Зависимость амплитуды суточного хода температуры поверхности Азово-Черноморского бассейна от различных гидрометеорологических факторов по данным дистанционного зондирования и результатам моделирования
- Авторы: Рубакина В.А.1, Кубряков А.А.1, Кубряков А.И.1
-
Учреждения:
- Морской гидрофизический институт РАН
- Выпуск: Том 61, № 2 (2025)
- Страницы: 192–206
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/0002-3515/article/view/296456
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351525020056
- EDN: https://elibrary.ru/GKCSXO
- ID: 296456
Цитировать
Аннотация
В работе проведено исследование зависимости амплитуды суточного хода температуры поверхностного слоя вод Азово-Черноморского бассейна от ряда гидрометеорологических факторов и ее сезонная изменчивость с использованием данных спутниковых измерений радиометра SEVIRI и моделирования верхнего перемешанного слоя моря. По данным дистанционного зондирования минимальные величины амплитуды имеют место в холодный период года, когда полный поток тепла направлен в атмосферу, при сильном ветре и низких значениях температуры воздуха. Максимальные величины амплитуды приходятся на период прогрева, когда полный поток тепла направлен в море, температура воздуха максимальна, а ветер практически отсутствует. Также в работе проведены расчеты по модели Крауса–Тернера при специальном выборе параметров атмосферного воздействия. Полученные модельные результаты хорошо согласуются с результатами исследования амплитуды суточного хода по данным сканера SEVIRI. Расчеты в рамках модели позволили выявить изменчивость толщины верхнего перемешанного слоя при одновременном учете изменчивости параметров атмосферного воздействия – потока тепла и скорости ветра.
Об авторах
В. А. Рубакина
Морской гидрофизический институт РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: valenru93@mail.ru
Россия, ул. Капитанская, 2, Севастополь, 299011
А. А. Кубряков
Морской гидрофизический институт РАН
Email: valenru93@mail.ru
Россия, ул. Капитанская, 2, Севастополь, 299011
А. И. Кубряков
Морской гидрофизический институт РАН
Email: valenru93@mail.ru
Россия, ул. Капитанская, 2, Севастополь, 299011
Список литературы
- Акимов Е.А., Станичный С.В., Полонский А.Б. Использование данных сканера SEVIRI для оценки температуры поверхностного слоя Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 6. С. 37–46.
- Баренблатт Г.И., Черный Г.Г. О моментных соотношениях на поверхностях разрыва в диссипативных средах // ПММ. 1963. Т. 27. № 5. С. 784.
- Дубравин В.Ф., Капустина М.В., Мысленков С.А. Внутригодовая изменчивость суточного хода температуры воды на Самбийско–Куршской возвышенности (Юго-Восточная Балтика) в 2016 г. // Процессы в геосредах. 2019. № 1. С. 32–39.
- Дубравин В.Ф., Капустина М.В., Стонт Ж.И. Эволюции (сезонная и межгодовая изменчивость) суточного хода гидрометеорологических полей Южной Балтики // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2018. № 3. С. 35–54.
- Завьялов П.О. О влиянии облачности на суточный ход температуры поверхностного слоя // Метеорология и гидрология. 1992b. № 4. С. 61–67.
- Завьялов П.О. Суточный цикл в тепловом и механическом взаимодействии контактных слоёв океана и атмосферы: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук: 11.00.08. Москва, 1992а. 23 с.
- Завьялов П.О., Рождественский А.Е. К теории температурного режима пограничных слоев океана и атмосферы в суточном цикле // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. С. 76–84.
- Завьялов П.О. Рождественский А.Е., Хан В.М. О суточном ходе температуры воздуха над прибрежными районами океана // Труды Гидрометцентра СССР. 1992. № 317.
- Зеленько А.А., Реснянский Ю.Д. Глубокая конвекция в модели общей циркуляции океана: изменчивость на суточном, сезонном и межгодовом масштабах // Океанология. 2007. Т. 47. № 2. С. 211–224.
- Зилитинкевич С.С., Реснянский Ю.Д., Чаликов Д.В. Теоретическое моделирование верхнего слоя океана // Механика жидкости и газа (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР). 1978. Т. 12. С. 5–51.
- Калацкий В.И. Моделирование вертикальной термической структуры деятельного слоя океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 216 с.
- Колесников А.Г., Пивоваров А.А. Вычисление суточного хода температуры моря по суммарной радиации и температуре воздуха // Докл. АН СССР. 1955. Т. 102. № 2. С. 376–384.
- Коснырев В.К., Кубряков А.И. Формирование термоклина под воздействием стохастических флуктуаций ветра в период прогрева // Теория динамических процессов. Севастополь. 1983. МГИ АН УССР. С. 86–94.
- Коснырев В.К., Куфтарков Ю.М., Фельзенбаум А.И. Квазиоднородный слой в теории океанической циркуляции // Докл. АН СССР Сер. Геофизика. 1977. Т. 235. № 3. С. 560–563.
- Краус Е.Б. Моделирование и прогноз верхних слоев океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 367 с.
- Кубряков А.И., Моисеенко В.А. Опыт мониторинга состояния верхнего квазиоднородного слоя океана на основе спутниковых измерений. Теоретические исследования океанической циркуляции // Морской гидрофизический институт АН УССР. Севастополь, 1984. С. 33–46.
- Миропольский Ю.З. Нестационарная модель слоя конвективно-ветрового перемешивания в океане // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1970. Т. 6. № 12. С. 1284–1294.
- Мысленков С.А., Кречик В.А., Бондарь А.В. Анализ температуры воды по данным термокосы на платформе Д6 в Балтийском море // Современные методы и средства океанологических исследований. 2017. С. 119–122.
- Реснянский Ю.Д. О параметризации интегральной диссипации турбулентной энергии в верхнем квазиоднородном слое океана // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11. № 7. С. 726–733.
- Реснянский Ю.Д., Зеленько А.А., Степанов Б.С. Влияние короткопериодных вариаций атмосферных воздействий на крупномасштабную структуру океанографических полей // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2023. № 3 (389). С. 75–92.
- Рубакина В.А., Кубряков А.А., Станичный С.В. Сезонный и суточный ход температуры вод Черного моря по данным термопрофилирующих дрейфующих буев // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 268–281.
- Фельзенбаум А.И. Теория подобия для верхнего слоя океана // Докл. АН СССР. Сер. Геофизика. 1980. Т. 255. № 3. С. 552–556.
- Фомин В.В., Дианский Н.А. Влияние способов усвоения спутниковых данных o температуре поверхности моря на воспроизведение гидрофизических полей Черного, Азовского и Мраморного морей в модели INMOM // Метеорология и гидрология. Т. 48. № 2. 2023. С. 15–30.
- Федоров К.Н., Гинзбург А.И. Приповерхностный слой океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 303 с.
- Bernie D.J., Woolnough S.J., Slingo J.M., Guilyardi E. Modeling diurnal and intraseasonal variability of the ocean mixed layer // Journal of climate. 2005. V. 18. № 8. P. 1190–1202.
- Burchard H., Petersen O. Models of turbulence in the marine environment – a comparative study of two-equation turbulence models // Journal of Marine Systems. 1999. V. 21. № 1–4. P. 29–53.
- Clayson C.A., Bogdanoff A.S. The effect of diurnal sea surface temperature warming on climatological air– sea fluxes // Journal of Climate. 2013. V. 26. № 8. P. 2546–2556.
- Filipiak M.J. Merchant C.J., Kettle H., Le Borgne P. An empirical model for the statistics of sea surface diurnal warming // Ocean Science. 2012. V. 8. № 2. P. 197–209.
- Gaspar P., Grégoris Y., Lefevre J.M. A simple eddy kinetic energy model for simulations of the oceanic vertical mixing: Tests at station Papa and long‐term upper ocean study site // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1990. V. 95. № C9. P. 16179–16193.
- Gentemann C.L., Minnett P.J., Le Borgne P., Merchant C. Multi‐satellite measurements of large diurnal warming events // Geophysical Research Letters. 2008. P. 35. № 22.
- Giglio D. Gille S.T., Subramanian A.C., Nguyen S. The role of wind gusts in upper ocean diurnal variability // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. № 9. P. 7751–7764.
- Karagali I., Høyer J.L., Donlon C.J. Using a 1‐D model to reproduce the diurnal variability of SST // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. № 4. V. 2945–2959.
- Kraus E.B., Turner J.S. A one-dimensional model of the seasonal thermocline II. The general theory and its consequences // Tellus. 1967. V. 19. № 1. V. 98–106.
- Martin P.J. Simulation of the mixed layer at OWS November and Papa with several models // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1985. V. 90. № C1. P. 903–916.https://doi.org/10.1029/JC090iC01p00903
- Marullo S., Minnett P.J., Santoleri R., Tonani M. The diurnal cycle of sea‐surface temperature and estimation of the heat budget of the Mediterranean Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. V. 121. № 11. P. 8351–8367.
- Marullo S., Santoleri R., Banzon V., Evans R.H., Guarracino M. A diurnal‐cycle resolving sea surface temperature product for the tropical Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2010. V. 115. № C5.
- McCreary J.P.Jr., Kohler K.E., Hood R.R., Smith S., Kindle J., Fischer A.S., Weller R. Influences of diurnal and intraseasonal forcing on mixed‐layer and biological variability in the central Arabian Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. V. 106. № C4. P. 7139–7155.
- Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Reviews of Geophysics. 1982. V. 20. №. 4. P. 851–875.
- Merchant C.J., Filipiak M.J., Le Borgne P., Roque, H., Autret E., Piollé J.F., Lavender S. Diurnal warm‐layer events in the western Mediterranean and European shelf seas // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. L04601, doi: 10.1029/2007GL033071.
- Pimentel S., Haines K., Nichols N.K. Modeling the diurnal variability of sea surface temperatures // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2008. V. 113. № C11004.
- Pimentel S., Tse W.-H., Xu H., Denaxa D., Jansen E., Korres G., Mirouze I., Storto A. Modeling the near‐surface diurnal cycle of sea surface temperature in the Mediterranean Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. V. 124. № 1. P. 171–183.
- Price J.F., Weller R.A., Pinkel R. Diurnal cycling: Observations and models of the upper ocean response to diurnal heating, cooling, and wind mixing // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1986. V. 91. № C7. P. 8411–8427.
- Rubakina V.A., Kubryakov A.A., Stanichny S.V. Seasonal variability of the diurnal cycle of the Black Sea surface temperature from the SEVIRI satellite measurements // Physical Oceanography. 2019. V. 26. № 2. P. 157–169.
- Rubakina V.A., Kubryakov A.A., Stanichny S.V., Mizyuk A.I. Properties of the Vertical Distribution of Diurnal Temperature Variations in Different Seasons in the Black Sea Based on the NEMO Model Data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2022. V. 58. № 1. P. 54–67.
- Saunders P.M. The temperature at the ocean-air interface // Journal of Atmospheric Sciences. 1967. V. 24. № 3. P. 269–273.
- Shinoda T. Impact of the diurnal cycle of solar radiation on intraseasonal SST variability in the western equatorial Pacific // Journal of Climate. 2005. V. 18. № 14. P. 2628–2636.
- Shinoda T., Hendon H.H. Mixed layer modeling of intraseasonal variability in the tropical western Pacific and Indian Oceans // Journal of Climate. 1998. V. 11. № 10. P. 2668–2685.
- Soloviev A., Lukas R. The near-surface layer of the ocean: structure, dynamics and applications. Springer Science & Business Media, 2013. 552 p.
- Stuart‐Menteth A.C., Robinson I.S., Challenor P.G. A global study of diurnal warming using satellite‐derived sea surface temperature // J. of Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108. № C5, 3155. https://doi.org/10.1029/2002JC001534
- Umlauf L., Burchard H., Bolding K. General ocean turbulence model. Source code documentation // Baltic Sea Research Institute Warnemünde Tech. Rep. 2005. V. 63. P. 346.
- Webster P.J., Clayson C.A., Curry J.A. Clouds, radiation, and the diurnal cycle of sea surface temperature in the tropical western Pacific // Journal of Climate. 1996. V. 9. № 8. P. 1712–1730.
- Yang G.Y., Slingo J. The diurnal cycle in the tropics // Monthly Weather Review. 2001. V. 129. № 4. P. 784–801.
- Zeng X., Dickinson R.E. Impact of diurnally‐varying skin temperature on surface fluxes over the tropical Pacific // Geophysical research letters. 1998. V. 25. № 9. P. 1411–1414.
Дополнительные файлы
