Изменение динамики и структуры вод морей и океанов (ГЗ)НИР

Temporal variability of the dynamics and the water structure of seas and oceans (GM)

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов
Результаты этапа: Статистика и анализ штормовых нагонов в Белом и Баренцевом морях. Для расчета штормовых нагонов в Белом и Баренцевом морях применялась модель ADCIRC. Использовалась неструктурная сетка с шагом от 50 м у берега до 20 км м в открытых частях Баренцева моря. Входными данными для модели послужили поля реанализа ветра, атмосферного давления и сплоченности льда CFSR (1979-2010) с пространственным шагом 0,3 градуса и CFSv2 (2011-2015) c шагом 0,2 градуса. Шаг по времени в обоих реанализах – 1 час. На открытых границах задавались гармонические постоянные, взятые из базы данных приливов FES2004. Статистика и анализ штормовых нагонов проводились для нескольких пунктов: Варандей, Печорская губа, Чешская губа, Северодвинск, Онежский залив, Соловки. Рассчитана изменчивость количества штормовых нагонов по годам. Вычислены экстремальные величины нагонов возможные один раз в 100 лет. Оценен вклад ветра и атмосферного давления в формирование нагонов. Сравнение потенциала волновой энергии в прибрежной зоне Черного и Баренцева морей. При помощи волновых моделей SWAN и WaveWatch3 проведены расчеты потока волновой энергии в прибрежной зоне Черного и Баренцева морей. В качестве форсинга использовались данные реанализа NCEP/CFSR c пространственным разрешением 0.3° по пространству. Расчеты проводились на неструктурной сетке, имеющей высокое пространственное разрешение у берега (200-500 м). Были получены карты распределения среднемноголетнего потока энергии за период расчетов (1979-2010). Также были построены карты обеспеченности волновой энергией для прибрежной зоны обоих морей. Обеспеченность энергией 1 кВт для побережья Баренцева моря составляет 70-80%, для Черного моря 10-20%.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов (ГЗ)
Результаты этапа: Основные результаты: В «Национальном Атласе Арктики», изданным Роскартографией, создан раздел «Моря. Океан», посвященный океанологическим условиям арктических морей России. Карты распределения температуры и солености составлены по среднемноголетним данным из базы климата СЛО, в которой данные по толще воды осреднены за год и за весь период наблюдений. К картам подобраны иллюстративные материалы и написан текст. Впервые выполнен расчёт высоты нагонов за продолжительный период времени с 1979 по 2015 гг. (37 лет) на основе результатов математического моделирования с использованием нерегулярной сетки, охватывающей как Белое, так и Баренцево море, с учётом влияния ветрового воздействия, атмосферного давления, прилива, концентрации льда и ветрового волнения. Для исследования сгонно-нагонных колебаний уровня в Белом и Баренцевом морях выполненные численные эксперименты с помощью гидродинамической модели ADCIRC, адаптированной к условиям этих морей. Численные эксперименты выполнены на нерегулярной расчетной сетке высокого разрешения. Верификация модели проведена на основании сравнительного анализа результатов численных расчетов и данных наблюдений. Рассмотрена пространственная структура нагонов, характер их распространения и статистические характеристики. Проанализированы синоптические ситуации, приводящие к возникновению нагонов и дана оценка сезонной и межгодовой изменчивости возникновения последних. За отчетный период опубликовано 13 статей из списка WOS, 18 из списка Scopus и 15 РИНЦ.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов (ГЗ)
Результаты этапа: 1. Для выявления особенностей сгонно-нагонных колебаний уровня моря в Северном Каспии был применен метод математического моделирования. Расчеты проводились за период с 1979 по 2010 гг. с учетом ледового покрова. Для выявления особенностей сгонно-нагонных колебаний уровня моря в Северном Каспии был применен метод математического моделирования. Для этой цели была выбрана численная гидродинамическая модель ADCIRC, включающая в себя и спектральную модель ветрового волнения SWAN. В численных экспериментах использовалась нерегулярная триангуляционная расчетная сетка, состоящая из 71523 элементов. Она была составлена относительно абсолютного единого нуля поста для Каспийского моря, равного -28 м БС с учетом затопления и осушения прибрежной территории. В связи с тем, что уровень Каспийского моря испытывает большие колебания по годам, при расчетах глубина моря и высота суши этой расчетной сетки приводились к уровню расчетного года. В качестве входных данных задавались поля ветра на высоте 10 метров и атмосферного давления из реанализа NCEP/CFSR. Данные с часовым интервалом охватывают период с 1979 по 2010 гг. Концентрация морского льда с суточным интервалом задавалась из базы данных OSI-450. Для оценки качества модели сравнивались полученные модельные данные с натурными наблюдениями на уровенных постах на о. Тюлений и в Махачкале. Проведен анализ полученных результатов для станции о. Тюлений. 2. Выполнен непрерывный расчет параметров ветрового волнения (значительной высоты волн, их длины, периода и направления) на акватории Черного моря на основе данных метеорологического реанализа NCEP/NCAR, охватывающего временной промежуток с 1949 по 2010 гг. Определены средние сезонные и месячные параметры ветрового волнения на акватории Черного моря и их пространственное распределение. Оценена межгодовая и сезонная изменчивость основных волновых параметров. Определены параметры экстремального ветрового волнения на акватории Черного моря. Установлено, что волнение с максимальной значимой высотой наблюдается в северо-восточной и юго-западной акваториях Черного моря. По многолетнему ходу годовых максимумов высот значительных волн выявлены периоды возрастания и убывания годовых максимумов высот значительных волн. Максимальная продолжительность штормов со значимой высотой волны более 4 м также отмечается в юго-западной акватории моря. Выявлены характерные черты параметров штормового волнения в зависимости от двух типов атмосферной циркуляции, вызвавшей шторм – проникновения циклона со средиземноморского района в первом случае и вторжения циклона с Баренцева моря и скандинавского региона. 3. В «Российская Арктика: Пространство. Время. Ресурсы», планируемом к изданию в 2019 г., создан раздел «Моря. Северный Ледовитый океан», посвященный океанологическим условиям арктических морей России. Карты распределения температуры и солености составлены по среднемноголетним данным из базы климата СЛО, в которой данные по толще воды осреднены за год и за весь период наблюдений. К картам подобраны иллюстративные материалы и написан текст. 4. Установлена доминирующая роль вертикальной конвекции в формировании термохалинной структуры и сокращении морского льда зимой в 2000–2010-е годы в западной части бассейна Нансена. Неблагоприятные фоновые условия (поступление толстого и консолидированного морского льда) могут ослабить или полностью заблокировать развитие конвекции. 5. Численные расчеты, подтвержденные данными экспериментов, показали, что при прохождении циклонов над Баренцевым и Белым морями возникает сильное повышение остаточного уровня моря (ОУМ) в Воронке и Мезенской губе. Затем это возмущение через Горло проникает в основную часть моря, вызывая менее значительное повышение ОУМ на всей акватории последней. При этом в результате действия сил давления и ветра непосредственно в акватории Белого моря в вершинах Двинского и Онежского заливов высота повышения ОУМ достигает наибольших значений. Анализ данных наблюдений показал, что характеристики прилива в морях Белом, Лаптевых и Чукотском подвержены существенной сезонной изменчивости. Сезонная изменчивость гармонических постоянных прилива оказалась наименьшей в Белом море (не более 9% от среднегодовых значений). На сибирском шельфе эти изменения достигают 63%. Получены также значения негармонических параметров прилива – средний сизигийный прилив и максимально возможные приливные перепады уровня. Синоптические колебания уровня моря, выраженные сгонно-нагонными явлениями, вносят определяющий вклад в дисперсию неприливных колебаний уровня моря. Анализ межгодовой изменчивости колебаний ОУМ выявил, что размах дисперсии неприливных колебаний уровня в Тикси в несколько раз превышает соответствующие оценки для постов Белого моря. 6. Балаклавская бухта по природно-климатическим условиям является уникальным участком не только Южного Берега Крыма, но и всего Черного моря. В феврале 2015 г были проведены гидролого-гидрохимические съемки Севастопольской и Балаклавской бухт, проходившие во время и сразу после выпадения чрезвычайно большого количества осадков. Для всех биогенных элементов (фосфатов, неорганических форм азота, кремнекислоты), элементов карбонатной системы (общей щелочности, ТСО2) обнаружено их максимальное содержание в поверхностных водах за все годы исследований. Определено содержание фтора в поверхностных и подземных водах прибрежной части Государственного заповедника «Утриш», а также в водах рек и временных водотоков в районе города-курорта Геленджик. Концентрация фтора находится в диапазоне 0.08–0.21 мг/л при среднем содержании 0.15±0.04 мг/л. Тесная корреляционная связь между содержанием фтора и минерализацией (r=0.95) позволяет приближенно оценивать концентрацию фтора по данным о минерализации: [F, мг/л] = 0.0002[M, мг/л] + 0.11. 7. На основе данных ретроспективных расчетов параметров ветрового волнения проведена оценка ресурсов энергии волн в Балтийском море. Расчеты параметров волнения выполнены с помощью спектральной модели SWAN и данных о ветре из реанализа NCEP/CFSR (CFS2) c 1979 по 2015 гг. Расчеты проводились на регулярной сетке 0.05°. Были получены карты распределения среднемноголетнего потока энергии за период 1979-2015. Максимальные значения потока волновой энергии достигают 5-6.5 кВт/м и расположены в центральной и Юго-Восточной Балтике. Получены оценки потока волновой энергии для прибрежной зоны Калининградской области. Произведен анализ сезонной и межгодовой изменчивости потока волновой энергии для двух точек, расположенных в открытом море и в прибрежной зоне в Юго-Восточной Балтике. 8. Установлено, что на всей акватории Геленджикской бухты летом 2018 г. биогенная база обеспечивала интенсивное развитие фитопланктона. О последнем свидетельствует пересыщение воды кислородом (115–119 %). В фитопланктонном сообществе преобладали диатомовые водоросли (91,5 %) в сравнении с перидиниевыми (8,4 %), что резко отличается от состояния фитопланктонного сообщества в прошлом 2017 г., когда по всей акватории Геленджикской бухты преобладали динофлагелляты, биомасса которых была на порядок больше диатомовых. Наиболее высокая биомасса фитопланктона летом 2018 г. была в центральной части и у входа в бухту, что связано с динамикой вод. Так как наиболее массовой была крупная диатомовая водоросль Pseudosolenia calcaravis, а для ее развития необходимы силикаты, то в местах её скопления содержание кремния было низким. Зоопланктон летом 2018 г. активно развивался, что обусловило уменьшение биомассы фитопланктона в районах его наибольших скоплений. 9. Последнее десятилетие в водосборном бассейне Азовского моря характеризуется экстремальным маловодьем на Дону и его притоках. Соответственно значительно сократилась пресная компонента водного баланса. Это привело к увеличению относительной доли более соленых черноморских вод. Статистический анализ данных ежедневных наблюдений за параметрами морской воды на береговых гидрометстанциях показал значимое увеличение солености в прибрежных акваториях Азовского моря за период 2008–2017 гг. Наибольшее увеличение солености произошло в северных районах моря и Таганрогском заливе, превышая 0.5 – 1.0 промилле в среднегодовом выражении.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов (ГЗ)
Результаты этапа:
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Изменение динамики и структуры вод морей и океанов
Результаты этапа:

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".