Возмущения уровня моря в полузамкнутом мелко-водном бассейне, вызванные перемещением атмосферного фронта

Abstract

Выполнено исследование генерации пространственных баротропных колебаний уровня во вращающемся полуограниченном мелководном бассейне движущимся атмосферным фронтом. В качестве бассейна взят Каркинитский залив Черного моря. Фронт характеризуется как возмущениями атмосферного давления, так и согласованным с ними полем касательных напряжений ветра. Задача решается методом конечных разностей c учетом квадратичного по скорости придонного трения в рамках линейной теории поверхностных длинных волн. Найдены закономерности изменения полей возмущений уровня в зависимости от ширины и скорости перемещения атмосферного фронта. Проведено сопоставление реакций уровня на ветровые напряжения, рассчитанные по классическим и модифицированным формулам Акерблома, которые учитывают движение фронта. Учет перемещения поля ветровых напряжений приводит к значительному увеличению прогнозируемых амплитуд колебаний уровня по сравнению с чисто барическим воздействием атмосферы на морскую среду или использованием классических формул Акерблома.

Виконано дослідження генерації просторових баротропних коливань рівня в напівобмеженому мілководому обертовому басейні рухомим атмосферним фронтом. Басейн відповідає Каркінітській затоцi Чорного моря. Фронт характеризується як збуреннями атмосферного тиску, так і узгодженим з ними полем дотичних напружень вітру. Задача вирішується методом кінцевих різниць з урахуванням квадратичного за швидкістю придонного тертя в рамках лінійної теорії поверхневих довгих хвиль. Знайдено закономірності зміни полів збурень рівня в залежності від ширини та швидкості переміщення атмосферного фронту. Проведено співставлення реакцій рівня на вітрові напруги, розраховані за класичними та модифікованими формулами Акерблома, які враховують рух фронту. Врахування переміщення поля вітрових напруг призводить до значного збільшення прогнозованих амплітуд коливань рівня в порівнянні з тільки баричним впливом атмосфери на морське середовище або використання класичних формул Акерблома.

Spatial barotropic sea level oscillations generated by a moving atmospheric front in a rotating semi-closed shallow water basin are studied. The Karkinit Bay in the Black Sea is used as a basin. The front is characterized both by perturbations of the atmospheric pressure field and by the agreed with them field of tangential wind stresses. The problem is solved by the method of finite differences within the framework of the linear long wave theory with account of the quadratic bottom friction. Regularities of oscillations of the sea level disturbances’ fields depending on width and transfer velocity of the atmospheric front are found. Responses of sea level to wind stresses calculated by the Akerblom classic and modified formulas which take into account front motion are compared. Consideration of motion of the wind stresses’ field results in significant increase of the forecasted amplitudes of sea level oscillations as compared to the cases when only pure baric atmospheric forcing on marine environment is taken into account or the Akerblom classic formulas are applied.