Моделирование приливных явлений в акватории Пенжинской губы
- Авторы: Шпачук Д.Р.1,2, Соколов О.В.1, Бугаец А.Н.2
-
Учреждения:
- Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт
- Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения Российской Академии наук
- Выпуск: Том 63, № 6 (2023)
- Страницы: 886-898
- Раздел: Физика моря
- URL: https://journals.rcsi.science/0030-1574/article/view/162305
- DOI: https://doi.org/10.31857/S003015742306014X
- EDN: https://elibrary.ru/UYWNJX
- ID: 162305
Цитировать
Аннотация
В данном исследовании для определения характеристик основных волн прилива и приливных течений, происходящих в акватории Пенжинской губы, было проведено численное моделирование динамики гидрологических процессов средствами программного комплекса Delft3D-Flow. Начальные и граничные условия заданы по данным модели TPXO9, соленость и температура воды для каждого слоя – на основе данных реанализа модели общей циркуляции океана HYCOM, с шагом по времени, равным 3 часа. Пространственное распределение метеорологических характеристик – по данным реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) ERA-5. Моделирование выполнено для безледного периода с мая по сентябрь 2005 г. Построены котидальные карты, карты приливных эллипсов, коэффициента реверсивности для основных волн прилива: полусуточной волны M2 и суточной волны K1. Верификация модели выполнена с помощью сопоставления опубликованных и расчетных гармонических постоянных для 9 постов, находящихся в акватории Пенжинской губы. Анализ количественных оценок в целом показывает высокую степень согласованности модельных и справочных данных. Значения коэффициента детерминации R2 между рядами, сформированными по модельным и опубликованным гармоническим постоянным, находятся в интервале 0.96–0.99. По величине относительных ошибок результаты моделирования разбиты на две категории – высокой степени согласованности (1.48–2.14%) и удовлетворительной (2.93–4.27%). Пространственные закономерности распределения для значений относительных ошибок не обнаружены. Определенная несогласованность результатов предположительно связана с дискретизацией по времени сроков наблюдения и короткими рядами данных, использованных для расчета опубликованных гармонических постоянных на постах в Пенжинской губе.
Ключевые слова
Об авторах
Д. Р. Шпачук
Дальневосточный региональный научно-исследовательскийгидрометеорологический институт; Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения
Российской Академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: denis_den_r@mail.ru
Россия, г. Владивосток; Россия, г. Владивосток
О. В. Соколов
Дальневосточный региональный научно-исследовательскийгидрометеорологический институт
Email: denis_den_r@mail.ru
Россия, г. Владивосток
А. Н. Бугаец
Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделенияРоссийской Академии наук
Email: denis_den_r@mail.ru
Россия, г. Владивосток
Список литературы
- Богданов К.Т., Горбачев В.В., Мороз В.В. Атлас приливов Берингова, Охотского и Японского морей. Владивосток: Дальаэрогеодезия, 1991. 29 с.
- Войнов Г.Н. Приливные явления и методология их исследований в шельфовой зоне Арктических морей: диссертация докт. геогр. наук: канд. ист. наук: 25.00.28 / Войнов Геннадий Николаевич. – Санкт-Петербург, 2002. 350 с.
- Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия // СПб: Гидрометеоиздат, 1998. 342 с.
- Горин С.Л., Коваль М.В., Сазонов А.А., Терский П.Н. Современный гидрологический режим нижнего течения реки Пенжины и первые сведения о гидрологических процессах в ее эстуарии (по результатам экспедиции 2014 г.) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. КамчатНИРО, 2015. Вып. 37. С. 33–52. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2015.37.33-52
- Деева Р.А. Каталог гармонических и негармонических постоянных приливов отечественных вод морей Дальнего Востока // Труды ДВНИГМИ. 1972. Вып. 018. 248 с.
- Дуванин А.И. Приливы в море. – Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 390 с.
- Думанская И.О. Ледовые условия азиатской части России. – М.; Обнинск: ИГ – СОЦИН, 2017. 640 с.
- Кондратюк В.И. Климат Камчатки. – М.: Гидрометеоиздат, 1974. 200 с.
- Лоция побережий РСФСР Охотского моря и восточного берега полуострова Камчатки с островом Карагинским включительно / по поручению Гл. гидрол. упр. сост. гидрограф-геодезист Давыдов. – Владивосток: Упр. по обеспечению безопасности кораблевождения Дал. Востока. 1923. 1498 с.
- Лоция Охотского моря. Выпуск 2. Северная часть моря. – Л.: Гидрографическое управление ВМС. 1954. 214 с.
- Лоция Охотского моря Выпуск 2 Северная часть Охотского моря Управление начальника гидрографической службы Военно-морского флота, 1960. 200 с.
- Лоция Охотского моря. Вып. 2. Северная часть моря. М.: Гл. управление навигации и океанографии Мин-ва обороны СССР. 1986. 314 с.
- Любицкий Ю.В. Об оценке качества прогнозов суммарных уровней приливного моря // Юбилейный выпуск “ДВНИГМИ – 65 лет”. Владивосток: Дальнаука, 2015. 270 c. С. 52–62.
- Любицкий Ю.В. Результаты испытаний метода краткосрочного (с заблаговременностью 72 часа) прогноза изменений уровня моря на побережье Охотского моря, северной части Японского моря, восточного побережья полуострова Камчатка // Результаты испытания новых и усовершенствованных технологий, моделей и методов гидрометеорологических прогнозов. – М.: Изд-во Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. 2020. № 47. С. 60–78.
- Мартынов В.К. Моделирование прилива в Пенжинской губе Охотского моря с учетом ледяного покрова // Моделирование и экспериментальное исследование гидрологии шельфовых морей. Сб. научн. трудов. – Л.: Изд-во ЛГМИ, 1988. Вып. 100. С. 83–87.
- Наставление по службе прогнозов // Раздел 3. Часть III. Служба морских гидрологических прогнозов. РД 52.27.759-2011. – М.: ТРИАДА-ЛТД, 2011. 195 с.
- Некрасов А.В., Романенков Д.А. Прогностическая оценка трансформации приливных колебаний уровня при крупномасштабном гидротехническом строительстве на побережье Белого и Охотского морей // Колебания уровня в морях. СПб: РГГМУ, 2003. С. 57–78.
- Попов С.К. Моделирование и прогноз изменений уровня и скорости течений в морях России // Диссертация … доктора Физико-математических наук: 25.00.29 / Попов Сергей Константинович; [Место защиты: ФГБУ “Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации”], 2019. 300 с.
- Попов С.К., Зильберштейн О.И., Лобов А.Л. и др. Метод краткосрочного прогноза уровня Баренцева и Белого морей // Результаты испытания новых и усовершенствованных технологий, моделей и методов гидрометеорологических прогнозов – М.: Изд-во Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. 2014. № 41. С. 98–110.
- Романенко Ф.А., Горин С.Л., Коваль М.В. Формирование рельефа нижнего течения реки Пенжины и Пенжинской губы в голоцене // Сборник: XXXVI Пленум Геоморфологической комиссии РАН: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Геоморфология – наука XXI века” (Барнаул, 24–28 сентября 2018 г.). Изд-во Алтайского ун-та Барнаул, 2018. С. 324–329.
- Романенков Д.А. Прогностическое моделирование приливов в Охотском море // Автореферат диссертации. СПб: РГГМИ, 1996. 16 с.
- Сгибнева Л.А. О распространении приливной волны в Пенжинской губе Охотского моря // Труды ГОИН. 1975. Вып. 126. С. 51–63.
- Стахевич В.С., Владимирский Н.П. Руководство по обработке и предсказанию приливов. Л.: Изд. Гидрографического управления ВМФ СССР, 1940. 348 с.
- Шевченко Г.В., Романов А.А. Пространственная структура прилива в Охотском море на основе данных спутниковой альтиметрии // Колебания уровня в морях. Сборник научных статей. Российский гидрометеорологический университет. СПб: Гидрометеоиздат, 2003. С. 92–110.
- Amante C., Eakins B.W. ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis. NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24, 2009. 19 p.
- Carbajal N., Gaviño J.H. A new theory on tidal currents rotation // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. № 1, L01609. http://dx.doi.org/ (Дата обращения: 05.10.2022)https://doi.org/10.1029/2006GL027670
- Egbert G.D., Erofeeva S.Y. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2002. V. 19. № 2. P. 183–204. https://doi.org/10.1175/1520-0426(2002)019<0183: EIMOBO>2.0.CO;2
- Kowalik Z., Polyakov I. Tides in the Sea of Okhotsk // Journal of Physical Oceanography. 1998. V. 28. № 7. P. 1389–1409.
- Leendertse J.J. Aspects of a Computational Model for Long Period Water Wave Propagation. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report RM-5294-PR. 1967. 165 p.
- Leendertse J.J., Alexander R.C., Liu S.K. A Three-Dimensional Model for Estuaries and Coastal Seas. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report R-1417-OWRR. 1973. 57 p.
- Leendertse J.J., Gritton E.C. A water quality simulation model for well mixed estuaries and coastal seas. Santa Monica, CA: Rand Corporation, Report R-708-NYC. 1971. 53 p.
- Metzger E.J., Helber R.W., Hogan P.J. et al. Global Ocean Forecast System 3.1 Validation Testing. Naval Research Laboratory (NRL), Report NRL/MR/ 7320–17-9722, 2017. 56 p.
- Nekrasov A.V., Romanenkov D.A. Impact of tidal power dams upon tides and environmental conditions in the Sea of Okhotsk // Continental Shelf Research. 2010. 30(6). P. 538–552. https://doi.org/10.1016/j.csr.2009.06.005
- Pawlowicz R., Beardsley B., Lentz, S. Classical tidal harmonic analysis including error estimates in MATLAB using T_TIDE // Computers and Geosciences. 2002. V. 28. P. 929–937.
- Suzuki K., Kanari S., Tidal simulation of the Sea of O-khotsk (in Japanese) // Kaiyo Kagaku. 1986. V. 18. P. 455–463.
- TPXO9-atlas // https://www.tpxo.net/global/tpxo9-atlas (Дата обращения: 16.12.2022).