№ 1(17) (2018): Український антарктичний журнал
Articles

Моделювання літньої циркуляції та розподілу температури і солоності влітку в морі Беллінсгаузена та на шельфі Антарктичного півострова

В. Мадерич
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, просп. Акад. Глушкова, 42, м. Київ, 03187
К. Терлецька
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, просп. Акад. Глушкова, 42, м. Київ, 03187
І. Бровченко
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, просп. Акад. Глушкова, 42, м. Київ, 03187
А. Беженар
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, просп. Акад. Глушкова, 42, м. Київ, 03187
Опубліковано June 3, 2019
Ключові слова
  • море Беллінсгаузена,
  • Антарктичний півострів,
  • модель SCHISM,
  • холодний проміжний шар

Анотація

Метою дослідження є моделювання циркуляції та розподілу температури і солоності влітку в морі Беллінсгаузена та на шельфі Антарктичного півострова. Для моделювання застосовуються чисельні методи з використанням моделі SCHISM з неструктурованою трикутною горизонтальною сіткою та вертикальною локальною сігма-системою координат (LSC2). Для опису турбулентності використовувалась k-kl модель турбулентності. На поверхні океану задавалися потоки тепла, імпульсу та солі, які розраховувались за даними реаналізу ERA-Interim. На відкритих границях
вертикальний розподіл температури і солоності задавався згідно розрахунків реаналізу HYCOM. На західній відкритій границі були також задані відхилення рівня та вертикальний розподіл швидкості, розраховані за даними HYCOM. На відкритій східній границі розрахункової області задавалися умови випромінювання. В якості початкових умов також використовувались результати реаналізу HYCOM.

Результати моделювання полів течій, температури і солоності в період лютий-березень 2014 року порівнювались з доступними даними спостережень на шельфі Антарктичного півострова, включно з даними Української антарктичної експедиції. Розраховані вертикальні розподіли температури
і солоності на шельфі узгоджуються зі спостереженнями, зокрема, в положенні та величині мінімуму температури холодного проміжного шару в районі Аргентинських островів. Розрахунки показали, що головним компонентом циркуляції є Антарктична циркумполярна течія (АЦТ), яка переносить воду на схід. У АЦТ формуються декілька струменів, які втікають в протоку Дрейка, тоді як ланцюжок вихорів розділяє шельфову зону Антарктичного півострова та АЦТ. Влітку вздовж краю шельфу виникає спрямована на південь течія, викликана, в основному, великомасштабною
циркуляцією океану та полем вітру.

Зроблено висновок, що формування зон підйому та опускання вод на шельфі Антарктичного півострова суттєво залежать від змін атмосферної циркуляції над морем Беллінсгаузена.

Посилання

  1. Artamonov, Yu.V., Romanov, A., Vnukov, Yu., Perov, A., Stepura, I. 2003. Results of oceanographic studies in the western part of the Bransfield Strait in March 2002. Ukrainian Antarctic Journal, 1, 7—16. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128118.
  2. Artamonov, Yu.V., Romanov, A., Vnukov, Yu., Lomakin, P., Perov, A., Stepura, I. 2003. Features of the hydrological and hydrochemical structure of waters in the region of the archipelago of the Argentine Islands in February-March 2002. Ukrainian Antarctic Journal. 1, 17—24. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128119.
  3. Artamonov, Yu.V., Bulgakov, MP, Vashchenko, V.M., Lomakin, P.D. 2006. Oceanographic research of Ukraine in the Atlantic sector of the Antarctic (1997—2004). K: Naukova Dumka.
  4. Bulgakov, N.P. , Ukrainsky, V.V., Popov, Yu.I., Lomakin, P., Artamonov, Yu.V. 2001. Structure and kinematics of waters in the region of the Argentine Islands in the fall of 1998. Physical Oceanography, 11, 447—457 DOI:10.1007/BF02509710.
  5. Bulgakov, N. P., Lomakin, P. D., Artamonov, Yu. V., Kondrat’ev, S. I., Chepyzhenko, A. I. 2002. Water structure and kinematics in the region of the Argentine Islands archipelago in March–April 2000. Physical Oceanography. 12. 291—298.
  6. Neverovsky, I.P., Popov, Yu.I., Sytov, V.N., Matygin, A.S. 2015. The first observation of a cold intermediate layer on the shelf of the Antarctic Peninsula. Ukrainian Antarctic Journal, 14, 114—123. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129688.
  7. Ukrainsky, V.V., Popov, Y.I., Neverovsky, I.P. and others. 2000. Characteristics of currents and the vertical structure of waters in the area of the islands of the Argentine archipelago according to field observations. Bul. UAC, 3, 102–110.
  8. Dinniman, M.S., Klinck, J.M., 2004. A model study of circulation and cross-shelf exchange on the west Antarctic Peninsula continental shelf. Deep-Sea Research, II. 51, 2003–2022.
  9. European Centre for Medium-range Weather Forecast (ECMWF) 2011. The ERA-Interim reanalysis dataset, Copernicus Climate Change Service (C3S) https://www.ecmwf.int/en/ forecasts/datasets/archive-datasets/reanalysis-datasets/era-interim, (дата звернення: 10.02.2019).
  10. GEBCO, General Bathymetric Chart of the Oceans, 2019. The GEBCO_2014 Grid, version 20150318, www.gebco.net (accessed: 10.02.2019).
  11. HYCOM Ocean prediction system. 2019. http://hycom.org/ocean-prediction (accessed: 10.02.2019).
  12. Johannessen, O.M., Volkov V.A., Pettersson, L.M., Maderich, V.S., Zheleznyak, M.J., Gao, Y., Bobylev, L.P., Stepanov, A.V., Neelov, I.A., Tishkov, V. Nielsen, S.P. 2010. Radioactivity and Pollution in the Nordic Seas and Arctic Region. Observations, Modelling and Simulations. Springer. Series: Springer Praxis Books, P. 408.
  13. MERCATOR OCEAN, 2019. Ocean monitoring and forecasting. http://www.mercator-ocean.fr/eng (accessed:10.02.2019).
  14. Regan, H.C., Holland, P.R., Meredith, M. P., Pike, J. 2018. Sources, variability and fate of freshwater in the Bellingshausen Sea, Antarctica. Deep Sea Research Part I, 133, 59—71.
  15. Rintoul, S., Hughes, C., Olbers, D. 2000. The Antarctic Circumpolar Current system. Ocean Circulation and Climate, J. Church and J. Gould, Eds., Academic Press, 271–302.
  16. Smith, D. A., Klinck, J. M. 2002. Water properties on the west Antarctic Peninsula continental shelf: A model study of effects of surface fluxes and sea ice. Deep-Sea Research, Part II ,49, 4863—4889.
  17. Smith, D.A., Hoffmann, E.E., Klinck, J.M., Lascara, C.M..1999. Hydrography and circulation of the west Antarctic Peninsula continental shelf. Deep-Sea Research, Part I, 46, 951—984.
  18. Zhang, Y. J., Ateljevich, E., Yu, H.-C., Wu, C.H., Yu, J.C.S. 2015. A new vertical coordinate system for a 3D unstructured-grid model. Ocean Modelling, 85, 16—31.
  19. Zhang, Y. J., Stanev, E.V., Grashorn, S. 2016. Seamless cross-scale modelling with SCHISM. Ocean Modelling, 102, 64—81.