Трехмерная негидростатическая модель субмаринной разгрузки в прибрежной зоне моря

Abstract

В рамках модернизированной трехмерной негидростатической модели рассматривается задача о формировании в море слоя пониженной солености в результате поступления пресной воды из подземных источников. Моделируется субмаринная разгрузка пресных вод у м. Айя в период нагона, когда в прибрежной зоне моря образуется резкий слой скачка температуры при однородной по глубине солености. В этот период слой распресненной воды не выходил на поверхность моря, а располагался у скачка температуры. Модернизированная версия модели включает отказ от приближения «твердой крышки» и использование для скорости течения на открытых границах области условий излучения вместо условий «свободного протекания». Последнее повышает устойчивость численной схемы и позволяет проводить расчеты на длительный срок. Выявлены особенности формируемой термохалинной структуры в зависимости от положения источников пресной воды – на береговой стенке или на дне моря. Показано, что образование промежуточного слоя пониженной солености определяется видом фоновой стратификации и связано с действием источников пресной воды, расположенных глубже скачка температуры, причем их местоположение не играет решающей роли. Влияние негидростатических факторов сказывается только в непосредственной близости от источника пресной воды и не влияет на качественный характер результатов в целом.

У рамках модернізованої тривимірної негідростатичної моделі розглядається задача про формування в морі шару зниженої солоності в результаті надходження прісної води з підземних джерел. Моделюється субмаринне розвантаження прісних вод біля м. Айя в період нагону, коли в прибережній зоні моря утворюється різкий шар стрибка температури при однорідній за глибиною солоності. У цей період шар розпрісненої води не виходив на поверхню моря, а розташовувався біля стрибка температури. Модернізована версія моделі включає відмову від наближення «твердої кришки» і використовування для швидкості течії на відкритих межах області умов випромінювання замість умов «вільного протікання». Останнє підвищує стійкість чисельної схеми і дозволяє проводити розрахунки на тривалий термін. Виявлені особливості формованої термохалинної структури залежно від положення джерел прісної води – на береговій стінці або на дні моря. Показано, що утворення проміжного шару зниженої солоності визначається видом фонової стратифікації та пов'язано з дією джерел прісної води, розташованих глибше за стрибок температури, причому їх місцеположення не виконує вирішальної ролі. Вплив негідростатичних чинників позначається тільки в безпосередній близькості від джерела прісної води і загалом не впливає на якісний характер результатів.

The problem on formation of the reduced salinity layer in the sea resulting from fresh-water incoming from subterranean springs is considered within the framework of the modernized three-dimensional non-hydrostatic model. Particularly, modeled is the freshwater submarine discharge during surge near the cape Aiya when the sharp temperature drop layer is formed in the coastal zone at uniform over depth salinity. At that period the layer of low salinity does not rise to the surface and stays near the temperature drop. The modernized model version includes refusal of “rigid lid” approximation and application of radiation conditions instead of the conditions of “free passing” for current velocity on the sea open boundaries. It increases stability of numerical scheme and permits to carry out simulations for long period. The features of the formed thermohaline structure are revealed depending on location of freshwater sources: on the coastal wall or on the sea bottom. It is shown that formation of intermediate layer with reduced salinity is defined by the form of background stratification and connected with action of freshwater sources located deeper than the temperature drop. At that their location is not of decisive importance. Influence of non-hydrostatic factors is manifested only in immediate proximity to the freshwater source and, on the whole, it does not affect qualitative character of the results.