch D. R. Three-dimensional diagnostic model for baroclinic, wind-driven and tidal circulation in shallow seas. FUNDY-4 User's Manual. Darthmouth College, Hanover, New Hampshire, Report Number NML-90-2, 1990. 23 p.

Lynch D. R., Gray W. G. A wave equation model for for finite element tidal computations // Computers and Fluids. 1979. V. 7. P. 207—228.

Lynch D. R., Gray W. G. A wave equation model for finite element tidal computations. Computers and Fluids. 1979, 7, 207—228.

Lynch D. R., Werner F. E. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. Part 1: Linearized harmonic model// Int. J. Numer. Meth. in Fluids. 1987. V. 7. P. 871—909.

Lynch D. R., Werner F. E. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. Part 1: Linearized harmonic model. Int. J. Numer. Meth. in Fluids. 1987, 7, 871—909.

Lynch D. R., Werner F. E. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. Part 2: Nonlinear time-stepping model // Int. J. Numer. Meth. in Fluids. 1991. V. 12. P. 507—533.

Lynch D. R., Werner F. E. Three-dimensional hydrodynamics on finite elements. Part 2: Nonlinear time-stepping model. Int. J. Numer. Meth. in Fluids. 1991, 12, 507—533.

Lynch D. R., Werner F. E., Greenberg D. A., Loder J. W. Diagnostic model for for baroclinic and wind-driven circulation in shallow seas// Cont. Shelf Res. 1992. V. 12. P. 37—64.

Lynch D. R., Werner F. E., Greenberg D. A., Loder J. W. Diagnostic model for baroclinic and wind-driven circulation in shallow seas. Cont. Shelf Res. 1992, 12, 37—64.

Ip J.T.C., Lynch D. R. QUODDY-3 User's Manual: Comprehensive coastal circulation simulation using finite elements: Nonlinear prognostic time-stepping model. Thayer School of Engineering, Darthmouth College, Hanover, New Hampshire, Report Number NML-95-1, 1995.

Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L02303, doi: 10.1029/2003GL019003.

Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean. Geophys. Res. Lett. 2004, 31, L02303, doi: 10.1029/2003GL019003.

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. C07018, 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, 116, C07018, doi: 10.1029/2010JC006505.

Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean. Oceanography Atlas for the summer period / Ed. by E. Tanis, L. Timokhov. Environmental Working Group, University of Colorado, Media Digital. doi: 10.7265/N5H12ZX4.

Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations // Month. Wea. Rev. 1963. V. 91. P. 99—164.

Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations. Month. Wea. Rev. 1963, 91, 99—164.

Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Rev. of Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. P. 851—875.

Mellor G. L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems. Rev. of Geophys. Space Phys. 1982, 20, 851—875.

Egbert G., Erofeeva S. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides // Atmos. Ocean Techol. 2002. V. 19, N. 2. P. 183—204.

Egbert G., Erofeeva S. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides. Atmos. Ocean Techol. 2002, 19, 2, 183—204.

Pavlov V. K., Pfirman S. L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep-Sea Res. II .1995. V. 42. N. 6. P. 1369—1390.

Pavlov V. K., Pfirman S. L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution. DeepSea Res. II.1995, 42, 6, 1369—1390.

Morozov E. G., Paka V. T., Bakhanov V. V. Strong internal tides in the Kara Gates Strait // Geophys. Res. Let. 2008. V. 35. N. 16. L16603.

Morozov E. G., Paka V. T., Bakhanov V. V. Strong internal tides in the Kara Gates Strait. Geophys. Res. Let. 2008, 35, 16, L16603.

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