• Main
• Projects
• Marine Portal
• Arctic Seas
• Optics of the ocean
• MHI Platform
• Staff
• Publications
• Site Map

Цель и задачи проекта:

Изучение физических процессов и явлений (аппвеллинги и течения) в акватории Севастопольского региона Чёрного моря на основе математического моделирования с высоким пространственным разрешением по гидродинамической модели POM. Оценка прогнозируемости апвеллингов и течений на основе комплексного использования результатов модельных расчетов, спутниковых измерений и контактных данных.

Важнейшие результаты выполненных работ:

1. В ходе работ по гранту осуществлялось непрерывное поддержание функционирования автоматизированной системы морских прогнозов в акватории Севастопольского региона Чёрного моря. Пользователи получают оперативную информацию о текущем состоянии моря и его прогноз на срок до 5 суток, используя современные геоинформационные технологии в открытом режиме по сети Интернет.

2. Повышена точность воспроизведения гидродинамических полей в Севастопольском регионе Чёрного моря на основе использования численной модели POM. Для этого в модели адаптирована новая, более точная, батиметрия исследуемого района с пространственным разрешением 30 угловых секунд (https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/). Перед использованием эти данные были проверены, откорректированы и сглажены с целью обеспечения требований, налагаемых моделью POM на используемую информацию по батиметрии.

3. Разработан и внедрен новый метод интерполяции полей с сигма координатной сетки на z-координатную сетку по глубине на основе использования гладких степенных сплайн-интерполяционных функций произвольного порядка. Достоинством этого метода является то, что он позволяет сохранять такие важные качественные особенности вертикальных профилей, как их гладкость, а также локальную монотонность и выпуклость, на участках где таким свойством обладает линейный интерполянт. Было установлено, что при использовании этого метода, отклонения температур, интерполированных на глубины выполнения контактных измерений, уменьшались в среднем на 5-10%. В некоторых случаях эти отклонения уменьшались на 50% и более. Дальнейшего повышения точности удавалось добиться за счет оптимального подбора параметров алгоритма для каждого индивидуального случая интерполяции. Осуществлен пересчет всех полей по усовершенствованной модели с 2012 по 2021 год.

4. На основе использования метода анализа контрастов карт температур поверхности моря и временных рядов температуры на горизонтах 0-10-20-50 метров осуществлена идентификация апвеллингов в районе Севастополь-Ялта, выполнен анализ условий их возникновения и особенностей для всего исследуемого периода с 2012 по 2021 г.г. Оценены относительные площади выявленных холодных аномалий. Относительные площади определялись как отношение площадей областей, занятых контрастами температур, лежащих в заданных пределах к площади всего рассматриваемого прибрежного района. Подтверждена ветровая природа обнаруженных апвеллингов. Установлен факт резкого уменьшения частоты возникновения апвелингов в районе м. Херсонес-Ялта в период времени с 2012 по 2021 гг.

5. Осуществлена установка и подключение специализированной системы управления базами данных SciDB. Надежность системы при наличии нескольких регулярных пользователей позволяет получить быстрый доступ к данным с обеспечением стабильной круглосуточной работы сервера. Основные ситуации, которые нарушали стабильность работы системы были связаны с неполадками локальной вычислительной сети и электропитания.

Рис. 1. Район исследования м.Херсонес-Ялта для выделения апвеллингов и поиска причин их возникновения

Рис. 2. Минимальные температуры воды в приповерхностном слое – T₀ и на глубинах 10 м – T₁₀, 20 м – T₂₀, 50 м – T₅₀.

Рис. 3. Относительные площади холодных аномалий: S_L,M, и S_S,M – рассчитанные согласно данным модели POM по уровням 3 и 5 °C. Изменчивость относительных площадей областей в периоды возникновения контрастов температур, превышающих 3 градуса на этих графиках показаны синим цветом. Относительные площади областей, занятых контрастами, превышающими 5 градусов по абсолютной величине, показаны красным цветом.

Рис. 4. Среднее и секторальные средние напряжения трения ветра. Красным цветом показана изменчивость напряжения трения ветра, действующего с благоприятных направлений, а синим – напряжение трения ветра, действующего с направлений не благоприятных для возникновения апвеллингов.