Долгопериодная изменчивость океанической циркуляции при различной интенсивности ветрового воздействия

А.Б. Федотов

Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E-mail: fedotov57@mail.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2020-4-29-34

УДК 551.465.553

Реферат:

   В рамках численной модели двухслойного океана с глубиной слоев, соответствующих средним океаническим условиям, проведено исследование эволюции крупномасштабной циркуляции под действием внешнего потока завихренности различной интенсивности при постоянных параметрах диссипации, проанализированы характерные временные масштабы долгопериодных осцилляций энергии течений при различных значениях ветровой нагрузки, параметры струйного течения, средний по времени уровень полной энергии в режиме долгопериодных колебаний при различной интенсивности ветра. В ходе численных экспериментов показано, что с увеличением интенсивности ветрового воздействия структура течений изменяется в сторону усиления интенсивности основного струйного течения и одновременного ослабления эффекта колебания основного струйного течения в меридиональном направлении, характерное время долгопериодных колебаний системы течений также уменьшается.

   В ходе экспериментов значительное внимание было уделено вопросу об устойчивости режима долгопериодных колебаний при резком изменении внешних параметров. С целью исследования этого обстоятельства в качестве начального поля было выбрано поле, структура которого качественно оставалась прежней, однако количественные характеристики внешних параметров ветрового воздействия были скачкообразно изменены. Численные расчеты показали, что характеристики системы течений на начальном этапе эксперимента значительно изменяются, а затем формируется качественно прежняя система течений с интегральными характеристиками, соответствующими новым параметрам внешнего воздействия, а именно, сохраняется режим долгопериодных колебаний основного струйного течения, сопровождающийся генерацией интенсивных вихрей вихрей с последующим их поглощением у западной границы расчетной области.

Ключевые слова: синоптическая изменчивость, струйные течения, ветровые течения.

Для цитирования: Федотов А.Б. Долгопериодная изменчивость океанической циркуляции при различной интенсивности ветрового воздействия // Системы контроля окружающей среды. 2020. Вып. 4 (42). C. 29–34.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Stommel H. The westward intensification of wind-driven ocean currents. EosTrans. Amer. Geophys. Union, 1948, 29, 202–206.
2. Munk W. On the wind-driven ocean circulation // J. Meteor., 1950. Vol. 7. P. 80–93. doi:10.1175/1520-0469(1950)007,0080: OTWDOC.2.0.CO;2.
3. Polonskij A.B., Suhonos P.A. K mehanizmu formirovanija anomalij temperatury v verhnem sloe Severnoj Atlantiki // Okeanologija. 2018. T. 58,№ 5. S. 709–718. DOI: 10.1134/S003015741805012X
4. Solovyev A.A., Solovyev D.A. Evaluation of the Temporal Dynamics of Oceanic Eddies with Initial Peripheral Rate Shift. In: Karev V., Klimov D., Pokazeev K. (eds) Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes. PMMEEP 2017. Springer Geology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77788-7_23.
5. Maddison J.R., Marshall D.P., Shipton. On the dynamical influence of ocean eddypotential vorticity fluxes, 2015, Ocean Modelling, Vol. 92. P. 169–182.
6. Gula J., Molemaker M.J., McWilliams J.C. Gulf stream dynamics along the southeastern u.s. seaboards // J. Phys. Oceanogr. 2015. 45 (3). P. 690–715.
7. Shevchenko Igor, Berloff Pavel. On the role of baroclinic modes in eddy-resolving midlatitude ocean dynamics // Ocean Modeling, 111 (2017). P. 55–65.
8. Rhines P.B. Geostrophic turbulence // Ann. Rev. Fluid Mech. 1979. Vol. 11. P. 401–441.
9. Arakawa A. Computational design of long-term numerical integration of the equations of fluid motion, two-dimensional incompressible flow // Journal of Comput. Physics, 1966. Vol. 1, № 1. P. 119–143.
10. Roache, Patrick J. Computational fluid dynamics. Hermosa Publishers Albuquerque, N.M. 1972.