The high-resolving modelling of the M2 internal tide in the ice-free East-Siberian Sea: dynamics and energetics

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

Using the high-resolving version of the 3D finite-element hydrostatic model QUODDY-4, the fields of the dynamic characteristics (amplitudes of tidal elevations and ellipses of the baroclinic tidal velocities) at the pycnocline depth and the average (over a tidal cycle) depth-integrated components of the baroclinic tidal energy budget in the ice-free East-Siberian Sea have been presented. To the latters of them belong the density, the advective transport and the horizontal wave flux of baroclinic tidal energy, the mutual conversion rate of tidal energy and the dissipation rate of baroclinic tidal energy due to bottom friction. In the average (over a tidal cycle and the sea area) their values were equal to 1.7 × 103 J/m2, 11 and 269 W/m and 1.65 × 10–3 and 1.1 × 10–3 W/m2, respectively. These values are in general smaller than their analogs in the Laptev Sea.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

B. Kagan

Shirshov Institute of Oceanology RAS

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: kagan.ba@spb.ocean.ru
Ресей, Nahimovsky pr., 36, 117997, Moscow

A. Timofeev

Shirshov Institute of Oceanology RAS

Email: timofeev.aa@spb.ocean.ru
Ресей, Nahimovsky pr., 36, 117997, Moscow

Әдебиет тізімі

  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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. The field of internal tide amplitudes M2 at the pycnocline depth of 12.5 m in the East Siberian Sea. Subregions with depths less than the pycnocline depth are highlighted by hatching.

Жүктеу (48KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. The field of baroclinic tidal velocity ellipses at the pycnocline depth in the East Siberian Sea. Ellipses with a clockwise rotation direction of the velocity vector are hatched. For other explanations, see Fig. 1.

Жүктеу (64KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. The field of the average (over the tidal cycle) depth-integrated density of baroclinic tidal energy.

Жүктеу (41KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. The field of the average (over the tidal cycle) depth-integrated advective transfer of baroclinic tidal energy.

Жүктеу (67KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. The field of the average (over the tidal cycle) depth-integrated horizontal wave flow of baroclinic tidal energy.

Жүктеу (67KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Field of the average (over the tidal cycle) integral depth-wise rate of mutual transformation of various forms of tidal energy.

Жүктеу (44KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Field of the average (over the tidal cycle) rate of dissipation of baroclinic tidal energy due to bottom friction.

Жүктеу (45KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қол жетімді Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.