Морской гидрофизический журнал. 2023; 39: 584-598
Климатические спектры колебаний уровня Азовского моря
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2023-5-584-598Аннотация
Цель. Цель работы – исследование климатических колебаний уровня Азовского моря на масштабах мезомасштабной и синоптической изменчивости.
Методы и результаты. Исходными данными для анализа служат ежечасные возвышения уров-ня на акватории моря с 1979 по 2020 г., полученные методами численного моделирования с использованием объединенной гидродинамической (ADCIRC) и волновой (MIKE 21 SW) моделей. Определены основные гармоники колебания уровня моря в диапазонах мезомасштабной и синоптической изменчивости, а также оценены пространственные и сезонные особенности колебаний.
Выводы. Основные колебания уровня моря в диапазонах синоптической и мезомасштабной изменчивости сосредоточены на следующих периодах (в сутках): 0,5; 1; 1,8–2,5; 3–5; 5,5–7; 8,5–11; 12,5–13,5; 14,5–17. Колебания уровня с периодами, превышающими двое суток, имеют вид одноузловой сейши с максимумами амплитуд в прибрежной зоне двух противоположных районов: на юго-западе моря (вдоль Арабатской косы) и на северо-востоке (от Ясенской до Белосарайской кос). Условно центральная линия сейши проходит от Темрюкского залива через центр моря к заливу между Обиточной и Бердянской косами. В случае полусуточных колебаний центральная линия колебаний проходит от середины Арабатской косы через центр моря до косы Долгой. Колебания уровня с периодами, превышающими двое суток, наблюдаются в основном в весенне-осенний сезоны, а именно с марта по апрель и с сентября по ноябрь. Суточные колебания практически не зависят от сезона. Полусуточные гармоники наиболее выражены весной и осенью, значительно ослабевая в летние месяцы. Колебания уровня моря и зональная компонента скорости ветра обладают высокими коэффициентами когерентности во всем диапазоне частотно-временно́й изменчивости. Связь между колебаниями уровня и меридиональной компонентой скорости ветра проявляется в основном в суточных и полусуточных циклах.
Список литературы
1. Моделирование длинных волн в Азовском море, вызываемых прохождением циклонов / В. Н. Еремеев [и др.] // Океанология. 2000. Т. 40, № 5. С. 658–665.
2. Филиппов Ю. Г. Свободные колебания уровня Азовского моря // Метеорология и гидрология. 2012. № 2. С. 78–82. EDN OPLEGT.
3. Иванов В. А., Черкесов Л. В., Шульга Т. Я. Исследование свободных колебаний уровня Азовского моря, возникающих после прекращения длительного действия ветра // Морской гидрофизический журнал. 2015 № 2. С. 15–25. EDN VDVDCJ.
4. Черкесов Л. В., Шульга Т. Я. Исследование влияния параметров барических образований на свободные и вынужденные колебания уровня и течения в Азовском море // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 4. С. 13–26. EDN WINRBD.
5. Черкесов Л. В., Шульга Т. Я. Волны, течения, сгонно-нагонные процессы и трансформация загрязнений в Азовском море. Севастополь : ФГБУН МГИ, 2017. 228 с.
6. Иванов В. А., Шульга Т. Я. Влияние атмосферных фронтов на свободные и вынужденные колебания уровня Азовского моря // Доклады Академии наук. 2019. Т. 486, № 6. С. 737–741. https://doi.org/10.31857/S0869-56524866737-741.
7. Матишов Г. Г., Инжебейкин Ю. И. Численные исследования сейшевых колебаний уровня Азовского моря // Океанология. 2009. Т. 49, № 4. С. 485–493. EDN KWIFHR.
8. Матишов Г. Г., Матишов Д. Г., Инжебейкин Ю. И. Влияние сейш на формирование экстремальных уровней и течений в Азовском море // Вестник Южного научного центра РАН. 2008. Т. 4, № 2. С. 46–61. EDN KTMMMT.
9. Корженовская А. И., Медведев И. П., Архипкин В. С. Радиационные приливы в Азовском море // Труды X Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2021)». Тверь : ООО «ПолиПРЕСС», 2021. Том I (III). С. 157–160. EDN NYLPBS.
10. Корженовская А. И., Медведев И. П., Архипкин В. С. Приливные колебания уровня Азовского моря // Океанология. 2022. Т. 62, № 5. С. 677–689. EDN AOZVNN. doi:10.31857/S0030157422050094.
11. Дивинский Б. В., Косьян Р. Д., Фомин В. В. Климатические поля морских течений и ветрового волнения Азовского моря // Доклады Российской Академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 501, № 1. С. 94–107. EDN ANVNAF. doi:10.31857/S2686739721090085.
12. Матишов Г. Г. Геоморфологические особенности шельфа Азовского моря // Вестник Южного научного центра РАН. 2006. Т. 2, № 1. С. 44–48. EDN KVYSSX.
13. Divinsky B., Kosyan R. Parameters of wind seas and swell in the Black Sea based on numerical modeling // Oceanologia. 2018. Vol. 60, iss. 3. P. 277–287. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2017.11.006
14. Фомин В. В., Полозок А. А. Технология моделирования штормовых нагонов и ветрового волнения в Азовском море на неструктурированных сетках // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2013. Вып. 27. С. 139–145. EDN VBFRPZ.
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2023; 39: 584-598
Climatic Spectra of Surface Elevation Fluctuations in the Sea of Azov
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2023-5-584-598Abstract
Purpose. The article is purposed at studying climatic fluctuations of the Azov Sea level on the scales of mesoscale and synoptic variability.
Methods and Results. Hourly sea level rises in 1979–2020 obtained by the methods of numerical modeling using the coupled hydrodynamic (ADCIRC) and wave (MIKE 21 SW) models constitute the initial data for the analysis. The basic harmonics of sea level oscillations in the ranges of mesoscale and synoptic variability were determined, and spatial and seasonal characteristics of the oscillations were assessed.
Conclusions. Main sea level oscillations in the ranges of synoptic and mesoscale variability are concentrated in the following periods (within a day): 0.5; 1; 1.8–2.5; 3–5; 5.5–7; 8.5–11; 12.5–13.5; 14.5–17. Sea level fluctuations with the periods exceeding two days have a form of a uninodal seiche whose amplitude maxima are in the coastal zone of two opposite areas: in the southwest of the sea (along the Arabat Spit) and in the northeast region (from the Yasenskaya to the Belosarayskaya spits). The seiche central line runs conventionally from the Temryuk Bay through the sea center to the bay between the Obitochnaya and the Berdyansk spits. In the case of semi-diurnal variations, the central line of fluctuations runs from the middle of the Arabat Spit through the sea center to the Dolgaya Spit. The level fluctuations with the periods exceeding two days are observed mainly in spring and autumn, namely from March to April and from September to November. Diurnal variations are virtually independent of the season. Semi-diurnal harmonics are most pronounced in spring and autumn, and weaken considerably in the summer months. The sea level fluctuations and the zonal component of wind speed have high coherence coefficients over the entire range of frequency-time variability. The relationship between the sea level fluctuations and the meridional component of wind speed is manifested mainly in the diurnal and semidiurnal cycles.
References
1. Modelirovanie dlinnykh voln v Azovskom more, vyzyvaemykh prokhozhdeniem tsiklonov / V. N. Eremeev [i dr.] // Okeanologiya. 2000. T. 40, № 5. S. 658–665.
2. Filippov Yu. G. Svobodnye kolebaniya urovnya Azovskogo morya // Meteorologiya i gidrologiya. 2012. № 2. S. 78–82. EDN OPLEGT.
3. Ivanov V. A., Cherkesov L. V., Shul'ga T. Ya. Issledovanie svobodnykh kolebanii urovnya Azovskogo morya, voznikayushchikh posle prekrashcheniya dlitel'nogo deistviya vetra // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2015 № 2. S. 15–25. EDN VDVDCJ.
4. Cherkesov L. V., Shul'ga T. Ya. Issledovanie vliyaniya parametrov baricheskikh obrazovanii na svobodnye i vynuzhdennye kolebaniya urovnya i techeniya v Azovskom more // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2016. № 4. S. 13–26. EDN WINRBD.
5. Cherkesov L. V., Shul'ga T. Ya. Volny, techeniya, sgonno-nagonnye protsessy i transformatsiya zagryaznenii v Azovskom more. Sevastopol' : FGBUN MGI, 2017. 228 s.
6. Ivanov V. A., Shul'ga T. Ya. Vliyanie atmosfernykh frontov na svobodnye i vynuzhdennye kolebaniya urovnya Azovskogo morya // Doklady Akademii nauk. 2019. T. 486, № 6. S. 737–741. https://doi.org/10.31857/S0869-56524866737-741.
7. Matishov G. G., Inzhebeikin Yu. I. Chislennye issledovaniya seishevykh kolebanii urovnya Azovskogo morya // Okeanologiya. 2009. T. 49, № 4. S. 485–493. EDN KWIFHR.
8. Matishov G. G., Matishov D. G., Inzhebeikin Yu. I. Vliyanie seish na formirovanie ekstremal'nykh urovnei i techenii v Azovskom more // Vestnik Yuzhnogo nauchnogo tsentra RAN. 2008. T. 4, № 2. S. 46–61. EDN KTMMMT.
9. Korzhenovskaya A. I., Medvedev I. P., Arkhipkin V. S. Radiatsionnye prilivy v Azovskom more // Trudy X Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Morskie issledovaniya i obrazovanie (MARESEDU-2021)». Tver' : OOO «PoliPRESS», 2021. Tom I (III). S. 157–160. EDN NYLPBS.
10. Korzhenovskaya A. I., Medvedev I. P., Arkhipkin V. S. Prilivnye kolebaniya urovnya Azovskogo morya // Okeanologiya. 2022. T. 62, № 5. S. 677–689. EDN AOZVNN. doi:10.31857/S0030157422050094.
11. Divinskii B. V., Kos'yan R. D., Fomin V. V. Klimaticheskie polya morskikh techenii i vetrovogo volneniya Azovskogo morya // Doklady Rossiiskoi Akademii nauk. Nauki o Zemle. 2021. T. 501, № 1. S. 94–107. EDN ANVNAF. doi:10.31857/S2686739721090085.
12. Matishov G. G. Geomorfologicheskie osobennosti shel'fa Azovskogo morya // Vestnik Yuzhnogo nauchnogo tsentra RAN. 2006. T. 2, № 1. S. 44–48. EDN KVYSSX.
13. Divinsky B., Kosyan R. Parameters of wind seas and swell in the Black Sea based on numerical modeling // Oceanologia. 2018. Vol. 60, iss. 3. P. 277–287. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2017.11.006
14. Fomin V. V., Polozok A. A. Tekhnologiya modelirovaniya shtormovykh nagonov i vetrovogo volneniya v Azovskom more na nestrukturirovannykh setkakh // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon i kompleksnoe ispol'zovanie resursov shel'fa. 2013. Vyp. 27. S. 139–145. EDN VBFRPZ.
