В среду 18 сентября 2024 г. в 12:00, в Малом конференц-зале ИО РАН (возможно онлайн подключение) - семинар Лаборатории морских течений под руководством чл.-корр. РАН Жмура В.В.

Повестка дня:

Доклад:

Коротаев Г.К.
Cиноптическая изменчивость океана в контексте оперативных морских прогнозов.

Докладчик:

Коротаев Геннадий Константинович, д. ф-м наук, профессор, чл.- корр. РАН, научный руководитель ФГБУН ФИЦ «Морской Гидрофизический институт РАН».

Аннотация:

Доклад посвящен обсуждению важности углубления понимания физики синоптической изменчивости океана для разработки алгоритмов ассимиляции наблюдений, которые будут способствовать повышению точности оперативных морских прогнозов полей океана.

Во введение обсуждается открытие синоптических вихрей в океане в эксперименте «Полигон-70» [1], которое показало, что в океане, как и в атмосфере, помимо климатических изменений развивается своя погода и его текущее состояние может значительно отличаться от климатического. Необходимость знания текущего состояния океана для практических приложений обусловило формирование и развитие оперативной океанографии – нового направления современной океанологии. Задачами оперативной океанографии являлось создание современной наблюдательной системы, характеристики которой позволяют создавать системы морских прогнозов, дающие возможность диагностировать и прогнозировать состояния океана в любой его точке и в любой момент времени. Накопленные результаты прогнозов за значительный промежуток времени позволяют давать оценки их точности и анализировать возможные источники погрешностей. В докладе затем, на основе результатов работ [2,3], кратко обсуждаются физические предпосылки достижения достигнутых точностей лучшими системами морских прогнозов и возможные источники погрешностей, учет которых должен дать возможность повысить качество морских прогнозов. Среди возможных источников погрешностей предположительно заметную роль должно играть адекватное воспроизведение динамики синоптических вихрей в моделях диагноза и прогноза состояния морской среды, что возможно при улучшении понимания физики их формирования и эволюции.

Далее обсуждаются эмпирические сведения о синоптических вихрях по наблюдениям с ИСЗ, приведенные в работе [4] в сопоставлении с обобщениями наблюдений на полигоне ПОЛИМОДЕ. Обсуждается также возможное объяснение особенности пространственного распределения вихрей по данным работы [4] на основе результатов работы [5].

Представленные в работе [4] сведения об обобщенной радиальной структуре синоптических вихрей в океане и об их пространственном распределении дают основания для более внимательной оценки свойств модели изолированного вихря, представленной в [6,7]. В этой связи кратко обсуждаются основные положения модели вихря, описание которой содержится в [7].

Затем, проводится сравнение предсказаний модели таких наблюдаемых характеристик вихрей, как направление их перемещения в зональном и меридиональном направлениях, скорость перемещения, время жизни вихрей и из максимальные смещения вдоль параллели и меридиана [8]. Показано, что учет излучения вихрем только бароклинных волн Россби первой моды дает завышенные значения времени жизни вихрей в определенной области их размеров и интенсивностей. Дополнительный учет излучения баротропных волн Россби приводит оценки времени жизни вихрей к лучшему соответствию наблюдениям [9].

Далее обсуждается возможная картина затухающей вихре-волновой геострофической турбулентности [10], энергетическое взаимодействие вихрей с течениями, диффузия завихренности вихря, а также влияние рельефа дна на поле бароклинных и баротропных волн Россби [11]. В заключении обсуждается важность включения физического понимания морских процессов для улучшения формально-математических методов ассимиляции наблюдений и повышения точности морских прогнозов.

Литература:

1. Кошляков М.Н., Белокопытов В.Н. Синоптические вихри открытого океана: обзор экспериментальных исследований // Морской гидрофиз. журн. 2020. № 6. С. 613–627.
2. Guinehut S., Dhomps A.-L., Larnicol1 G., Le Traon P.-Y. High-resolution 3-D temperature and salinity fields derived from in situ and satellite observations // Ocean Sci. 2012. V. 8. Р. 845–857.
3. Коротаев Г.К., Лишаев П.Н., Кныш В.В. Методика анализа данных измерений темпе-ратуры и солености Черного моря с использованием динамического альтиметрического уровня // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 2. С. 26–42.
4. Chelton D.B., Schlax M.G., Samelson R.M. Global observations of nonlinear mesoscale eddies // Progress Oceanogr. 2011. № 91. Р. 167–216.
5. Жмур В.В., Белоненко Т.В., Новосёлова Е.В., Суетин Б.П. Приложение к реальному океану теории трансформации мезомасштабного вихря в субмезомасштабную вихревую нить при вытягивании его неоднородным баротропным течением// Океанология. – 2023. – Т.63. – № 2. – С. 211–223.
6. Korotaev G.K., Fedotov A.B. Dynamics of an isolated barotropic eddy on a beta-plane. 1994, J. Fluid Mech. vol.264 pp. 277 - 301.
7. Korotaev G.K. Radiating vortices in geophysical fluid dynamics// Survey Geophys. 1997. V. 18. № 6. Р. 567–619.
8. Коротаев Г. К. Структура и кинематика синоптических вихрей в океане: теория и современные наблюдения МГЖ 2020 т. 36 №6 с. 757 – 780.
9. Коротаев Г. К. Излучение волн Россби баротропными синотическими вихрями. Водные ресурсы 2022 т. 49 №2.
10. Korotaev G.K. Eddy-wave range of geostrophic turbulence ember 2020 J. Phys.: Conf. Ser. 1675 012117.
11. Коротаев Г.К. Теоретическое моделирование синоптической изменчивости океана Киев: Наукова думка. 1988 160 с.

Семинар будет проводиться в очно-удалённом режиме.
Для подключения к «Семинару» – ссылка для входа: https://meet.ocean.ru/b/233-atv-fdr

Просьба сообщить имя и место работы для пропуска в ИО РАН.