Высокоразрешающее моделирование внутреннего прилива M2 в свободном от льда Восточно-Сибирском море: динамика и энергетика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Посредством высокоразрешающей версии трехмерной конечно-элементной гидростатической модели QUODDY-4 воспроизведены поля динамических характеристик (амплитуд приливных колебаний изопикн и эллипсов бароклинной приливной скорости на глубине пикноклина) и интегральных по глубине составляющих бюджета средней (за приливный цикл) бароклинной приливной энергии в свободном от льда Восточно-Сибирском море. К ним относятся плотность, адвективный перенос и горизонтальный волновой поток этой энергии, скорость взаимного преобразования различных форм приливной энергии и скорость диссипации за счет придонного трения. В среднем за приливный цикл и по площади моря они получились равными 1.7 × 103 Дж/м2, 11 и 269 Вт/м и 1.65 × 10–3 и 1.1 × 10–3 Вт/м2, соответственно. Эти значения в общем меньше аналогичных в море Лаптевых.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. А. Каган

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kagan.ba@spb.ocean.ru
Россия, Нахимовский проспект, д. 36, Москва

А. А. Тимофеев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: timofeev.aa@spb.ocean.ru
Россия, Нахимовский проспект, д. 36, Москва

Список литературы

  1. Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса. М.: Наука, 1988. 368 с.
  2. Каган Б.А., Тимофеев А.А. Динамика и энергетика поверхностных и внутренних полусуточных приливов в Белом море // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41. № 4. С. 550–566.
  3. Каган Б.А., Тимофеев А.А. Определение диссипации бароклинной приливной энергии и связанного с ней коэффициента диапикнической диффузии как первый шаг оценивания роли приливных эффектов в формировании климатических характеристик моря Лаптевых // Фунд. Прикл. Гидрофизика. 2020. Т. 13. № 4. С. 39–49. doi: 10.7868/S2073667320040048
  4. Каган Б.А., Тимофеев А.А. Высокоразрешающее моделирование полусуточных внутренних приливных волн в безледный период в море Лаптевых: их динамика и энергетика // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 5. С. 586–597. doi: 10.31857/S0002351520050041
  5. Каган Б.А., Тимофеев А.А. Высокоразрешающее моделирование поверхностного полусуточного прилива M2 в Восточно-Сибирском море: его динамика и энергетика // Фунд. Прикл. Гидрофизика. 2023. Т. 16. № 2. С. 64–72. doi: 10.59887/2073-6673.2023.16(2)-5
  6. Каллен М.Дж.П. Метод конечных элементов. В кн. «Численные методы, используемые в атмосферных моделях»/ Пер. с англ. под ред. В.П. Садокова. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. С. 215–244.
  7. Кузьмин А.В., Козлов И.Е. Характеристики короткопериодных внутренних волн в море Лаптевых и прилегающих районах Карского и Восточно-Сибирского морей по данным спутниковых радиолокационных наблюдений в летне-осенний период 2019 года // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 3. C. 16–27. doi: 10.22449/2413-5577-2022-3-16-27
  8. Поляков И.В., Дмитриев Н.Е. Прилив M2 в Северном Ледовитом океане. Структура баротропного прилива // Метеорология и гидрология. 1994. № 1. С. 56–68.
  9. Прошутинский А.Ю. Полусуточные приливы Северного Ледовитого океана по результатам моделирования // Труды ААНИИ. 1993. Вып. 429. С. 29–44.
  10. Holloway P. E., Chatwin P.G., Craig P. Internal tide observations from the Australian North West Shelf in summer 1995 // J. Phys. Oceanogr. 2001. V. 31. No. 5. P. 1182–1199. doi: 10.1175/1520-0485(2001)031<1182:ITOFTA>2.0.CO;2
  11. Hsu M.-K., Liu A.K., Liu C. A study of internal waves in the China Seas and Yellow Sea using SAR // Cont. Shelf Res. 2000. V. 20. No. 4. P. 389–410. doi: 10.1016/S0278-4343(99)00078-3
  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. Report Number NML-95-1, Thayer School of Engineering, Darthmouth College, Hanover, New Hampshire, 1995, 46 p. http://www-nml.dartmouth.edu/Publications/internal_reports/NML-95-1/95-1/Q3_3.ps
  13. Jayne S.R., St. Laurent L.C. Parameterizing tidal dissipation over rough topography// Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. No. 5. P. 811–814. doi: 10.1029/2000GL012044
  14. Kowalik Z., Proshutinsky A.Yu. The Arctic Ocean tides. In: The Polar Oceans and their role in shaping the global environment. Geophysical Monograph Series, V. 85, Eds. O.M. Johanessen et al., AGU, Washington, D.C. 1994, P. 137–158. doi: 10.1029/GM085p013
  15. Kozlov I.E., Zubkova E.V., Kudryavtsev V.N. Internal solitary waves in the Laptev Sea: First results of spaceborne SAR observations// IEEE Geoscience. Remote Sensing Lett. 2017. V. 14. No. 11. P. 2047–2051. doi: 10.1109/LGRS.2017.2749681
  16. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems// Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. No. 4. P. 851–875. doi: 10.1029/RG020i004p00851
  17. Padman L., Erofeeva S. A barotropic reverse tidal model for the Arctic Ocean// Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L02303, doi: 10.1029/2003GL019003
  18. Pingree R.D., New A.L. Structure, seasonal development and sunglint spatial coherence of the internal tide on the Celtic and Armorican shelves and in the Bay of Biscay// Deep Sea Res. 1995. V. 42. No. 2. P. 245–284. doi: 10.1016/0967-0637(94)00041-P
  19. Rainville L., Pinkel R. Propagation of the low-modes internal waves through the ocean// J. Phys. Oceanogr. 2006. V. 36. No. 6. P. 1220–1236. doi: 10.1175/JPO2889.1
  20. Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations// Month. Weather Rev. 1963. V. 91. No. 3. P. 99–164. doi: 10.1175/1520-0493(1963)091 <0099:GCEWTP>2.3.CO;2
  21. Environmental Working Group Joint US-Russian Atlas of the Arctic Ocean, Version 1. Oceanography Atlas for the summer period / Ed. by Tanis E., Timokhov L. Boulder, Colorado USA. NSIDC. 1997. doi: 10.7265/N5H12ZX4
  22. Vlasenko V., Stashchuk N., Hutter K., Sabinin K. Nonlinear internal waves forced by tides near the critical latitude// Deep Sea Res. 2003. V. 50. No. 3. P. 317–338. doi: 10.1016/S0967-0637(03)00018-9

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Поле амплитуд внутреннего прилива M2 на глубине пикноклина, равной 12.5 м, в Восточно-Сибирском море. Штриховкой выделены подобласти, в которых глубины меньше глубины пикноклина.

Скачать (48KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поле эллипсов бароклинной приливной скорости на глубине пикноклина в Восточно-Сибирском море. Заштрихованы эллипсы с направлением вращения вектора скорости по часовой стрелке. Остальные пояснения см. на рис. 1.

Скачать (64KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поле средней (за приливный цикл) интегральной по глубине плотности бароклинной приливной энергии.

Скачать (41KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Поле среднего (за приливный цикл) интегрального по глубине адвективного переноса бароклинной приливной энергии.

Скачать (67KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поле среднего (за приливный цикл) интегрального по глубине горизонтального волнового потока бароклинной приливной энергии.

Скачать (67KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Поле средней (за приливный цикл) интегральной по глубине скорости взаимного преобразования различных форм приливной энергии.

Скачать (44KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Поле средней (за приливный цикл) скорости диссипации бароклинной приливной энергии за счет придонного трения.

Скачать (45KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.