Разномасштабные вихри и струйные течения в заливе Петра Великого (дистанционные наблюдения и численный эксперимент)

В заливе Петра Великого и над прилегающим материковым склоном Японской котловины наблюдается интенсивная разномасштабная вихревая динамика. В работе исследуются особенности формирования и эволюции различных по времени жизни и пространственным масштабам вихрей в заливе Петра Великого и прилегающей части моря. Новые результаты получены на основе анализа AVHRR, РСА спутниковой информации и численного эксперимента с вихреразрешающей моделью циркуляции вод в этом районе Японского моря. Для моделирования вихревой динамики используется слоистая квазиизопикническая численная модель циркуляции с кинематическим граничным условием для превышения уровня на поверхности моря (условием свободной поверхности). Модель, разработанная в 1998г. Н.Б. Шапиро и Э.Н. Михайловой в Морском гидрофизическом институте НАНУ Украины (г. Севастополь), адаптировалась О.О. Трусенковой, В.И. Пономаревым и П.А. Файманом сначала для крупномасштабных условий Японского моря, а затем и для шельфа залива Петра Великого. В этой модели априори постулируются скачки температуры, солености и плотности на границах раздела между слоями. Глубины залегания слоев, включая глубину верхнего перемешанного слоя, рассчитываются наряду с уровнем моря, температурой, соленостью, плотностью, и тремя компонентами скорости течения в слоях. Отмеченные переменные модели являются функциями горизонтальных координат и времени. Горизонтальное разрешение в численном эксперименте 2 км, вертикальное - 9 слоев, шаг по времени – 4 минуты. Модель интегрируется на 2 года от заданных по данным океанографической съемки начальных условий для температуры и солености с учетом реалистичного рельефа дна, неоднородность которого соответствует пространственному разрешению модели. Внешние метеорологические условия задаются с суточным разрешением по данным NCEP NCAR реанализа. Показано, что модель удовлетворительно описывает формирование и эволюцию струйных течений и вихрей синоптического масштаба в заливе Петра Великого, наблюдаемых на спутниковых изображениях. Дистанционными методами выявлен перемещающийся циклонический вихрь субсиноптического масщтаба, время жизни которого около суток, а горизонтальный масштаб изменяется от 3х до 10км. В численном эксперименте в силу меньшего разрешения этот вихрь моделируется, как короткоживущая циклоническая завихренность с масштабом около 8-10км, формирующаяся на северо-западной периферии более крупного и устойчивого бароклинного антициклонического вихря, имеющего синоптический масштаб.
Работа выполнена при поддержке инициативного гранта ДВО РАН 2008-2010 В.И. Пономарева.