Введение к работе
Актуальность темы.
Одним из важнейших регионов Мирового океана для народного хозяйства России является северо-западная часть Тихого океана, приш-каювдя к Камчатке, Курильским и Японским островам. Здесь cocpsдоточены основные рыбопромысловые районы,а происходив» з этом регионе термодинамические процессы оказывают существенное влияние па климат, погоду и другие виды хозяйственной деятельности в пределах Российского Дальнего Востока, Японии, Кореи, Китая й стран Северной Америки. Кроме того, взаимодействие активных термических и дннама-ческих структур, включающих течения Куросио, ОЙЯСЙО, Курило-Кзм-чатское. Соя и др., делают данный регион мощной знергоактивной зоной Тихого океана и уникальной природной лабораторией для изучения комплекса гидрофизических и метеорологических процессов, поякманго которых необходимо для реоения многих фундаментальных и прикладных проблем океанологии.
В настоящее время собран достаточно больоой обген сведений по комплексу гидрофизических характеристик, важнейоее кесто среди которых занимают известные параметры тершки н динашши океана. Однако их анализ показывает, что имеющаяся ішфоршзикя в цэлом носит шза-ичкый характер, данные обработаны зачастую рааныьш иэтодаки, а их кнтерпретащш во многих случаях имела лишь качественный характер. В результате дала кэ собранного к настоящему времени штерйала кзвла-чена далеко не вся информация. Разработанные в последние годы нозш методы математического шделирования, реализации которых посвяйзна данная работа, позволяют, на наа взгляд, хотя бы частично воспод-.
2 нить указанный пробел, что весьма актуально для дальнейшего развития океанологии и его приложэниям к нуждам народного хозяйства.
ИастояЕмЯ работа посвящена изучению изменчивости термических и динамических структур с использованием численных методов математического моделирования. Под термическими структурами понимается поле поверхностной температуры, под динамическими - основные течения, меандры и вихри изучаемого региона. Исследование пространственно-временной изменчивости температуры поверхности океана, связи температурного поля с течениями является очень важным с точки зрения таких фундаментальных научных задач, как климатообразующая роль океана и. соидя проблема взаимодействия океана с атмосферой. № менее важны указанные исследования и с точки зрения таких лрактиче-ских вадач, как проблема долгосрочного прогноза погоды,которая важна для нужд рыболовства и мореплавания.
Пели и задачи исследования. Основные цели работы:
-
Изучение пространственно-временной изменчивости аномалий температуры поверхности океана ( АТІЮ ) методом эллиптической ани- -еотропин (.МЭА) на базе архива декадных данных поверхностной температуры ва период 1960, 1964 - 1985г. г. для северо-западной части Тихого океана ( Я)0- бОс. ш., 120*- 180в. д.);
-
Иаучени» изменчивости мелкомасштабных динамических структур в пределах Паю-Курильского района северо-эаиаднои Шиифики (41 "-48 era. ,141е-164в. д.)на базе квазистационарноЯ бароклияной модели.
Конкретные 8адн':;и: Г. Реализация те 5;: этических основ метода эллиптической анизотропия для численного анализа термических структур северо-вападной части Тихого океана;
2. Расчет численных параметров анизотропии и времени существования неоднородностей АТПО.а также скорости их распада( релаксации);
3.Расчет интегральных функций тока,вертикальных скоростей точения для численного анализа динамических структур;
4.Изучение меягодовой и внутригодовой эволюции теплового поля и ее взаимосвязь с динамическикш структурами региона.
Фактический материал. Исходной информацией выполненных исследований послуяили:
1. Архив факсимильных карт поверхностной теьетературы декадного
осреднения по одноградусной сетке аа период 1960,1954-1985 гг. для северо-западной части Тихого океана,занесенный на внешний коситель ЭВМ и введенный в базу данных. Указанный архив объединяет а себе о!«шз 1.5 игл. дискретных значений поверхностной температуры огаана;
2. Поля атмосферного давления и солености а вгще их срэдпэ-
мзсячиого климатического распределения;
а Рельеф дна.
Ейтоды исследований.
і. Изтод статистического анализа пространственно-времзинсп пз-кзнчявоотк гидрофизических полей океана яа базэ ярэдотазязпкй об их эллиптической анизотропности. В качестве основа использовали разработка д. ф. -а. п. С. а Доцэню, который создан мггенатнчэския слппрат, ' галектний я ефф-эктизшй дгя лргиггичзской реализации.
2. Квазистацнокзрнзя 6гро;шішіая кэдодь,разработанная л. Ф. -и. и. А. С. Взснльеркч, з которой кспоозоваи принцип взтомодегзжости гет-кейпіх океанологических функций, к гозторым откосятся тоїлїерйурз :r"
ПЛОТНОСТЬ ЕОДКУХ K3SC. '."''-''
4 ' Научная новизна
-
Впервые реализована методика статистического анализа пространственно-временной изменчивости поля поверхностной температуры методом эллиптической анизотропии для северо-западной части Тихого океана на базе вышеописанного архива данных.
-
На основе МЭА выполнен расчет численных характеристик анизотропии, времени существования и скорости релаксации неоднороднос-тей температурного поля в указанном регионе.
-
На основе разработанной методики выполнен комплексный анализ поля поверхностной температуры северо-западной Пацифики эа период 1960,1964-1985 гг.
-
На базе квазистационарной барокдинной модели изучены процессы теплообмена Охотского моря с Тихим океаном в пределах Юх-но-Курильского района
-
Изучен водообмен в проливах Екатерины,Фриза,Буссоль и сделан вывод о перестройке водных масс и характере водо-и теплообмена Охотского моря с Тихим океаном.
. Личный вклад автора. Все вида работ, изложенные в настоящей диссертации (разработка алгоритмов,создание пакета программ, все виды вычислений и анализа результатов ),выполнены автором самостоятельно.
Практическая значимость работа
Основные результаты,полученные в данной работе иыем как фундаментальное лак и грйкладиое значение. В частности, важное значение могут иметь. выводы о пространственно-временной структуре поля поверхностной температуры с учетом времени существования и скорости , распада температурных неоднородвостей.а такде выводы о перестройке
5 водных масс и характере водо-и теплообмена Охотского моря с Тихим океаном для долгосрочного прогноза погоды, мониторинга океана, для нуад мореплавания и рыболовства. С другой стороны, статистические оценки некоторых физических параметров (козффициет анизотропии,азимут простирания неоднородностей и др.) могут быть использованы в численных моделях верхнего слоя океана.
Апробация работы и публикации.
Материалы диссертации докладывались на научно-технической конференции "Крупномаситабкая и синоптическая изменчивость морей и океанов" ( Севастополь,1987 ), научно-технической конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в ревение современных проблем океанологии и гидробиологии" ( Севастополь, 1S89 ). ка кокферэкциях молодых ученых ТОЙ ДБО АН СССР ( 1S34- 1987 ). 45-й Международной арктической научной конференции "Еаучнш мосты мелду Северной Аь?э-рнкой и Российским Дальним Востоком" (Владивосток,1994 ).
Ш материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы.
