Моделирование стационарной циркуляции и полусуточных поверхностных и внутренних приливов в проливе Карские Ворота
Аннотация
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.
Об авторах
Б. А. Каган
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН
Россия
Россия
А. А. Тимофеев
Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. 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.
2. 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.
3. Baines P. G. On internal tide generation models // Deep-Sea Res. 1982. V. 29. P. 307—328.
4. Hibiya T. Generation mechanism of internal waves by tidal flow over a sill // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 7697—7708.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L02303, doi: 10.1029/2003GL019003.
14. 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.
15. 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.
16. Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations // Month. Wea. Rev. 1963. V. 91. P. 99—164.
17. 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.
18. Egbert G., Erofeeva S. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides // Atmos. Ocean Techol. 2002. V. 19, N. 2. P. 183—204.
19. 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.
20. 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.
Рецензия
Для цитирования:
Каган Б.А., Тимофеев А.А. Моделирование стационарной циркуляции и полусуточных поверхностных и внутренних приливов в проливе Карские Ворота. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2015;8(3):72-79.
For citation:
Kagan B.A., Timofeev A.A. Modeling of the Stationary Circulation and Semidiurnal Surface and Internal Tides in the Strait of Kara Gates. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2015;8(3):72-79. (In Russ.)
Просмотров:
62
Послать статью по эл. почте 