Введение к работе
Актуальность исследования.
В настоящее время проводятся интенсивные экспериментальные и модельные исследования, посвященные изучению вариаций климата планеты. На решение этой проблемы направлен и целый ряд международных п национальных океанологических программ, таких как ВОСЕ, ТОГА, "Разрезы".
Важное место в реализации этих исследований принадлежит изучению и модельному описанию процессов в верхнем слое океана. К настоящему времени выполнен ряд работ, в которых показано, что для модельного описания процессов в верхнем пограничном слое и моделирования общей циркуляции, наиболее перспективным является построение объединенных моделей верхнего пограничного слоя и общей циркуляции океана. При модельных исследованиях эволюции гидрофизических полей под действием нестационарных граничных условий, описание взаимодействия пограничного слоя с основной толщей океана становится одной из центральных проблем.
Подавляющее большинство работ, посвященных моделированию горизонтально-неоднородного деятельного слоя в рамках трехмерных моделей, выполнено с использованием осредненных по времени граничных условий. Поэтому диссертационная работа посвящена построению трехмерной модели верхнего слоя океана и модельному описанию его эволюции в режиме мониторинга, с использованием реальных грапичных условий.
Цель и задача исследования.
Цель работы состоит в создании модели деятельного слоя
океана, ее апробации по натурным данным н проведении мо
дельного мониторинга верхнего слоя океана в Северной Ат
лантике. Для достижения этой цели были поставлены следую
щие задачи : 7
. 1. Построить модель деятельного слоя океана в одномерном и трехмерном вариантах.
-
Провести проверку модели по данным наблюдений и сравнение с ранее предложенными моделями.
-
Создать совместную модель деятельного слоя океана и общей циркуляции океана.
4. Воспроизвести эволюцию верхнего слоя Северной Ат
лантики в режиме мониторинга, с использованием реальных
граничных условий.
Научная новизна.
Построена новая дифференциально-параметрическая модель деятельного слоя океана, хорошо описывающая его эволюцию ,ъ широком диапазоне изменчивости гидрофизических характеристик океана и атмосферы.
Путем численного моделирования подтверждена гипотеза
конвективного механизма образования вод характерных для Т-.
S характеристик внутритермоклинной линзы, обнаруженной в
50 рейсе НИС "Академик Курчатов" на Субполярном фронте в
Северной Атлантике. ....
На основе расчетов по трехмерной модели верхнего слоя, показано, что во фронтальных зонах дрейфовые течения играют важную роль в формировании,трансфронтального переноса тепла н солей.
Сформулирована новая объединенная модель деятельного слоя и общей циркуляции океана.
На основе совместной модели, с использованием реальных ежесуточных граничных условий, полученных по данным Первого Глобального Эксперимента Погоды, проведены расчеты эволюции гидрофизических полей в Северной Атлантике для зимы 1978-1979 года. Показано, что внутрисезонная изменчивость гидрофизических полей, вызванная нестационарным воздействием атмосферы, значительна и ее следует учитывать для выявления внутриклиматических трендов.
Практическая ценность
Разработанная совместная модель деятельного слоя и общей циркуляции океана может быть применена для постоянного мониторинга различных акваторий океана, при наличии спутниковой информации, на основе которой могут быть получены необходимые граничные условия.
Построенная модель верхнего слоя океана может применятся :
для исследования эволюции деятельного слоя океана, с учетом локальных воздействий и адвекции;
в трехмерных моделях обшей циркуляции океана;
для описания процессов взаимодействия океана и атмосферы и в моделях общей циркуляции атмосферы;
при планировании экспедиционных исследований по изучению верхнего слоя океана;
при решении экологических задач.
Апробация работы ч
Основные результаты диссертации докладывались на семинарах Отдела крупномасштабного взаимодействия океана и атмосферы Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН. По отдельным результатам работы были сделаны доклады на. Всесоюзной конференции по программе "Разрезы" (Одесса 1990), на Всероссийской школе-семинаре "Изменения климата, их последствия и мониторинг" (Москва 1993).
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 7 научных статьях.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 146
страниц, включая 35 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 160 наименований.
Похожие диссертации на Моделирование деятельного слоя океана
