Разномасштабная циркуляция вод в заливе Петра Великого по данным гидродинамического моделирования и дистанционного зондирования

Основная цель работы - показать особенности формирования и изменчивости разномасштабных течений и вихрей в заливе Петра Великого и прилегающей части Японского моря, используя результаты анализа спутниковой информации AVHRR NOAA, Landsat, Modis и численного моделирования циркуляции синоптического и субсиноптического масштабов с помощью двух существенно отличающихся вихреразрешающих численных гидродинамических моделей.
Великого и прилегающую большую часть Центральной котловины Японского моря, выполнены численные эксперименты со слоистой квазиизопикнической моделью МГИ РАН (Шапиро, Михайлова,, 2001) и с моделью Regional Ocean Modeling System ROMS (Moore et al., 2011). В каждой их этих моделей задается кинематическое граничное условие для вертикальной скорости на поверхности моря. В первом численном эксперименте со слоистой моделью МГИ горизонтальное разрешение задавалос 1.25 км, во втором эксперименте - 0.5 км. Вертикальное разрешение составляло 10 квазиизопикнических слоев.
Все эксперименты с моделью МГИ выполнены с заданием условия прилипания на открытых границах расчетной области. В эксперименте с горизонтальным разрешением 500 м задавался годовой ход расхода реки Раздольная, впадающей в Амурский залив. В качестве внешних атмосферных характеристик и граничных условий на поверхности моря в первом численном эксперименте задавались усредненные за многолетний период средние суточные поля метеорологических характеристик из NCEP реанализа, а во втором эксперименте задавались ежесуточные метеорологические поля в конкретные годы. Модель интегрировалась по времени на 1-2 года.
Эксперименты с моделью ROMS выполнялись только при задании ежесуточных метеорологических условий в конкретные годы. Метео информации выбирается из данных глобального реанализа метеорологических полей NCEP-DOE AMIP-II Reanalysis. Данные ветра берутся из базы Daily ASCAT global wind field.На жидких границах задаются среднесуточные расходы воды, температура, соленость и уровень. Данные для задания граничных условий на жидких границах берутся из результатов моделирования циркуляции в северо-западной части Тихого океана JCOPE2 (Miyazawa, 2004). Тот же источник данных используется для задания начальных условий.
С помощью двух численных гидродинамических моделей получены близкие основные закономерности сезонной и внутрисезонной изменчивости струйных течений и вихрей синоптического и субсиноптического масштабов в заливе, несмотря на значительные отличия моделей и постановок численных экспериментов. По сравнению с предшествующими работами (Дубина, Файман, Пономарев, 2013; Пономарев и др., 2013, 2015) показаны изменчивость разномасштабной вихревой структуры течений в Уссурийском и Амурском заливах, циркуляции в окрестности островов и проливов, а также процесс разрушения синоптического антициклона в период зимней конвекции на внешнем шельфе залива.
Система течений и синоптических вихрей в заливе Петра Великого, полученная с помощью нестационарных гидродинамических моделей в теплый и холодный периоды года согласуется с результатами диагностических расчетов скоростей течений по данным океанографических съемок ДВНИГМИ (Файман, Пономарев, 2017). Характерные струйные течения, разномасштабные вихревые структуры и их изменчивость в различных районах залива, полученные в численных экспериментах с гидродинамическими моделями, подтверждаются результатами анализа спутниковой информации (Никитин, Лобанов, Данченков, 2002; Рогачев, 2010; Дубина и др., 2010; Ладыченко, Лобанов, 2013; Плотников, Дубина, 2016).
Работа поддержана грантом РФФИ 15-05-03805, проектов программы Дальний Восток 15-I-1-003 и 15-I-1-047. Часть исследований, касающаяся численных экспериментов с высоким разрешением по моделированию разномасштабной циркуляции в заливе Петра Великого в конкретные годы, выполнена в рамках проекта no.~16--17--10025 Российского Научного Фонда.