Взаимодействие атмосфера-гидросфера в Балтийском море и Арктических морях: наблюдения, реанализ и прогноз ветровых волн в современном и будущем климате.НИР

Atmosphere-hydrosphere interaction in the Baltic Basin and Arctic Seas: direct measurements, reanalysis and forecast of wind waves in present and future climate

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Взаимодействие атмосфера-гидросфера в Балтийском море и Арктических морях: наблюдения, реанализ и прогноз ветровых волн в современном и будущем климате.
Результаты этапа: В 2014 году в рамках работ по проекту были созданы базы данных рельефа дна, ветра, атмосферного давления для исследуемых морей – Балтийского, Белого и Баренцева. Проведена адаптация спектральной модели ветрового волнения SWAN к условиям исследуемых морей. Выполнены тестовые расчеты для отдельных прибрежных районов Балтийского моря на крупной сетке. Создан каталог экстремальных штормов по натурным данным за последние 60 лет для Балтийского, Белого и Баренцева морей. Также проведена учебно-научная экспедиция в прибрежной части Балтики. Экспедиция позволила восполнить пробел в количестве натурных данных в прибрежной части Калининградской области, которые необходимы для последующего моделирования и оценок изменчивости характеристик и структуры вод. Результаты натурных измерений в экспедиции, а также данные спутниковых снимков свидетельствуют о сильной эвтрофикации Калининградского залива. В Гданьской котловине не обнаружено присутствие сероводорода, что свидетельствует о недавнем обновлении Североморских вод.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Взаимодействие атмосфера-гидросфера в Балтийском море и Арктических морях: наблюдения, реанализ и прогноз ветровых волн в современном и будущем климате.
Результаты этапа: В 2015 году в рамках работ по проекту была отлажена технология совместного использования моделей SWAN и WRF. При моделировании использовалась нерегулярная вычислительная сетка, шаг которой в Атлантическом океане составляет 1°, в Баренцевом – 0.5°. В качестве вынуждающей силы (форсинга) использовались поля ветра реанализа NCEP-CFSR, а также данные мезомасштабной модели WRF-ARW .Для оценки качества моделирования волнения проведено сравнение результатов со спутниковыми данными о высоте волн. Численные расчеты выполнены для января 2010 года, так как в этот период наблюдался ряд сильных штормов. Также было произведено сравнение результатов моделирования волн с результатами волнового реанализа WaveWatch3 Noaa. Показано, что обе модели в целом адекватно воспроизводят ветровой режим в точках станций. Синоптическая изменчивость скорости ветра восстанавливается хорошо, однако местные особенности воспроизводятся значительно хуже. О том, что общая изменчивость воспроизводится неплохо, свидетельствуют значимые величины коэффициента корреляции (в среднем 0,7), но они и не играют большой роли в формировании крупномасштабной волны. База данных о наличии и параметрах льда на исследуемых морях за последние 65 лет была подготовлена на основе реанализов, где поля льда восстанавливаются по всем доступным данным. При помощи специальных программ данные о концентрации льда были конвертированы в текстовый формат, на регулярной сетке для исследуемых морей. Данные подготовлены специально для использования их в волновой модели.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Взаимодействие атмосфера-гидросфера в Балтийском море и Арктических морях: наблюдения, реанализ и прогноз ветровых волн в современном и будущем климате.
Результаты этапа: По данным ретроспективного моделирования (модели SWAN и WAVEWATCH3) было посчитано количество штормов в Балтийском, Белом и Баренцевом море с учетом наличия ледяного покрова. Получены данные о максимальных высотах волн для различной обеспеченности (1, 3, 13%). Проведен анализ повторяемости штормов различной высоты в Белом, Балтийском и Баренцевом море. В результате для Белого и Баренцева моря отмечается максимум повторяемости штормов в 1990-1992. Для Балтийского моря существует слабый тренд на увеличение штормовой активности. Предложена методика климатического прогноза повторяемости синоптических ситуаций, вызывающих опасные гидрометеорологические явления, такие как штормовое волнение. Обоснован выбор поля приземного давления, как показателя состояния атмосферы при штормовом волнении. Выработан алгоритм реализации методики, включающий обработку данных наблюдений/реанализа, моделирование ветрового волнения, систематизацию синоптических ситуаций, сопровождающих штормовое волнение при современном климате, оценку способности климатических моделей общей циркуляции атмосферы и океана правильно воспроизводить повторяемость найденных типов синоптических ситуаций для современного климата, прогноз повторяемости этих типов для возможных сценариев будущего климата.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".