Расчет внутригодовой динамики гидрофизического режима Обской губы с высоким пространственным разрешением

Это исследование основано на анализе данных численных экспериментов, выполненных с помощью адаптированной для района Обской Губы конфигурации модели Delft3D. В работе рассматриваются результаты численного моделирования внутригодовой изменчивости отдельных параметров термо-, гидродинамического и ледового режима изучаемого района на расчетной сетке с пространственным разрешением 50–100 м по горизонтали и 1–2 м по глубине и использованием режима негидростатики. Подбор значений управляющих параметров позволил вывести данную конфигурацию модели на устойчивый режим работы и наиболее полно адаптировать ее к условиям высоких (полярных) широт.

Проведенные численные эксперименты показали адекватное воспроизведение гидрофизического и ледового режима Обской губы в течение расчетного периода. Полученные в ходе расчетов данные были сопоставлены с имеющимися натурными наблюдениями, выполненными в Обской губе. По результатам моделирования скорости течения, колебания уровня моря и толщины ледяного покрова была проведена оценка погрешностей расчетов для демонстрации качества работы адаптируемой конфигурации модели. Выполненный сравнительный анализ эволюции выбранных параметров, полученных в результате численных экспериментов, с данными наблюдений продемонстрировал положительные возможности модельного комплекса Delft3D. Максимальные величины погрешностей расчета в основном зависят от качества исходных данных. Таким образом, адаптируемый к району Обской губы модельный комплекс Delft3D может быть использован для успешного разрешения ряда прикладных гидрометеорологических, морфологических и экологических задач в области освоения и эксплуатации данного Арктического региона.

1. Вольцингер Н.Е., Андросов А.А., Клеванный К.А., Сафрай А.С. Океанологические модели негидростатической динамики. Обзор // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. Т. 11, № 1. 2018. С. 3–20.

2. Даньшина А.В. Влияние дискретизации расчетной сетки на структуру гидродинамических полей // Труды II Всероссийской конференции «Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития». СПб.: Химиздат, 2018. С. 217–219.

3. Архипов Б.В., Алабян А.М., Дмитриева А.А. и др. Моделирование влияния морского канала к порту Сабетта на гидродинамический режим и соленость Обской губы // ГеоРиск. Т. XII, № 1. 2018. С. 46–58.

4. Casulli V. A semi-implicit finite difference mehod for non-hydrostatic, free surface flows // International Journal Numerical Methods In Fluids 30. 1999. P. 425–440.

5. Semtner A.J. A Model for the Thermodynamic Growth of Sea Ice in Numerical Investigations of Climate // Journal of Physical Oceanography. 1976. V. 6. P. 379–389.

6. Wang J., Qinzheng Liu, Meibing Jin et al. A Coupled Ice-Ocean Model in the Pan-Arctic and North Atlantic Ocean: Simulation of Seasonal Cycles // Journal of Oceanography. 2005. V. 61. P. 213–233.

7. Vancoppenolle M., Bouillon S., Fichefet T. et al. The Louvain-la-Neuve sea Ice Model // Note du Pôle de modélisation de l’Institut Pierre-Simon Laplace. 2012. N 31. 89 p.

8. Hunke E.C., Dukowicz J.K. An Elastic–Viscous–Plastic Model for Sea Ice Dynamics // Journal of Physical Oceanography. 1997. V. 27. P. 1849–1867.

9. Арктический и антарктический научно-исследовательский институт. Региональные ледовые карты Евразийской Арктики. URL: http://www.aari.ru/main.php?lg=0&id=17 (дата обращения: 17.02.2018).