Данные высокого разрешения в исследованиях ветрового волнения: волновые модели и спутниковая альтиметрия

Увеличение пространственно-временного разрешения численных моделей и систем мониторинга рассматривается как перспективное направление совершенствования оперативного прогноза волнения в Мировом океане. При этом возникают серьезные проблемы соответствия разрешения, достигаемого в численных моделях, количества измерений, используемых в системах усвоения данных, и естественных ограничений применимости самих физических моделей, лежащих в основе прогнозирования. Некоторые из этих проблем рассматриваются на результатах работы трех моделей: CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) c разрешением 0.1o, MFWAM (Meteo-France WAve Model) - 0.025o и WaveWatch III с разрешением 0.01o.
　　Проанализированы данные для атлантической акватории юго-запада Европы за период 1.01.2018-28.02.2018. Наряду с удовлетворительным согласием в целом, модели демонстрируют значимые расхождения в оценке изменчивости волнения на масштабах 20-50 км, которые отвечают релаксационным процессам волнового поля за счет нелинейных резонансных взаимодействий. Эти процессы играют определяющую роль в динамике волнения (по сравнению с ветровой накачкой и диссипацией) и достаточно точно описываются простыми аналитическими соотношениями теории волновой турбулентности, позволяя восстановить период и крутизну по пространственному градиенту высоты волнения как для данных моделирования, так и для данных спутниковой альтиметрии.
　　Анализ результатов показывает вероятную избыточность разрешения модели WaveWatch III 0.01o при моделировании волнения. Расхождения в двух других тестируемых моделях, в основном, связаны с различиями в разделении поля волнения на компоненты зыби и ветровое волнение.