ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДА ВАРИАЦИОННОЙ АССИМИЛЯЦИИ НАБЛЮДЕНИЙ В МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМОДИНАМИКИ ЧЕРНОГО, АЗОВСКОГО И МРАМОРНОГО МОРЕЙ ПО ДАННЫМ БУЕВ ARGO

Целью исследования является верификация результатов расчетов численной модели INMOM [1] c процедурой вариационной ассимиляции спутниковых данных [2] о температуре поверхности моря (ТПМ) в акватории Черного, Азовского и Мраморного морей по данным измерений системы буев ARGO [3].
Расчет основных гидрофизических параметров исследуемых морских акваторий проводится на основе численной модели гидротермодинамики INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) c горизонтальным разрешением 4 км и 20 σ-уровнями по глубине. С помощью алгоритмов вариационной ассимиляции проведено усвоение данных о ТПМ со спутников Aqua и Terra (спектрорадиометр MODIS), Suomi NPP (сканирующий радиометр VIIRS) и Sentinel 3 (радиометр LSTR), предоставленных ЦКП «ИКИ - Мониторинг» [4]. Результаты расчетов численной модели валидируются по температуре и солености посредством сопоставления с данными системы буев-профилемеров ARGO, что позволяет оценить точность расчетов по модели не только на поверхности, где проходит ассимиляция данных, но и на глубине.
Результаты исследования сопоставляются с результатами оценки воспроизведения глубоководной циркуляции Черного моря в работах [5 - 7]. Анализ рассчитанных по модели полей и их сравнение с данными наблюдений ARGO позволяет выявить несоответствия и зоны, в которых ассимиляция данных существенно влияет на расчеты гидрофизических параметров по модели INMOM.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-71-20035).

[1] Zalesny V.B., Diansky N.A., Fomin V.V. et al. Numerical model of the circulation of the Black Sea and the Sea of Azov // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling (2010) 25, № 6, 581 – 609.
[2] Shutyaev V.P., Parmuzin E.I.: Variational Data Assimilation for the Sea Thermodynamics Model and Sensitivity of Marine Characteristics to Observation Errors // Izv. Atmos. Ocean. Phys. (2023) vol. 59, 722–730.
[3] ARGO project homepage https://argo.ucsd.edu/
[4] Е.А. Лупян, А.А. Прошин, М.А. Бурцев, И.В. Балашов, С.А. Барталев, В.Ю. Ефремов, А.В. Кашницкий, А.А. Мазуров, А.М. Матвеев, О.А. Суднева, И.Г. Сычугов, В.А. Толпин, И.А. Уваров. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (2015) 12 № 5, 263-284.
[5] Коршенко Е.А., Дианский Н.А., Фомин В.В. Воспроизведение глубоководной циркуляции Черного моря с помощью модели INMOM и сопоставление результатов с данными буев ARGO // Морской гидрофизический журнал (2018) 35 №3, 220-232.
[6] Маркова Н.В., Дымова О.А. Валидация результатов численного моделирования гидрофизических полей Черного моря под основным пикноклином с использованием данных ARGO // Процессы в геосредах (2019) № 1 (19), 45-50.
[7] Лукьянова А.Н., Багаев А.В., Пластун Т.В., Маркова Н.В., Залесный В.Б., Иванов В.А. Исследование глубоководной циркуляции Черного моря по результатам численного моделирования и натурным данным: численные эксперименты на основе модели ИВМ РАН и сравнение с данными банка данных МГИ РАН // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря (2016) №3, 9-14.