Восстановление баротропной составляющей гидростатического давления по измерениям течений в придонном слое для задач оперативной океанологии

Прогнозирование состояния морской среды в рамках оперативной океанологии на основе численных моделей, использующих приближение гидростатики, требует восстановления полного гидростатического давления по имеющимся измерениям. При условии, что отклонения уровня моря, связанные с неоднородностью поля плотности, могут быть получены при усвоении данных глубоководных термохалинных измерений, остается необходимость нахождения баротропной компоненты давления. Последняя задача может быть решена, в частности, с помощью спутниковых измерений альтиметрии. Однако такие данные могут содержать как значимые погрешности, в особенности для Арктических морей и прибрежных районов, так и быть недоступны. В настоящей работе рассматривается возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления, связанной с придонным давлением, по данным измерений скоростей течений. Показано, что в рамках приближения гидростатики придонное давление может быть приближенно восстановлено на основе измерений скорости течений в придонном слое. В численных экспериментах рассматривалась задача о воспроизведении структуры течений при ветровом нагоне для баротропного океана при невозмущенном начальном уровне. Проведенные расчеты подтверждают возможность восстановления баротропной составляющей гидростатического давления с приемлемой для задач оперативной океанологии точностью.

1. Семёнов Е.В., Мортиков Е.В. Методы обработки глубоководных термохалинных измерений // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2011. Т. 4, № 2. С. 45—57.

2. Семенов Е.В., Мортиков Е.В. Задачи оперативного усвоения данных для окраинных морей // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48, № 1. С. 86—99.

3. Вольцингер Н.Е., Пясковский Р.В. Основные океанологические задачи теории мелкой воды. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1968. 300 c.

4. Burchard H. Applied turbulence modelling in marine waters. Berlin: Springer-Verlag, 2002. 215 p.

5. Семенов Е.В. Численное моделирование динамики Белого моря и проблема мониторинга // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40, № 1. С. 128—141.

6. Семенов Е.В., Лунева М.В. Численная модель приливной и термохалинной циркуляции вод Белого моря // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 1995. Т. 32, № 5. С. 704—713.