Моделирование внутренних волн в Балтийском море

Дан краткий обзор недавних исследований внутренних волн в Балтийском море. Обсуждаются данные наблюдений внутренних волн, представлена также база данных фоновых гидрологических параметров, которые главным образом определяют характеристики внутренних волн. Эти наборы данных используются для выбора примеров путей распространения волн, которые содержат критические точки. Численное моделирование распространения внутренних уединенных волн осуществляется с использованием относительно простой модели, основанной на уравнении Гарднера и выбранной благодаря ее явным преимуществам. Эта модель позволяет проводить вычисления с высоким разрешением при умеренных компьютерных ресурсах и способна воспроизводить трансформацию внутренних волн в условиях горизонтально-неоднородной стратификации водной среды. Приводятся результаты расчетов трансформации внутренних солитонов в Балтийском море вдоль разрезов с реалистичными горизонтально-переменными гидрологическими условиями.

1. Alenius P., Myrberg K., Nekrasov A. The physical oceanography of the Gulf of Finland: a review // Boreal Environ. Res. 1998. V. 3. P. 97—125.

2. Митягина М. И., Лаврова О. Ю. Спутниковые наблюдения поверхностных проявлений внутренних волн в морях без приливов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 1. С. 260—272.

3. Митягина М. И., Лаврова О. Ю. Спутниковые наблюдения вихревых и волновых процессов в прибрежной зоне северо-восточной части Черного моря // Исследование земли из космоса. 2009. № 5. С. 72—79.

4. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Сабинин К. Д. Проявление внутренних волн на морской поверхности в северо-восточной части Черного моря // Исследование Земли из космоса. 2009. № 6. С. 49—55.

5. Лаврова О. Ю., Каримова С. С., Митягина М. И, Бочарова Т. Ю. Оперативный спутниковый мониторинг акваторий Черного, Балтийского и Каспийского морей в 2009—2010 годах // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 3. С. 168—185.

6. Kurkina O., Pelinovsky E., Talipova T., Soomere T. Mapping the internal wave field in the Baltic Sea in the context of sediment transport in shallow water // Journal of Coastal Research. 2011. Special Issue 64, v. II. P. 2042—2047.

7. Grimshaw R., Talipova T., Pelinovsky E., Kurkina O. Internal solitary waves: propagation, deformation and disintegration // Nonlin. Processes Geophys. 2010. V. 17. P. 633—649.

8. Talipova T. G., Pelinovsky E. N., Kurkin A. A., Kurkina O. E. Modeling the dynamics of intense internal waves on the shelf // Izvestiya — Atmospheric and Ocean Physics. 2014. V. 50, Iss. 6. P. 630—637.

9. Kurkina O., Rouvinskaya E., Talipova T., Soomere T. Propagation regimes and populations of internal waves in the Mediterranean Sea basin // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2017. V. 185. P. 44—54.

10. Leppäranta M., Myrberg K. Physical oceanography of the Baltic Sea. Praxis, Berlin, Heidelberg, New York: Springer. 2009.

11. Axell L. Wind-driven internal waves and Langmuir circulation in a numerical ocean of the Baltic Sea // Journal of Geophysical Research. 2002. V. 107 (C1). Art. No. 3204.

12. Feistel R., Nausch G., Wasmund N. (Eds.) State and evolution of the Baltic Sea, 1952—2005: a detailed 50-year survey of meteorology and climate, physics, chemistry, biology, and marine environment. John Wiley & Sons, Inc. 2008.

13. Van der Lee E. M., Umlauf L. Internal wave mixing in the Baltic Sea: near-inertial waves in the absence of tide // Journal of Geophysical Research. 2011. V. 116. P. C10016-1-16.

14. Lilover M.-J. Tidal currents as estimated from ADCP measurements in „practically non-tidal” Baltic Sea // Proceedings of the IEEE/OES Baltic 2012 International Symposium “Ocean: Past, Present and Future. Climate Change Research, Ocean Observation & Advanced Technologies for Regional Sustainability,” May 8—11, Klaipėda, Lithuania, IEEE; 2012. P. 1—4.

15. Ivanov V. A., Lisichenok A. D., Nemirovsky M. S. Excitation of short-period internal waves by wind pulsations // Izvestiya — Atmospheric and Ocean Physics. 1987. V. 23, N 2. Р. 179—185.

16. Vlasenko V. I., Ivanov V. A., Krasin I. G., Lisichenok A. D. The generation of intensive short-period internal waves in the frontal zone of a coastal upwelling // Phys. Oceanogr. 1998. V. 9, Iss. 3. Р. 155—168.

17. Ivanov V. A., Lisichenok A. D. Internal waves in the shelf zone and near the shelf edge in the Black Sea // Phys. Oceanogr. 2002. V. 6. Р. 353—360.

18. Lavrova O. Yu., Mityagina M. I., Sabinin K. D., Serebryany A. N. Satellite Observations of Surface Manifestations of Internal Waves in the Caspian Sea // Izvestiya — Atmospheric and Ocean Physics. 2011. V. 47, N 9. P. 1119—1126.

19. Meier H.E.M., Döscher R., Faxén T. A multiprocessor coupled ice-ocean model for the Baltic Sea: application to salt inflow // J. Geophys. Res. 2003. V. 108(C8). Art. No. 3273.

20. Meier H.E.M. Modeling the pathways and ages of inflowing salt- and freshwater in the Baltic Sea // Estuar. Coast. Shelf Sci. 2007. V. 74. Р. 717—734.

21. Soomere T., Delpeche N., Viikmäe B., Quak E., Meier H.E.M., Döös K. Patterns of current-induced transport in the surface layer of the Gulf of Finland // Boreal Environ. Res. 2011. V. 16, Iss. 1. Р. 1—21.

22. Chernysheva E. S. On the modeling of long internal waves // Davidan I. N. et al. (eds.), Problems of the Studies and Mathematical Modeling of the Baltic Sea Ecosystem. Modeling of the Ecosystem Components Issue No. 3, Leningrad, Gidrometeoizdat, 1987. P. 50—54.

23. Kol’chitskii N. N., Monin A. S., Paka V. T. On internal seiches in the deep Baltic Sea // Doklady Akademii Nauk. 1996. V. 346, N 2. P. 249—255.

24. Голенко Н. Н., Мельников В. А. Оценка пространстве-временных параметров поля внутренних волн в юго-западной части Балтийского моря с помощью данных полученных буксируемым зондом // Научные доклады Российского географического союза (Калининградская область), Российский государственный университет, Калининград, 2007. Т. 5. С. С1—С4.

25. Kurkina O. E., Kurkin A. A., Dorokhov D. V., Gorbatsky V. V., Morozov E. G., Pankratov A. S. Distribution, vertical structure and seasonal variability of horizontal currents near the Curonian Spit in south-eastern Baltic Sea in 2010 // Book of Abstracts of 8th Baltic Sea Science Congress (22—26, August 2011, St.-Petersburg, Russia); 2011b. P. 272.

26. Talipova T. G., Pelinovsky E. N., Kharif Ch. Modulation instability of long internal waves with moderate amplitudes in a stratified horizontally inhomogeneous ocean // JETP Letters. 2011. V. 94, Iss. 3. P. 182—186.

27. Rouvinskaya E., Talipova Т., Kurkina O., Soomere T., Tyugin D. Transformation of internal breathers in the idealised shelf sea conditions // Continental Shelf Research. 2015. V. 110. P. 60—71.

28. Pelinovsky E., Polukhina O., Slunyaev A., Talipova T. Internal solitary waves // Solitary Waves in Fluids. Chapter 4. WIT Press. Southampton, Boston. 2007. P. 85—110.