hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-969Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREОсобенности штормовых нагонов в финском заливе, формируемых экстремальными циклонами, во время работы Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводненийStorm surge features in the Gulf of Finland formed by extreme cyclones during operation of Protection Barrier of St.-Petersburg from FloodsАверкиевА. С.AverkievA. S.

Санкт-Петербург 

Saint-Petersburg

asav@rshu.ruРоссийский государственный гидрометеорологический университетРоссияRussian State Hydrometeorological UniversityRussian Federation201427112022742939Copyright © Аверкиев А.С., 20222022Аверкиев А.С.Averkiev A.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/969

Представлены результаты моделирования подъемов уровня в Финском заливе при прохождении экстремальных и реально наблюдавшихся циклонов над Балтийским морем. В модели Балтийского моря, воспроизводящей штормовые нагоны, разработан блок аналитического задания поля атмосферного давления при прохождении интенсивных наводненческих циклонов. Это позволяет воспроизводить широкий спектр траекторий и параметров опасных циклонов и вызываемых ими колебаний уровня воды в Финском заливе. В численных экспериментах учтен режим работы Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений (КЗС). Показано, что при закрытии КЗС в Невской губе возникает локальный наклон уровня, который может достигать опасных значений. Результаты моделирования сравниваются с данными наблюдений за уровнем в Финском заливе и Невской губе во время наводнений осенью 2011 и 2013 гг. Несмотря на то, что наводнения в Санкт-Петербурге практически предотвращены, более тщательный анализ модельных расчетов и прогнозов и учет особенностей конкретных циклонов позволят маневрировать затворами КЗС наиболее оптимальным образом.

The results of level rise simulation in the Gulf of Finland during the passage of the extreme and really observed cyclones over the Baltic Sea are presented. The analytical expression of atmospheric pressure field when passing intense cyclones was developed in the model of the Baltic Sea, which reproduces storm surges. This allows to simulate a wide range of trajectories and parameters of dangerous cyclones and resulting dangerous fluctuations in water level in the Gulf of Finland. Operation of St.-Petersburg Flood Protection Barrier was considered in the numerical experiments. It is shown that local level slope occurs in the Neva Bay under the closed Flood Protection Barrier and this slope can reach dangerous values. The simulation results are confirmed by level observations in the Gulf of Finland and in the Neva Bay during floods 2011 and 2013. These floods in St.-Petersburg were actually prevented. However, a more thorough analysis of the model calculations and the characteristics of specific cyclones will allow to carry out Protection Barrier gates maneuvers with most optimal way in the future.

штормовые нагоныциклонымоделированиеКомплекс защитных сооруженийstorm surgescyclonesmodelingFlood Protection BarrierReferencesВязилова Н. А. Об экстремальной циклонической активности в Северной Атлантике // Метеорология и гидрология. 2012. № 11. C. 5—17.Vyazilova N. A. On extreme cyclone activity in the North Atlantic. Meteorologiya i gidrologiya, 2012, 11, 5—17 (in Russian).Аверкиев А. С., Клеванный К. А. Расчет экстремальных уровней воды в восточной части Финского залива // Метеорология и гидрология. 2009. № 11. C. 59—68.Averkiev A. S., Klevannyy K. A. Calculation of extreme water levels in the eastern part of the Gulf of Finland. Russian Meteorology and Hydrology, 2009, 34(11), 741—747.Миязаки М., Уэно Т., Уноки С. Теоретические исследования нагонов у берегов Японии. Численные методы расчетов штормовых нагонов. Л.: Гидрометеоиздат, 1964. 116 с.Miyazaki M., Ueno T., Unoki S. Theoretical studies of the surges off the Japan coast. Numerical methods for calculation of storm surges. Gidrometeoizdat, 1964, 116 p. (in Russian).Averkiev A. S., Klevannyy K. A. A case study of the impact of cyclonic trajectories on sea-level extremes in the Gulf of Finland // Continental Shelf Research. 2010. V. 30, N 6. P. 707—714.Averkiev A. S., Klevannyy K. A. A case study of the impact of cyclonic trajectories on sea-level extremes in the Gulf of Finland. Continental Shelf Research, 2010, 30(6), 707—714.Клеванный К. А., Аверкиев А. С. Влияние работы комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений на подъем уровня воды в восточной части Финского залива // Общество. Среда. Развитие. 2011. № 1. C. 204—209.Klevannyy K. A., Averkiev A. Influence of the St. Petersburg Flood Protection Barrier on the water level rise in the eastern Gulf of Finland. Obschestvo. Sreda. Razvitiye, 2011, 1, 204—209 (in Russian).Гордеева C. М., Малинин В. Н. О типизации траекторий циклонов, приводящих к невским наводнениям // Общество. Среда. Развитие. 2012. № 2. C. 187—193.Gordeeva S. M., Malinin V. N. On typing cyclone trajectories, leading to Neva river floods. Obschestvo. Sreda. Razvitiye, 2012, 2, 187—193 (in Russian).Клеванный К. А., Смирнова Е. В. Использование программного комплекса CARDINAL // Журнал Университета водных коммуникаций. 2009. Вып. 1. С. 153—162.Klevannyy K. A., Smirnova E. V. Using software package CARDINAL. Zhurnal Universiteta vodnykh kommunikatsiy, 2009, 1, 153—162 (in Russian).Программа для расчета гидродинамики и распространения загрязнений [электронный ресурс]. URL: http://cardinal-hydrosoft.com (дата обращения: 01.09.2013).Hydrodynamic and Water Pollution Computer Program. URL: http://cardinal-hydrosoft.com (date of access: 01.09.2013) (in Russian).Klevannyy K. A., Mostamandy S. M. W. Last results of flood forecasting in St.Petersburg // Intern. Workshop «Extreme water levels in the Eastern Baltic». Russian State Hydrometeorological University. St.-Petersburg, Russia. 2007. P. 29—30.Klevannyy K. A., Mostamandy S. M. W. Last results of flood forecasting in St.Petersburg // Intern. Workshop «Extreme water levels in the Eastern Baltic». Russian State Hydrometeorological University. St.-Petersburg, Russia, 2007, 29—30.Smith S. D., Banke E. G. Variation of the sea-surface drag coefficient with wind speed // Quart. J. Royal Meteorolog. Soc. 1975. V. 101 (429). P. 665—673.Smith S. D., Banke E. G. Variation of the sea-surface drag coefficient with wind speed. Quart. J. Royal Meteorolog. Soc. 1975, 101(429), 665—673.Дирекция комплекса защитных сооружений [электронный ресурс]. URL: http://www.dambaspb.ru/ (дата обращения: 20.11.2013).Directorate of St.Petersburg Flood Protection Barrier. URL: http://www.dambaspb.ru (date of access: 20.11.2013) (in Russian).Web application of SMHI for the visualization of observations and forecasts for the sea [электронный ресурс]. URL: http://produkter.smhi.se/OceanWeb/ (дата обращения: 19.11.2013).Web application of SMHI for the visualization of observations and forecasts for the sea. URL: http://produkter.smhi.se/OceanWeb/ (date of access: 19.11.2013)СПУН Система предупреждений о наводнениях [электронный ресурс]. URL: http://spun.fkpkzs.ru/Hmc/Graphs (дата обращения: 22.11.2013).The flood warning system. URL: http://spun.fkpkzs.ru/Hmc/Graphs (date of access: 22.11.2013) (in Russian).Андреев П. Н., Дворников А. Ю., Рябченко В. А., Цепелев В. Ю., Смирнов К. Г. Воспроизведение штормовых нагонов в Невской губе на основе трехмерной модели циркуляции в условиях маневрирования затворами Комплекса защитных сооружений // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013. Т. 6, № 4. С. 23—31.Andreev P. N., Dvornikov A. Yu., Riabchenko V. A., Tsepelev V. Yu., Smirnov K. G. Storm surge simulation in the Neva Bay on the basis of three-dimensional model of circulation in terms of maneuvering gate of Flood Protection Barrier. Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika. 2013, 6 (4), 23—31 (in Russian).

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