Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Математическое моделирование ветрового волнения в районе Аравийского моря

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Математическое моделирование ветрового волнения в районе Аравийского моря"



ОДЕССКИЙ ГВДРОМЕТШРОЛОШЁСКЯЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи.

С№ АВАД Г. СУБЕЙХ

УДК 551.46.072

МТШАШЕСНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗТР0В0Г0 ВОЛНЕШЯ 3 РАЙОНЕ АРАВИЙСКОГО МОРЯ

11.00.08 - океанология

Автореферат ' диссертации на сояскакие ученой с?&лени кандидата гзографичясхих наук

Одесса - 1992

Работа выполнена в Одесском гидрометеорологическом институте

Нежный руководитель - кандидат географических наук, доцент - Чередилоо Б.Ф,

Научный консультант - доктор географических наук, профессор .'Давидан 11.Н» (Санкт-Пзгербург)

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор офичой В.В. (МГЦ АКУ)

кандидат географических наук, с.н.с. ¿¡ихалечко Ю.Е, (УкрНЦЭД)

Ведущая организация: Гидрометеорологический центру Москва

Зацига диссертации состоится " 23 " июня 1992 г. в ' час. на заседании 'специалазирозанного совета К 066.04.01 в Одесском гидрометеорологическом институте, а ауд 206 по адресу: 270016, г.0дееса~16, уд.Львовская, 16, ОГМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского гидрометеорологического института \

Авгоррфорат разослан " 20 " "»я 1992 г.

.. Ученый секретарь 'ЬмЫЯ^

■ специализированного совета фр^ту^ И.С.Лобода

я з

, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

теш. Расчет я прогноз характеристик ветровых вслн в районе Аравийского моря необходимы для обеспечения безопасности мореплавания, выбора оптимальных маршрутов плавания судов, правильного планирбвакяя морских операций, при проектировании судов, а также для решения других народно-хозяйственных -задач, .. связанных с морем.

Б 'настоящее время- в Республика Йемен идет бурное развитие исследований в шелъфовой зоне «оря с целью добита нефти, газа и других полезных ископаемых, а такчеэ с целью осеоонея рыбопромке-ловюс районов. В этой связи полученные сведения о волнении и ветра представляют большой научный и практический интерес, а математические метода расчета волнения' является актуальными.

В соответствия с современными предегавлянияш дагомаютсс-гло моделирование ветрового волнения основано на уравнеш;и балан-. са волновой энергии. Численные'модели, разработанные на основе решения этого уравнения, дают удовлетворительные результаты и широко используются на практике.

Погашение точности расчета идет по пути усовершенствования уже существующей модели, а так не связано с разработкой новых мо. долей а с использованием более современных численных методов.

Б свете сказанного выше представляется актуальном предложить математический метод расчета волн с учетом особенностей условий волнообразования в Аравийском море.

Цель д задачи исследования. Глазной целью работы является разработка «одели, основанной на численном решении уравнения баланса волновой энергии, с целью получения характеристик ветрового волнения в экономической зона Республики Йемен.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачй:

1. Выполнен анализ теории ветроволнозых условий в океане.

2. Реализован численный алгоритм расчета характеристик полей ветра и волнишя.

3. Выполнена проверка на адвективность и настройка модели , расчета полей волнения дам условий Аравийского моря.

4.' Приведены численные экейертаюнтн с г,елью расчета харах- . терннх синоптических вотроволновнх з'словий для северо-восточного я юго-западного муссонов.

I. Разработана численная модель расчета элементов ветрового волкеиия в Аравийскс« морс.

2 РаоработашшЯ программный кочпелгкс иохет быть -кскользо-_зан для расчета и прогноза характерас-гик-' ветрового волкен-я на •псрсоясльном кошькторе н других'ЭлЯ, необходимых дия оператиз-ногс обеспечения моряков,-гидротехкикоз и других специалистов, деятельность которых связана с океаном. , ; ' :

3. Полученные в работе значения элементов золн ;! ветра мо-' гут быть иопильзсзани для определения условий ллаззнкп и промысла в расгматркз&е'ло« районе. : . • • •

работу:

1. На основе «наллза условий волнообразования в Аравийском ■ море был сделан рьйор на использовании дюкрегко-спекгральнсй модели для расчета ветрового волнение з рассматриваемой «кватерии.

2. Проведение- исследование позволяет считать возможны« вероятностной гидродинамическое моделирование характеристик ветрового волнения ь условиях нестациояарности.гдекобармчзсккх воздеЯ-стзиГ: сезонных муссонов в тропической зоне Индийского океана.

3. Численная модель ветрового волнения была реализована,

• адаптирована и испытана в условиях Аравийского йоря.

4. Подучены гна,теьля элементов ветровьк волк в периода северо-восточного и йго-запад^б» о мусеоксь.

5. Результата расчетов представлены в виде карт, что дает возможность использовать их для реаении практических задач.

На задику вынесена о-ледуккцио результаты. представлявцке . научную и практически значимость:

I. На основе анализа современного состояния теории взгрозо-го волнений сделан выбор верокткостно-гидродинамической чоделк для описания эволюции спектральных характеристик ветрового волнения в тропическая.зояе КкдиПслгго океана.

. 2. Рзалчооазна и испытана модель ЫеЛмАМИОЭЭ) для условия Аравийского моря. . ...

3. Зыбрана и иепкяк»иа наиболее. э^рокгизная численная -*хема реаения уравнения баланса энергии ветрового волнения.'

4. Расшзьа коделызда характеристики ветрового всяиания, которые.'предлагается рьссма^ризать хяк' наиболее., вероятные при

; анеуоб.чр/.ческнх услобиях и районе Аравийского моря а период лет-

него и зимнего муссонов.

5. - Математкческоз обеспечение ЭВМ, разработанное в диссертации, позволяет надежно и эффективно проводить научная лоисх, а также и ог<5ратав;гай расчет характеристик ветрового полнегяя,-

Апробация работы. Результат н основное содержание диссертационной работы докладывались на семинарах в СПИ (I99Q г.), о6-. создались в отделах «атематлчеикого ¿юделаровакяя Саниг-Петербург-■ ского Окаш!сграйятте сг.ого института, и отдало деяешкя моря Одесского отделения ГОШа, в Центре морских наук и исследования ресурсов г. Аден {1991 г.), а также на расширенном засоданка кафедры океанологии ОШ ( J9S2 г.). •

• Структура и объем -работа. Диссертация с стом я* введения," пяти глав, заключения к списка литерь-гурн. Ооявй объем 207 стра-1ШЦ манящ описи, в том числе 43 таблица, 62 рисунка. Сг.ксо. : лате-ратурн включает 155 работ, в том число 73 - иностранных автора.

П^йгакад^га. Список публикаций приаеден з конце автореферата.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бо .введеши обосновывается актуальность изучения явления, сфэриулирозачк цель и основные задачи работы, ее новизна, практическая значимость м нетошжа исследования, излагается краткое ■ содержание работы. '

В первой глад о дан аналитический обзор исследований морского волнения к, анализ современных матс-иатическах ¿¡од&тей на оско-ве информация БМО,'представленной в отчете венолни'* елей международного проекта SWHP , который дает хлассв^лкапик) моделей ветрового волнения.. В еоответствдл с поставленной дельэ л с учетом гадромотеородогячеехкх характеристик Аравийского морд обосноэн-. зается внбрааное автором направление ж метод исследования.

Ценность классификации проекта SWdNP состоит в тем „ что она позволяет; сопоставлять модели одного класса "еяду собой и устанавливать определенную их иерархи». Я» результатам обзора следует; сделать вывод о том, что спектральное методы расчета воли наиболее зффективни при нестационарных а неоднородное условиях' волнообразования, т.е. «тогда, когда другие метода дриводят л за'. ведомо неприэ-йлелт'л результатам... '-.

Наиболее 'раорростравеннкмз ■ решении практичеозаос задач, как ;похазал аналитический обзор, оказалось численное рее низ уравнз-

(5 ' ' ' • ■

ние баланса спектрально!5, плотности волн.

Во второй главе представлено численное реленла уравнения баланса волновой энергаи по схе«е Лакси-Взндро^ со вторым поряд-' ком точности для глубокой води, и по схеме Эйлера с ,точностью ■первого порядка на жидких границах.

. Как правило, в спытралышх моделях ветрового волнения, уравнения баланса волновой энергии для г^'/>окой воды имеет влд ЪЭ „ЗБ

где 5 а Э С ©Д) - ча^тотно-нпправленныЯ спектр, эволацио-н.фуидя'/. а пространстве (х.у) и во времени ; 1Г= (и> V) -групповая скорость ветрового волнения; - Функция источника -

и стока волновой энергии.

Б настоящей работе рассмотрены два варианта численных схем уравнения баланса волновой энергия. Схема "вверх по потоку", икеющая первый порядок аппроксимации, и ехала Лакса-ЗендроЭДа со вторым порядков по времени'и пространству. . -

Аппроксимированное уравнение (I) по схемам вверх по потоку (Эйлера) и Яакса-Бендро$фа выполнено для четырех четвертей:

] . -бе с0, - % ]. .В £ I»1, 6с'■%}. .

Анализ устойчивости схем определяется условием .¿{уранта-Фридрихса Яеви (¿Ш). Условие устойчивости оказывается в двумерном случае болез жестким ограничением на шаг по времен/, , нежели в'одномерное варианте исходного.уравнения. ' *

Аппроксимация уравнения (I) по схеме Лакса-ЗендрофТчт дает . ошибку аппроксимации порядка 0 (л1.г, ДХг) и являетея устойчивой, если удовлетворяется условием КФЛ. Поскольку схема Лакеа-Вендроффа содержит центрально-разностные соотношения на выходной границе расчетной области, для того чтобы не.вводить фиктивных' точек, расчет значений спектра производится односторонние.разностным методом (схема Эйлера). 3 этом случае возникающая погрешности на границе, связанная с понижением порядка аппроксимации, по-видимому, не влияет на решение вверх по потоку, -Начальные условия задаются в виде

^(х.^Ь^.В) ; г5,(х.цАо^.В) (2) ,

и граничные условия не. контуре С « в виде

S^.y.i^.^W^eQ^S.M'.V'/t.uf.O) (3)

Причем контур < является частью замкнутого контура (G, С С ) в расчетной (не ебязаильно одноовязянной) области ^ . Контур С, . выбирается з зависимости от ориентации поля характеристик, свя- ' занного С' направлением распространения 9 , При модышрозавии эволюции волнового поля в районе Аравийского моря в качестве начального условия (2) и согласованиях с ним граничных условий (3) задавался некоторый "затравочный" спектр- .

Граничные условия для спектра S на '

¡ялдком контуре <5* задаются в виде

(4)

Сценки точности раюзгия уравнения баланса показывают, что схема Лакеа-Вендрэйфа более эффективна и корректна, и, такши образом', для глубокого'меря ее применение позволяет получить надешше ре--зультаты. ■

Поскольку функция источника, icaïc правило, зависит от вида-спектра S (X,Y,/,6>,i) , следует окидать, что численное решение неоднородного уравнения тем точнее, чем точнее однородное уравнение. При типичных степенях неоднородности исходных волновых полей она достаточно точно (с ошибкой менее 20 %) передает основные особенности интегральных характеристик спектра S(4,6)

Задача реализована дата сетки 2,5x2,5 Число,расчетных точек Мх= 17,ЛУ = 21. Расчет эволюции спектра волн на сетке 17x21 узлов на 12 часов при л t = о,5 часа для 25 составляющих по частоте (<•</") по 12 направлениям ) имеет довольно небольшие ■ затраты рабочего времени на одной из. совремешнх быстродействующих ЗБМ типа PCfSUPER AT

Тротья глава посвящена исследовании функции источника. Правая часть уравнения бачанса аппрокстотрована, согласно модели

lvC4А1С1990), тремя кошонентами С,ч , (поступле-

ние энергии от ветра, диссипация и межволновое взаимодействие), ' Колшоненту^/i , определяют на'основе эмпирического соотношения, при получении - которого учтена математическая модель Майлза взаимодействия осреднекного' воздушного потока с волнами.

-Функция источника Евуровой подкачки ¿юкет быть записана в ви-

де:

С ¡п. (/, О) = т ах ооъ иГ (¿в со«,

¿¡г (в- ()

гг

- 0)- {) 3 С/. 9), О] (5) '

где / - частота, 9 - направление спектральной плотности волны,' и? - углоъая частота, и» \\ 0 - величина и направление скорости трения, СР - фазовая скорость волновой компоненты ¿>(/, 9) , 21г (9-1)¡¡г „ направление ветлового вектора волновой компоненты .

5С/, отношению к .оси X . Константб 0,0003 получена для 0,-25 Д/Д, ,. г-е. четвертая часть отношения плотности воздуха • к плотности воды, и» - скорость трения. ■

•Согласно (5), "нергия от ветра поступает только б ту область волнового споктра, в которой со5 _ , на более низ-

ких частотах снабжения вата энергией возможно лишь за счет компоненты Сле .

-Компонента ¿¡ли (. описйзовдэя фушодао диссипации, принята в виде:

, • <7. о) = -¿.6 \->х)¡¿Кк (.О) £ (/, 9) (6)

где - волновое число волновой кодшонентн С/. О) ; Т - средняя частота секгра. в-точка; £ - волновая дасперсия в точке и ' К ~ среднее волновое число спектра в точке. Средние величины / , ' Е а К функционально -зависят от, спектра,

-Для компонента Сщ (функция мекволнового взаимодействия) используются описания Хаосольмапа, а исходные выракекие приняло в . виде . ■ .

'1 ' ыф+иг(Ы- иг(кь)-иг(к)) (7) ; • С (К.К*Х.К)(А &®и (Н))--АЮ А &) (А(К,)+А (Кг)).

где С - соответствующая вероятность для'Чотырвх воля, сГ(К)-дельта функции Дирака.

Дельта функции в интеграле Еолъцман". (интеграл в правой части) избирает частоту и полный волновой вектор, соединяя наборы волновых векторов. Такая процедура называется резонансным квадратом в восьмимерном прострг стье, из набора четырех волновых векторов,

В модглн Me J U/A Ai для решения интеграла мензолнового ззэиио- • действия (7) используется приближение дискретного взаимодействия, предложенное Хассельманоли Суть его заключается в переходе от пятнрагчерного пространства резонирущого "вадрупл та л очень • простому цвухксоргошатному пространству с только одним типом квадруплета.

В связи с.большим теоретическим и практическим значением вопроса о рола елабонелияейнах эффектов ;в процессе генерации ветрового волнения, автор диссертации счел целесообразным исследовать" функции ме холнового взаимодействия. Исследование компонента проведено в двух аспектах. Детально обсуждается, с целью включз-1Г.1Я в рабочую модель, разработанный Хассзльманом алгоритм дискретного зрибликения интеграла (7). Затем для двух ачпрокспмирую-иих спектров JONS WA Р (для пкг.оватости J- - I, 3,3, 7) (табл. Т.) и ЛОГОИНа (для скоростей зе*ра 5, 10, 20 м/с) исследовались форш компонснти Gnt . - 1

Анализ'испытания модели/ев'М4$п0казыва«.\ 'что:

- Аппроксимация спектра -ЯЖ^УРотракает более; подхо дяпуи волновуо каришу, чеп спектр ЛОГОЩа, гак как спектр ЛСГСИНа обладает. вторым, явно вцракеннш максимумом я минимумом в окрестности точки, где аппроксимация спектра перехода в равновесный интервал. .

- Результат« расчета Gnt , G i/i , L/Vü показкваит, "iro отмечаемся большая область частот, в^котор'ой энергия не поступает от ветра, Gin. . В аппроксимации спектра ЛОТСИНа ее оказывается недостаточно .для покрытия су?а\»арзой мощности, необходимой дня формирования низкочастотной области, если да;щ принять, что диссипация равна нулю. Это расхождение увеличивается по мере развития волнения и но мере перехода к болое вязким частотам.

. - Анализ исЬытаний алгоритма расчета функций источника в моделиliediWAWпоказывает, 'что разработанный алгоритм позволяет получить достаточно устойчивые результаты расчета интеграла ела-

бокеликейяого переноса энергии при сравнительно ограниченных затратах' времени счета на ЭВМ средних возможностей.

Таблица I

Сравнение суммарного значенля ^уккщш воточнят, -в модели/г^АМ щш спектра ТаЫз^ЛР ,</"=3,3

Т

1-

* ЦСг

Ско- | роетъ;

росте,г . вМЕа.'Ам .ус

Ум/с; •

Сп1 ,пг

с*{

5 10 20,

10 : 20

0,225 0,947* 10'

Г2 г!

0

0,159

0,272' КГ"1 0,113-Ю"* 0,537-Ю"1 0,025-Ю"4

\-4

-0,239-Ю~9 0,163-Ю"6 0,169-Ю"6 -0,9.32-Ю"8 0,134*10"? 0,247-КГ4

п тпе .тп-3 п гаа. тг.-З

20 0,098

0,ШЗ 0,526

2,78.

-0,752-10"' 0,106-Ю"^ 0,188.10' ч-7

0,113.10"* -0,278-10 0,597-10" 0,710-10' 0,209.10"3 -0,483-Ю"6 0,235-Ю"3 0,443.10'

3

0,223-10'

гЗ

•0,515-Ю"6 0,432-Ш~3 0,266'ДО"3'

■ В четвертой главе представлены результат '.тестовых испытаний модели. Ввиду отсутствия необходимых наблюдений за волнением на акватории Аравийского моря, проверка модели выполнена по системе двух тестов адвективного и настроечного, и хеста на поворот ветра. ^

- Адвентивный тест (функция источника равна пул), ! ' -

■ Цель данного теста - проверка корректности численного реше- .

дош адвективной части модели.

Расчет сопоставлялся о кочнам решением для численных схем Лакеа-Вендроффа п Эйлера, согласно которому узкий пакет волн с, яеоуаей частотой /я,а, 'и шириной л£ , заданный в начальный момент времени на границе канала при свободном распространении

уширяется по пространству до закону V

(8)

Результаты расчетов, .описывающие ударение пакета по пространству и характер изменения спектра 3 (^)в точках сосредоточения максимальной энергии, распределение энергии на пяти ¿/шеасах времена (0, 6; 12, 18, 24 часов), показывают, что энергия волнового пакета перераспределяется ио пространству таким образом, что его

и

ширина растет пропорционально времени "Ь ? полное соответствии-с соотношением (8). Полная энергия-волн сохраняется. Трансформация одномерного спектра 5^) при распространении пакета по . пространству показывает, что наряду с убыванием амплитуды волн с пройденным расстоянием X по закону ~ х форма спект-

ра из-за его существенной узости и малого ин'*¿рвала вре-

мени эволюции практически но изменяется.

. Таким образом, адвективный тест подтвердил определенную степень эффективности ..збранной нами реализаций численно!5, схемы конечных разностей первого к второго порядка точности.

- Настройка модели на интегральные эмпирические зависимости, .Данный тест используется для уточнения параметризации функции

источника модели, т.е. для "настройки" модели на известные эмпирические зависимости.

Для настройки модели принято обобщенное эмпирическое соотношение (дисперсия (5а и частоты /мах от разгона з; и времени £ ). Для безразмерных величин 5а и установлены закономерности с точность« до разброса эмпирических данных.

Тестирование обобщенных характеристик <эг(£.) , ?тах(^) и > для развивающегося и установиыаегося волне-

ния позволяет отметить следующее. В целом тестируемая модель близка к эмпирической аппроксимации, и поэтому ее ;/,о:кно отнести к моделям первого уровня адекватности. Диапазон изменения параметров счета л:с ,■" ау условий волнообразования Ы и а: и диапазон частот ^ практически таковы, что ио-пно считать полученные результат!.! отра.чшюа^ми, реальное разнообразие волнообразования в " исследуеиоа акватории.

Анализ одномерного и двумерного спектра для скорости негра 20 м/с и аагоп^по времени 10, 20, 40, 60л± , где лt - 300 с, характеризуется /та*, соответствующим эмпирической форме (расхождение в пределах из превышающей ошибки эмпирических соотношений) . • •

- Для тестирования характеристик зыби использовался тест поворота ветра. Начальное однородное поле волн задавалось спектром затравочного для первого этапа до момента установления спектра,

а после этого ветер изменялся на противоположное направлений.

Цель данного теста - установить модельный характер измене-

кия спектра затухания при смене направления, эволюции спектра при усилении ветра с 10 до 20 м/с'.

Анализ показывает следующее. Спектр 2(^,0) в начальный момент имеет оцин максимум, который с увеличение« продолжительности действия ветра (увеличением расчетного шага) смещается вле-оо, что зафиксировано на 45 шагу по времени, где л-6 ^ зоо .с. Направление и скорость ветра изменены на 50 шаге.' Спектры, вычисленные на 60 и 75 шаге, отражают изменение двухмерного спектра. Появился второй максимум, который насыщается энергией, сравнимой с первым максимумом..Это можно объяснить, во-первых, адвективным переносом энергии по изменившемуся'направлению ветра, во-вторых - начальной энергией локмыюго ветра в области второго максимума. Уменьшение эпергии ^ области п •рвого максгчума помимо отмеченного обусловлено таккз диссшативкш. фактором.

Еа 100-м вагу энергия в области второго максимума превышает энергию первого максимума. болэе чем з 2 раза.

Описанная картина физически обоснованна, и именно, она. должна проявляться в результатах расчета.

В пятой главе описана система динамического согласования полой ветра и атмосферного давления как эффективного средства расчета характеристик гетра --входных данных в волновой модели. Для характерных синоптических ситуаций летного и зимнего муссона", в северо-восточной части Индийского океана представлена статистика надежности расчета полей" ветра. •

В связи с недостаточный! ко личе ствол! данных о скорости-г направлении ветра на океанской, акватории, и в связи с невозможностью организации наблюдений, в узлах регулярной сети, идя получения достоверной оценка о ветровых полях, требуется решить задачу динамического согласования полой ветра и давления с помощью системы полных уравнений гидротермодинашкя в баратропном варианте.

Итерационный процесс динамического согласования полей с по-мопью метода Эйлера с пересчетом включает в себя численное интегрирование прогноз "вперед-назад". Ханднй из прогнозов вперед п. назад состоит из двух циклов вычислений, а весь, вычислительный . проиесс в пределах одной итерации является четырехкратна';.

Циклы прогноз "впзре.д-назад" повторяются многократно ( V* = - I, 2, 3,...)до тех пор, пока и и ^практически перестает из- • меняться от цикла к циклу.. Признаком сходимостиитерационного .

процесса и установит я режима адаптация является выполнение дня всех узлов неравенства

Щ*- и *1<£111*1,

где £ - критерий с кошвдссги, |) - колер итераций.

В качестве исходных. данных использованы поля атмосферного давления на уровне, моря,- представленное на прнзешнх картах тропической зоны Индийского океана. Такие ка^ты два раза б сутки (СО й 12 ч по Гринвич' с кому времени) составляются и анализируются в отделе анализа мировых метеорологических сводок в Гидрометеорологическом центре (г. Москва) ./На основе представлений о сезонных особенностях крупномасштабных процессов .^/ссонной циркуляции в северо-восточной части Индийского океана и синоптических условий, анализ которых опубликован в работах автора диссертации (в Центре морских наук и .исследования ресурсов, г! Аден), выбраны дачные за два периода: с зимним муссоном за 20-22 января и летюш муссоном за" 01-03 паля 1950 г.

За начальные нрибяшкегая по и и сГ приняты рассчитанные составляющих скорости гоостраййческого в&тра, при расчете которых узлам,сетки, располопенннм на параллелях 0,5 0 а -5 соответственно, приписывались значения широты у5 = 10 0 и -10

Для перехода от градиентного ветра к ветру непосредственно над морем принимались посто/шши зюэфйицяенти для отдельных сезонов года. Так, для зимних месяцев ьтот коэффициент был принят равшм 0,7, для летних месяцев 0,5 на высоте 10 м над уровнем «орд.

Вычисления выполнялись идя шага по времени л-Ь - 600 с и критерия сходимости <? = 0,05, что обеспечивало условия сходимости через 16-21 итераций. При зтом допустимая ошибка составляет 15 % от. действительного ветра; ,

Естественно предположить, что если бн в схеме согласования п^ле Г но являлось' закрепленным, а изменялось, то для достижения процесса адаптации (при фиксированном ) потребовалось еще меньше.итерадаа.

Для оценка точности восстановления поля ветра со всех карт снимались данные и фактической скорости ветра по судовым наблюдениям У* которые сравнивались с расчетной величиной Ур в ближайшем узле.

Коэффициент корреляции V* и У» составляет около 0,8 (в зимний и летний периоды), среднее квадратического отклонения 0,56 и 0,57. Если учесть допустимую ошибку скорости ветра 2,5 м/с, то измерение и модельные результаты согласуются в 85 % случаев.

Таим образом, применение метода динамического согласования оказалось эфтяктивным для расчета'скорости ветра и восстановления поля ветра по полям атмосферного давления в тропической зоне'Индийского океана, вююч.ая экваториальную зону. .

Мотод хорош тем, что:

1) он избавляет от трудности использования гсострайичесг.ого прябликения в прогнозе;

2) в экваториальном поясе не проводится интерполяция;-,.

3) наилучшим образом происходит согласование между полями • ветра и давления.

Таблица 2

Оценка расчетных скоростей ветра на основе динамического согласования гарт за 01-03 июля 1990 г. (00 и 12 ч дня)

» пп ! ! ! ! 1 т 1 г 1 | V; «/с I { V* "/с ! л =--/'/,-У*/ 1 ¿ОО

I 15 52,5 12,5 10,8 1.7 13,6

2 10 52,5 20,0 22,4 . 2,4 12,0

3 • 7,5 50,0 10 .9,7 0,3 3,0

75 -10 70 5 • 6,5 1,5 30,0

Средаае значение 11,9 II,9 1,2

Коэффициент корреляции 0,8

Среднее квадрагическое отклонение 0,56

'Основные результаты диссертации, сформулированные в'заключении, сводятся к следующему: .

I. Детальный анализ современных моделей расчета ветрового волнения показал, что наиболее об-ьекпшнуа и достоверную информацию о параметрах волн дапт спектральные дюдэли, поскольку позволяют учитывать несгациокарность и неоднородность условий '

волнообразования.

2. 3 качестве оптимальной схомы уравнения баланса полного;} энергии, шм'открытой акватории была выбрала схема Лакса-Веидроф-фа, обладаю!^ вторш порядком точности. Па гадких границах попользовалась схема Эйлера первого порядка точности.

3. Правая часть уравнения баланса, описывающая физический механизм, формирующий спектр ветрового волнения, била выбрана

в соответствии с моцельвА^о/^АМ (1990), что оказалось приемлемым в рассматриваемой постановке задачи.

4. Результаты расчетов .по система тесгоэЗуЛ/ч.Р показали высокую эффективность модели. В частности, оказалось, '-по потери энергии, визванние разностной аппроксимацией равнения баланса, не превышают 0,1

проверка модели по система настроечного теста подтвердила близость ее эмпирическим аппроксимациям. Ошибка отклонения интегральных характеристик для установившегося волнения {£'(?.) и _ меньше 10 ^ и развивающегося волнения ) и )

меньше 20/5.

' ' . 5. Методика динамического согласования полей ветра и давления, используемых в модели, показывает высокую корреляцию (0,8) между наблэденнш.гл и расчетными значения;,«. Это дает основание, что изложенная методика расчета ветровых полей может успешно применяться в тропической зоне Индийского океана и тем самым позволяет обойти трудности, возникающие в низких широтах при использовании геоотрайгческих формул.

6. Наблюдается хорошее согласование мекду результатами расчета но модели и картами волнения в период зимнего и летнего мус' сонов идя данного района, что дает основание .для практического

использования модели при решении ряда задач.

7. Ярограммный комплекс доведен до вида, который могло представить для широкого практического 'использования на Персональных компьютерах при раочете волнения в северо-восточной части Индийского океана.

8. Результаты выполненных исследований позволяют впервые -для Республика Еемен получать подробную информацию с--состоянии ■ морской поверхности на современном уровне.;

Основное содержание работы отраяено в следующих публикациях:

1. Омар Авад Г. Субейх, Спиридонов В,Л. Долгопериодные изменения климатических факторов в Аденском заливе и их периодичность // ""р. 1ЩИР, Аден, Серия: Океанология. - 1987. - Bim. 2, Я 3. « 53 с.

2. Омар Авад Г. Субейх и др. Метеорологические условия в Аденском заливе // Тр. ЦМНИР, Аден. Серия: Океанология. - 198?. -- Был. 2, & 4. - 65 с.

3. Омар Авад Г. Субейх, Литвиненко Г.И. Вероятностные характеристики тропических наклонов Аравийского моря. - Деп. Укр. ВИЕШ, № 616, 06.05.91. Ук 19. - Одесса, 1991. - 34 с.

4. Омар Авад Г. Субейх. Расчет приводного ветра в тропичес- . кой зоне Индийского океана, - Дех., Укф. BifflPiffl, Л 1515, 26.11. 91. Ук 91. - Одесса, 1991. - 16 с.

5. Омар Авад Г. Субейх. Моделирование спектральных компонентов уравнения баланса волновой энергии. - Дея. Укр. ИНГЭИ,

Ü 285, 04.03.92. Ук 92. - Одесса, 1992. -22 с.

6. Omar Anadh G. Subeih. Basic of.n tcorologic conditions . in the (ïu'if oi Aden Ilegion. •*SRüC, Series A, Ocefiiiography,

vol um 1, îï°3, 12 p. .

7. Отглг Av;nclh G. Subs ill. snd Piohura «T. Occanojrapiiic conditions of the Gulf of Ader», MSKRC, Series A, Oceanography> .

volum 1,2,34 p.

8. Omar Aimdh G. Subeih, Piohura J end Stirn J. First results from the network of automatic weather stations in Yemen. MSfiRC, Series A, Oceanography, volœe 1, li°4,- 4 p.