Гидродинамический метод прогноза синоптических колебаний уровня и течений Каспийского моря

Вербицкая, Ольга Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Гидродинамический метод прогноза синоптических колебаний уровня и течений Каспийского моря
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Гидродинамический метод прогноза синоптических колебаний уровня и течений Каспийского моря"

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ)

На правах рукописи

Вербицкая Ольга Александровна

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОГНОЗА СИНОПТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ И ТЕЧЕНИЙ КАСПИЙСКОГО МОРЯ

Специальность: 25.00.28 - «океанология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва, 2004

Работа выполнена в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре РФ (Гидрометцентр России)

Научный руководитель:

Кандидат физико-математических наук

О. И. Зильберштейн

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук

Кандидат физико-математических наук

В.Н. Зырянов Н.А. Дианский

Ведущая организация:

Каспийский морской научно-исследовательский центр

Защита состоится /£ ^¿УЖ^/л,- 2004 года в 15 часов на заседании диссертационного Совета К327.007.01 по присуждению ученой степени кандидата наук при Государственном океанографическом институте по адресу: 119034, г. Москва, Кропоткинский пер., д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного океанографического института.

Автореферат разослан

2004 года.

Ученый секретарь диссертационного к.г.н.

совета,

Н.В. Жохова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем современной океанологии является изучение изменчивости океана и ее прогноз. Для успешной работы организаций, связанных с морем, необходим прогноз основных характеристик режима моря: температуры воды, солености, ледовых явлений, уровня моря, течений, волнения.

Акватория Северного Каспия в значительной мере подвержена воздействию сгонно-нагонных колебаний уровня моря, сопровождаемых интенсивными течениями. В случаях экстремальных штормовых нагонов, приносящих значительные разрушения на побережье (например, штормовые события 1952 и 1995 гг., приведшие к катастрофическим последствиям), нагонные волны проникают далеко за береговую черту (иногда на десятки километров, затапливая огромные пространства суши). Обширные мелководья, низкие пологие берега при сильных ветрах способствуют развитию штормовых событий, особенно в осенний и весенний сезоны. Поскольку побережье Каспийского моря густо населено, катастрофические нагоны могут приводить к весьма тяжелым последствиям и человеческим жертвам. Прогноз сгонов (их величина обычно превышает величину нагонов) также важен, поскольку, помимо угрозы безопасному мореплаванию, угрожает нормальной работе водоемов-охладителей атомных станций расположенных на побережье.

Ухудшение экономического положения на пространстве СНГ в 90-е годы, естественно, отразилось на состоянии наблюдательной сети прикаспийских стран. Значительная часть гидрометеорологических станций была закрыта. Качество наблюдений ухудшилось. Все это не могло не сказаться на качестве и количестве поступающей оперативной гидрометеорологической информации. Это, в свою очередь, отразилось на качестве прогнозов, так как до сих пор для составления региональных морских прогнозов до сих пор используются регрессионные методы, для которых чрезвычайно важно своевременное поступление срочных данных об уровне моря и метеорологической обстановке в регионе.

Основной целью диссертации являлась разработка гидродинамического метода краткосрочного прогноза колебаний уровня и течений в Каспийском море на основе оперативного метеорологического прогноза. Адекватный учет многообразия природных факторов, имеющих существенную

вость, позволяющий прогнозировать штормовые колебания уровня моря и течений на весьма обширной акватории определяет научную новизну работы.

В соответствии с этим в работе решались следующие задачи:

1. Изучение особенностей короткопериодных (от нескольких часов до нескольких суток) колебаний уровня моря и течений, их формирования и трансформации на мелководье.

2. Адаптация трехмерной бароклинной гидродинамической модели с учетом осушения и затопления прибрежных территорий к акватории Каспийского моря.

3. Выполнение специальных численных экспериментов по моделированию и сравнению с наблюдениями экстремальных исторических штормовых ситуаций на Каспии.

4. Разработка методов и оптимального программного обеспечения обработки входной прогностической метеорологической и гидрологической информации для расчета и интерполяции приводных (приземных) значений атмосферного давления, касательного напряжения ветра, расхода рек, испарения по акватории, положения кромки льда, топографии прибрежной зоны и др.

5. Представление результатов прогнозов (временные ряды значений уровня моря и течений в конкретных пунктах и цифровые поля указанных характеристик, в том числе в графическом ви-

6. Разработка методов оценки качества морских гидродинамических прогнозов, включающих необходимые статистические оценки с учетом требований действующих нормативных документов и опыта индустриально развитых стран.

7. Проведение испытаний прогностического комплекса «Метеорологическая модель - Морская гидродинамическая модель» в течение нескольких лет в рамках Автоматизированной системы обработки оперативной информации Гидрометцентра России.

Теоретическая и практическая ценность работы.

Впервые в России выполнено интегрирование 2 прогностических моделей - оперативной региональной модели атмосферы Гидрометцентра России (автор В.М. Лосев) и оперативной морской модели штормовых колебаний уровня и течений Каспийского моря, включая оперативные данные по ледовой обстановке и суточному расходу реки Волги.

Разработан метод опенки качества прогнозов уровня моря в соответствии с действующими нормативными документами Росгидромета и проведена детальная оценка качества прогнозов уровня моря. Так как технология работает в оперативном режиме, статистические оценки качества продолжают регулярно рассчитываться и уточняться. Эти работы проведены автором.

Работа выполнена в рамках тем ГНЦ - Гидрометцентр России Проект 2.7 «Трехмерная гидродинамическая модель уровня и течений Каспийского моря» и ФЦП «Экология и природные ресурсы России» тема 1.5.1.2 ЦНТП-5 «Разработка новых и развитие существующих методов и технологий оперативного диагноза и прогноза гидрометеорологических параметров морской среды в интересах обеспечения морских отраслей экономики и обороны страны».

Основные положения, выносимые на защиту.

2. Разработан и внедрен в Автоматизированную систему обработки оперативной информации Гидрометцентра России метод гидродинамического краткосрочного прогноза уровня моря и течений в Каспийском море.

3. Метод оценки качества прогнозов уровня моря удовлетворяет Требованиям Действующих нормативных документов Росгидромета.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5-и глав, заключения и приложения. Работа изложена на 175 страницах, содержит 14 таблиц и 58 иллюстраций, 28 из которых приведены в Приложении. Список использованной литературы содержит 190 наименований, из них 72 на иностранных языках.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах и Ученых советах Гидрометцентра России и ГОИН, а также на международной научно-практической конференции «Проблемы гидрометеорологии и экологии» (Алматы, Казахстан, сентябрь 2001 г.); «Информационные ресурсы об океане - актуальные проблемы формиро-

вания, распространения и использования в научных исследованиях и в морской деятельности», г. Обнинск, 8-10 октября, 2002; "Освоение шельфа арктических морей России (RAO-O3)" (Санкт-Петербург, 2003); VIII международной научно-технической конференции «Современные методы и средства океанологических исследований» (Москва, 2003); «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии» (Санкт-Петербург, 2004 г.).

По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Благодарности. При выполнении работы автор пользовался помощью и советами сотрудников Лаборатории морских прикладных исследований, а также коллег из других подразделений Гидрометцентра России. В действующей оперативной технологии прогноза были использованы их программные разработки, методические и технические достижения. Автор выражает всем искреннюю благодарность.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, излагаются её цели и задачи работы, научная новизна, теоретическое и практическое значение.

Глава 1. Методы расчета к прогноза колебаний уровня моря и течений

В главе, носящей обзорный характер, анализируются существующие российские и зарубежные методы расчета и прогноза краткосрочных колебаний уровня моря и течений. Показано, что до нынешнего времени в оперативной практике использовались в основном физико-статистические методы прогноза уровня моря, основные ограничения которых - возможность составления прогноза для одного пункта только при наличии в этом конкретном пункте длительных рядов качественных наблюдений над уровнем моря. Часто при переходе на независимый материал точность этих прогнозов снижается. Прогностические зависимости, построенные на основе методов спектральной регрессии, позволяют минимизировать этот недостаток, однако также требуют длительных рядов наблюдений и очень трудны в реализации.

Прогноз морских и океанских течений является одной из самых трудных задач практической океанографии, так как из-за отсутствия

достаточного количества наблюдений не разработаны или не проверены методы прогноза течений, которые могли бы использоваться в оперативной практике.

В ситуации, когда нет длительных регулярных морских наблюдений, единственным эффективным средством получения информации является численное моделирование и разработанные на его основе гидродинамические методы (расчета) прогноза колебаний уровня моря и течений. В связи с этим более подробно рассмотрены гидродинамические модели колебаний уровня моря и течений, используемые в научных целях и практических расчетах. Приведен обзор существующих оперативных технологий прогноза параметров морской среды, основанных на двух- и трехмерных гидродинамических моделях. Развитые до оперативных технологий, они успешно используются для обеспечения безопасности мореплавания и предупреждения населения об опасных подъемах и спадах уровня моря, а также минимизации негативных последствий стихийных природных и техногенных катастроф.

Глава 2. Физико-географическая характеристика и изученность гидрометеорологического режима Каспийского моря

Приведены общие сведения о физико-географических условиях, присущих Каспийскому морю. На основе собственных исследований и литературных данных рассматриваются основные факторы, обуславливающие колебания уровня моря и течений различного временного масштаба: многолетние, межгодовые, сезонные и кратковременные.

В многолетних колебаниях уровня Каспийского моря видимая закономерность отсутствует. На эти процессы оказывают влияние климатические изменения (от 2-5-летних до квазивековых), тектонические процессы и хозяйственная деятельность человека.

Сезонные колебания уровня вызываются изменениями водного баланса в течение года и имеют четко выраженный циклический характер. Самое низкое в году положение уровня моря наблюдается в зимний период (декабрь-февраль), а затем начинается его повышение до июля с наибольшей интенсивностью роста в мае. Основная часть воды приходит с речным стоком 60-90%, в котором доля Волги составляет 76%. В Северном Каспии, куда поступает основная часть речного стока, многолетние изменения сезонного хода выражены наиболее ярко, а размах колебаний больше, чем в остальной части.

Наиболсе значительные сезонные колебания уровня моря отмечаются в мелководной части устьевого взморья Волги, в особенности у морского края дельты, где в среднем они достигают 1 м и постепенно уменьшаются в сторону моря до значений, характерных для сезонного хода всего Каспийского моря (30-40 см). Паводочная волна распространяется с севера на юг по акватории с запаздыванием от одного до двух месяцев, поэтому время наступления максимальных уровней в пунктах на южном побережье происходит с таким же опозданием.

Кратковременные изменения уровня Каспийского моря происходят при постоянном объеме воды. К внешним силам, изменяющим положение уровня моря, относятся касательные напряжения ветра, изменения барического давления над поверхностью моря. Максимальные величины (размахи) непериодических колебаний уровня моря достигают в северной части Каспийского моря 2,5-3 м (Гидрометеорология и гидрохимия морей, 1992). Например, во время нагона в ноябре 1952 г. величина нагона в п. о. Тюлений составила 238 см (относительно среднемесячного уровня моря), а в п. о. Искусственный -309 см. Характерный период развития нагонов обычно составляет от нескольких часов до нескольких суток.

Уровенная поверхность Каспийского моря даже при многолетнем осреднении не представляет собой горизонтальную плоскость, а имеет более сложную форму в которой отчетливо прослеживается уклон водной поверхности вдоль меридиональной оси с севера на юг. От широты Форта Шевченко до южного берега Каспия (Иран) в сред-немноголетнем осреднении он составляет 1,8 см на 100 км. Тогда как уклоны водной поверхности от морского края дельты Волги до о. Тюлений составляют примерно 1 см на 1 км (Устьевая область Волги, 1998).

К причинам, вызывающим течения на Каспийском море, относятся ветер, сгонно-нагонные явления, распределение плотности воды, речной сток, ледовые условия. Основным фактором, формирующим поле течений в Каспийском море, является ветер, преобладающим видом течений - ветровые. Течения, обусловленные остальными факторами, пока изучены недостаточно. Многолетняя и сезонная изменчивость течений связана с изменением режима ветра, стока, зарастанием мелководий и наличием ледяного покрова.

Очевидно, что среди морских прогнозов на Каспии наиболее важными являются оперативные прогнозы уровня моря, для выпуска

которых до нынешнего времени использовались регрессионные методы.

Глава 3. Трехмерная гидродинамическая бароклинная модель

Для расчетов уровня моря и течений в, Каспийском море используется трехмерная гидродинамическая бароклинная модель со свободной поверхностью (Попов, 2004). Исходная система уравнений в декартовой системе координат в приближении гидростатики и плоскости записывается в виде:

Начало координат расположено на невозмущенной поверхности моря, ось 1 направлена вверх, ось у направлена на север, ось х - на восток. Использованы следующие обозначения: параметр Кориоли-са; р - давление; р - плотность; Т - температура, S - соленость,

и,V,и'- составляющие поля скорости по осям х, у, г соответственно; гравитационное ускорение.

Давление представлено с использованием уравнения гидростатики:

Р = i PSdz = Pa + P. + P С SC »

(8)

где отклонение свободной поверхности от невозмущенного положения определяет внешнюю баротропную составляющую давления; р(- плотность в поверхностном слое. Nt,Nh- коэффициенты

вертикальной и горизонтальной вязкости; К. - коэффициент вертикальной диффузии. - внутренняя бароклинная компонента

давления; ра - атмосферное давление. Горизонтальная турбулентная диффузия не учитывается.

Коэффициент вертикальной турбулентной вязкости Nz задается переменным по глубине (Kochergin, 1987):

где см1 = 0,05 - коэффициент пропорциональности; км, - толщина перемешанного слоя, которая должна быть задана априори, например, на основе данных наблюдений над температурой и соленостью; Бм -число Шмидта, которое определяется через число Ричардсона

Таким образом, интенсивность турбулентного перемешивания зависит как от скорости течения, ее вертикальных сдвигов, так и от стратификации.

На твердых боковых границах задается условие прилипания, т.е. равенства нулю нормальной и тангенциальной компонент скорости.

На поверхности моря задаются касательные напряжения ветра, кинематическое условие и отсутствие потока плавучести:

Л д» дс дС дс др п

& (к

(И)

На дне принимается квадратичный закон трения, задаются кинематическое условие обтекания течением неровностей рельефа дна Н(х,у) и отсутствие потока плавучести:

ди д» Ш сН др „

Л^х— = тьг. И,— = тЬу, н + V— = =

02 дх дх ду дх

(12)

где ¿7а- вектор скорости ветра,

Сл=3,2*10'6; (?Ьх,?ку) = (аиь ¿^¡.¿¡^¡¿ф, 0Ь - вектор придонного

течения, а = 2,5-10"3.

Описан алгоритм учета осушения и затопления прибрежных территорий. Учет этого явления очень важен, так как во время штормовых ситуаций нагонная волна может проникать далеко вглубь суши. Численные эксперименты показали, что использование этого алгоритма в расчетах важно не только для определения зон затопления или осушения при нагонах или сгонах, но и для получения достоверных оценок величин нагонов или сгонов, а также скоростей течений в прибрежной зоне. Тот факт, что задается не только батиметрия, но и топография прилегающей территории, позволяет проводить расчеты при различных отметках стояния уровня Каспийского моря.

Выполнены расчеты для нескольких экстремальных штормов. В качестве метеорологической информации использовался ветер, изме-peнный в пунктах о. Искусственный, Каспийский, о. Тюлений, о. Ку-лалы, о. Пешной. Эти же штормовые ситуации были рассчитаны на основе данных метеорологического реанализа NCEP/NCAR (Ка1пау а1., 1996). Задавался средний уровень Каспийского моря и расход Волги соответствующие месяцу, в котором наблюдалось рассматриваемое штормовое событие. Сравнивался расчетный и наблюденный уровень моря в пунктах о. Искусственный, Каспийский, о. Тюлений, о. Кулалы, о. Пешной. Также оценивалась зона затопления.

Численные эксперименты показали, что модель адекватно отображает экстремальные штормовые события.

Глава 4. Технология краткосрочного гидродинамического

прогноза штормовых нагонов в Каспийском морс

В течение 1998-2001 гг. в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре России (Гидрометцентре России) был разработан метод гидродинамического прогноза уровня моря и течений:

1. В основе численной реализации метода лежит трехмерная гидродинамическая бароклинная модель. Используются климатические сезонные поля плотности морской воды.

2. В модели применяется новый алгоритм осушения и затопления прибрежных областей. Учет этого явления очень важен, так как на низких равнинных побережьях нагонная волна может распространяться далеко вглубь территории. Данная процедура также позволяет правильно рассчитывать колебания уровня моря и скоростей течений. Пренебрежение этим эффектом может приводить к завышенным оценкам величин экстремальных нагонов.

3. Задается батиметрия, соответствующая современному положению среднего уровня Каспийского моря. Предусмотрена возможность проведения расчетов при различных положениях среднего уровня Каспийского моря.

4. Моделирование осуществляется для всей акватории Каспийского моря, что позволяет получать прогноз в виде полей уровня моря и скоростей течений на стандартных горизонтах для всей акватории моря, а также в виде временных рядов уровня моря в любом пункте (в том числе для районов, где наблюдения отсутствуют).

5. В качестве входной метеорологической информации используются прогностические поля приземного атмосферного давления с заблаговременностью до 48 ч и дискретностью 6 ч, полученные по региональной модели атмосферы, действующей в Гидрометцентре России. На основе этой информации по специально разработанной методике рассчитываются поля ветра. Прогноз составляется 2 раза в сутки, сразу после завершения расчетов по метеорологической модели. Заблаговременность морского прогноза определяется заблаговре-менностью метеорологического прогноза и составляет 48 ч.

6. Учитывается ежедневный расход Волги (так как в основном Волга определяет фоновое пространственное распределение уровня в Северном Каспии).

7. При расчетах касательного напряжения ветра учитывается кромка льда 50% сплоченности, которая задается по еженедельному

прогнозу ледовой обстановки, выпускаемому отделом морских гидрологических прогнозов Гидрометцентра России.

8. Принято следующее допущение для задания водного баланса "расход Волги равен испарению с акватории всего Каспийского моря".

9. В качестве начальных условий по уровню моря и скоростям лечений на всех расчетных горизонтах используются прогностические значения с соответствующей заблаговременностью (12 ч), полученные с предыдущего расчета.

На рис.1 приведены наблюденные (точки) и прогностические (60 прогнозов на 48 ч, показанных кривыми) значения уровня моря в 4 пунктах Каспийского моря в ноябре 2003 г. Значения уровня моря даны в сантиметрах относительно среднего уровня за 30 суток предшествующих дате прогноза (расчета). Так как прогнозы составляются дважды в сутки (т.е. каждые 12 ч), то каждой точке на оси абсцисс соответствует до 7 прогностических значений уровня моря различной заблаговременности. Таким образом, рисунок позволяет оценить степень согласия расчетных и наблюденных значений уровня моря.

а) о. Тюлений б) о. Пешной

Рис. 1. Временной ход расчетного (линии) и фактического уровня (точки) в различных пунктах Каспийского моря в ноябре 2003 г.

в) Актау

г) Красноводск

Разработанный метод проходил испытания, которые показали, что статистические характеристики качества прогнозов уровня моря удовлетворяют требованиям действующих в РФ нормативных документов.

Глава 5. Анализ результатов и оценка качества прогнозов

колебаний уровня моря и течений в Каспийском море

Глава посвящена разработке методов оценки качества расчетов и прогнозов краткосрочных колебаний уровня моря и течений. Описана методика оценки качества краткосрочных прогнозов уровня моря и течений, установленная в РФ на основании действующих нормативных документов - «Наставление по службе прогнозов. Раздел 3. Ч. Ш. Служба морских гидрометеорологических прогнозов, 1982» и «Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов. РД 52.27.284-91, 1991».

Оценка точности метода прогноза колебаний уровня моря проводилась на основе сравнения прогностических значений с имеющимися данными срочных наблюдений над уровнем моря в пунктах, расположенных на побережье и островах Каспия и передающих информацию в оперативном коде КН-02. Для прогнозов уровня моря должны рассчитываться средняя абсолютная, средняя относительная, средняя арифметическая и стандартная ошибки, корреляция тенденций, оправдываемость прогнозов уровня моря, а также относительная ошибка определения пика нагона и времени его наступления. Прогноз считается оправдавшимся, если разница между предсказанным и наблюденным значениями уровня моря по модулю не превышает - изменчивость элемента за период наблюдений или период для которого проводится сравнение и рассчитывается только по наблюдениям. Формально оправдываемость методических прогнозов должна быть не менее 68%. Продолжительность испытаний методов краткосрочных морских гидрологических прогнозов должна составлять не менее одного года. Дня сокращения срока испытаний и получения статистически обоснованных выводов о надежности методов прогноза гидрометеорологических явлений с малой природной повторяемостью (опасных и стихийных) необходимо использовать независимый ряд наблюдений по архивам прошлых лет.

Поскольку гидродинамические прогнозы уровня до сих пор практически не использовались в России в оперативном режиме, предлагается собственный подход, опирающийся на статистические оценки с учетом существующих российских нормативных требований к морским прогнозам и сложившейся практикой использования оперативных технологий в индустриально развитых странах.

Статистические характеристики качества оперативных прогнозов уровня моря рассчитывались для пунктов Каспийского моря, передающих информацию в оперативном коде КН-02 не менее, чем за 4 срока в сутки.

В табл. 1 приведены среднеквадратическая ошибка прогнозов уровня в нескольких пунктах Каспийского моря.

Таблица 1

Средняя квадратическая ошибка прогнозов уровня в пунктах Каспийского моря за период с июня 2001 г. по декабрь 2003 г.

Заблаговременность, ч

Пункт 0 6 12 18 24 30 36 42 48

о. Тюлений 20,1 19,6 19,9 19,6 17,8 19,3 19,2 20,7 22,2

Махачкала 13,6 13,7 13,8 13,6 13.8 14,4 14,8 15.0 15,5

Актау 8,1 7,9 8,1 0,8 7,9 8,1 8,0 8,4 8,1

ф. Шевченко 8,9 12,5 9,0 12,9 10,0 13,4 10,1 13,7 10,9

о. Кулалы 12,7 11,8 16,1 11,9 17,3 12,4 17,5 14,0 18,8

о.Пешной 25,1 25,3 24,7 26,4 26,3 28,0 28,2 29,6 30,3

Красноводск 13,9 14,2 14,1 15,7 12,8 15,5 15,1 14,7 14,6

Куули-Маяк 7,3 7,7 7,3 8,5 8,1 8,0 7,3 8,3 7,3

Кара-Богаз-Гол 9,1 8,9 13,0 9,4 12,3 9,4 11,8 10,0 13,3

о. Огурчин-кий 10,5 11,0 12,0 11,3 11,8 11,3 11,7 11,4 11,2

В табл. 2 приведена оправдываемость прогнозов уровня моря и штормовых событий для различных заблаговременностей по месяцам и за период с июня 2001 г. по декабрь 2003 г в п. о. Тюлений. Средняя оправдываемость методических прогнозов штормовых нагонов с заблаговременностью 12 ч составляет 76%, что отвечает требованиям (Наставление..., 1982). Низкая оправдываемость прогнозов в летние месяцы связана с определением допустимой ошибки. Как уже отмечалось, допустимая ошибка прогноза равна 0,674 средней изменчивости прогнозируемого элемента за рассматриваемый период. Так, например, средняя изменчивость уровня моря в п. о. Тюлений в летние месяцы составляет 6 см, а в зимние - 22-25 см. Таким образом, допустимая ошибка прогноза уровня в п. о. Тюлений в летние месяцы бывает порядка 4 см, а в зимние 15-17 см.

Таблица 2

Оправдываемость (%) прогнозов уровня моря и штормовых событий (отклонение уровня от среднего уровня моря больше 40 см) за период с июня 2001 г. по декабрь 2003 г. о. Тюлений

Заблаго-времен- НОСТЬ,ч. Месяц Среднее Штормовые события

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 45 46 48 71 63 55 59 61 53 83 58 89 61 75

6 42 50 43 76 60 49 65 61 60 81 48 82 60 65

12 46 46 47 72 64 55 59 60 57 82 60 88 61 76

1В 35 48 44 74 56 53 59 56 58 81 53 88 59 70

24 49 54 42 66 57 59 66 64 67 87 63 93 64 77

30 45 54 37 63 48 53 62 59 65 84 56 86 59 63

36 48 54 36 59 60 58 67 63 68 85 66 88 63 64

42 39 46 35 56 53 52 63 45 70 81 56 83 57 61

48 40 47 41 60 51 48 54 85 70 82 60 80 60 63

Методики оценки качества прогнозов скоростей течений практически отсутствуют как у нас, так и в других странах. К сожалению,

В настоящее время у нас нет данных наблюдений та. скоростями течений, необходимых для оценки качества расчетов. Как уже говорилось выше, для оценки качества краткосрочного (до 3-х суток) прогноза параметров морской среды необходимо наличие непрерывного ряда срочных наблюдений за период не менее 1 года.

Основные результаты и выводы

При завершении работы получены следующие основные результаты:

1. Для акватории Каспийского моря реализована гидродинамическая бароклинная модель, учитывающая многообразие природных факторов, определяющих динамику течений и колебаний уровня синоптического масштаба. Данная модель была тщательно верифицирована на основе данных наблюдений над уровнем моря.

2. Существенным достоинством модели является возможность учета фоновых (долгопериодных) изменений среднего уровня Каспийского моря, на основе чего выполняется корректировка батиметрии бассейна и контура береговой черты.

3. Разработан метод гидродинамического краткосрочного прогноза уровня моря и течений, основой которого является трехмерная бароклинная гидродинамическая модель. Используются сезонные климатические поля плотности морской воды. Показатели качества прогнозов уровня моря, составленных с использованием данного метода, удовлетворяют требованиям действующих нормативных документов по службе морских прогнозов. Решениями Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизиче-ским прогнозам Росгидромета от 17 октября 2001 г. и от 14 октября 2003 г. было рекомендовано внедрить его в качестве основного метода краткосрочного прогноза уровня в Каспийском море. С июня 2001 г. технология включена в Автоматизированную систему обработки оперативной информации.

4. Важной особенностью разработанного и изложенного в работе метода является возможность получения пространственных оценок затапливаемых и осушаемых территорий. Приведены результаты сравнения расчетных зон затопления с данными авиаразведок, проведенных сразу после экстремальных штормовых событий, которые показали возможность и сравнительную успешность подобных прогнозов.

5. В качестве исходной метеорологической информации могут быть использованы цифровые поля приземного атмосферного давления, полученные по прогностической региональной модели атмосферы Гидрометцентра России.

6. Показано, что изменением плотности морской воды при краткосрочном прогнозировании можно пренебречь, поскольку этот эффект оказывает незначительное влияние на величину колебаний уровня моря и скоростей течений. Таким образом, в прогностических расчетах допускается использовать поле плотности морской воды, полученное методом гидродинамического диагноза и адаптации по исходному полю, построенному на основе обработки данных многолетних наблюдений.

7. В качестве начальных условий по уровню моря и скоростям течений на всех расчетных горизонтах используются прогностические значения, полученные с предыдущего расчета.

8. Верификация метода выполнена на основе сравнения результатов прогностических расчетов с данными наблюдений на станциях Каспийского моря, передающих информацию в коде КН-02. Оценка надежности и точности проводилась в соответствии с действующими нормативными документами Росгидромета и с учетом практики работающих оперативных технологий морских прогнозов штормовых ситуаций в индустриально развитых странах, опыт которых детально изучен и проанализирован автором в диссертации.

9. Разработано соответствующее программное обеспечение, объединившее в единую оперативную технологию основные составляющие метода: обработка и подготовка входной метеорологической, гидрологической и ледовой информации («препроцессинг»); трехмерная бароклинная модель, обеспечивающая расчет цифровых полей уровня моря и течений на различных горизонтах; обработка и представление результатов прогноза; расчет статистических показателей качества прогнозов уровня моря.

Список опубликованных работ

1. Калацкий В.И., Зильберштейн О.И., Сафронов Г.Ф., Баранова О.А Расчет параметров гидрологической дисперсии радиоактивных загрязняющих веществ (на примере прибрежной зоны Южного Каспия) // Труды ГОИН, Юбилейный сборник, 1995, вып. 2.

2. Zilberstein O.I., Tikhonova O.V., Baranova ОА, Safronov G.F. Hydrodynamic simulation of storm surge in the Azov Sea and pollution

transport between Azov and Black Seas // Proceedings of the Second International Conference on the Mediterranean Coastal Environment, Ankara, vol.3, 1995, p. 1633-1643.

3. Zilberstein O.I., Safronov G.F., Verbitskaya O.A., Popov S.K., Chumakov M.M. Integrated Methods for Obtaining of the Specialised Hy-drometeorological Information. // "Integrated Approach to Environmental Data Management Systems", Kluwer Publisher, 1997, - 15 p.

4. Popov S.K., Safronov G.F., Zilberstein O.I., Tikhonova O.V., Ver-bitskaya O.A. Density and residual tidal circulation and related mean sea level of the Barents Sea. // In Ocean Circulation Science derived from the Atlantic, Indian and Arctic Sea Level Networks. IOC Workshop Report No. 171 p. 106-131. UNESCO 2000.

5. Зильберштейн О.И., Сафронов Г.Ф., Попов С.К., Лобов А.Л., Вербицкая О.А., Чумаков М.М., Елисов В.В. Современные проблемы обеспечения изысканий на шельфе экстремальными и оперативными характеристиками уровня моря и течений // Тр. Пятой Международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России» (РА0-01). С.-Петербург, 2001. - С. 281-286.

6. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. Метод краткосрочного гидродинамического прогноза штормовых нагонов в северной части Каспийского моря и результаты его испытаний // Гидрометцентр, Информационный сборник № 29. - 2002. - С. 76-89.

7. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. Технология краткосрочного гидродинамического прогноза штормовых нагонов в северной части Каспийского моря // Тезисы докладов конференции «Информационные ресурсы об океане - актуальные проблемы формирования, распространения и использования в научных исследованиях и в морской деятельности», г. Обнинск, 8-10 октября, 2002.-2002.-С. 171-173.

8. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. Возможность специализированного гидрометеорологического обеспечения транспортировки, установки и эксплуатации морских сооружений на основе гидродинамического прогноза уровня моря и течений // Труды RAO-03, Санкт-Петербург, 16-19 сентября, 2003. - 2003. - С. 360-364.

9. Verbitskaya O.A., Zilberstein O.I., Popov S.K., Lobov A.L. Operational model of short-term sea level forecast in the Caspian Sea. // Pro-

ccedings of the MEDCOAST International Conference, Ravenna, Italy. -2003." P. 2179-2187.

10. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. О результатах оперативных испытаний технологии краткосрочного прогноза уровня моря и течений в Каспийском море // Гидрометцентр России, Информационный сборник. - 2004 (в печати).

11. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К. Оперативная технология краткосрочного гидродинамического прогноза уровня моря и течений в Каспийском море // Материалы VIII Международной научно-технической конференции «Современные методы и средства океанологических исследований». - М.: 2003. - С. 206-207.

12. Verbitskaya O.A., Popov S.K., Zilberstein O.I. Model for Short-term Sea Level and Current Forecast in the Black and Azov Seas // Proceedings of the Black Sea Coastal Air-Sea Interaction / Phenomena and Related Impacts and Applications. International Workshop. Constanta, Romania, 13-15 May, 2004. - 2004. - P. 41-44.

Издательская лицензия ЛР № 065802 от 09.04.98. Подписано в печать 04.11.2004. Усл. печ. л. 1,25 Тираж 100 экз. Заказ 139.

Отпечатано в типографии ООО «Мультипринт» 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 10, корп. 6. Тел.: 230-44-17

»22 5 35

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Вербицкая, Ольга Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ПРОГНОЗА КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ МОРЯ И ТЕЧЕНИЙ

1.1. Основные факторы, обуславливающие сгонно-нагонные колебания уровня моря и течений.

1.2. Физико-статистические методы расчета и прогноза колебаний уровня моря и течений.

1.3. Прогноз колебаний уровня моря и течений на основе метода спектральной регрессии.

1.4. Гидродинамические методы расчета и прогноза колебаний уровня моря и течений.

1.4.1. Одномерные модели.

1.4.2. Двумерные модели.

1.4.3. Трехмерные модели.

1.4.4. Оперативные гидродинамические технологии прогноза колебаний уровня моря и течений.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ИЗУЧЕННОСТЬ т ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА КАСПИЙСКОГО МОРЯ.

2.1. Общие сведения об акватории.

2.2. Развитие наблюдательной сети.

2.3. Метеорологические условия.

2.4. Уровень моря.

2.4.1. Сгонно-нагонные колебания уровня моря.

2.4.2. Сезонная изменчивость уровня моря.

2.4.3. Среднегодовой уровень Каспийского моря.

2.4.4. Пространственная изменчивость среднего уровня Каспийского моря.

2.5. Течения.

ГЛАВА 3. ТРЕХМЕРНАЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ БАРОКЛИННАЯ МОДЕЛЬ.

3.1. Уравнения движения.

3.2. Коэффициенты турбулентного перемешивания.

3.3. Граничные условия.

• 3.4. Расчетная сетка.

3.5. Разностная схема.

3.6. Алгоритм осушения и затопления прибрежных территорий.

3.7. Начальные условия.

3.8. Расчеты по историческим данным.

3.8.1. Особо опасный нагон 28-29 декабря 1981 г.

3.8.2. Особо опасный нагон 1-3 октября 1985 г.

3.8.3. Особо опасный нагон 12-14 октября 1987 г.

3.8.4. Особо опасный нагон 29-30 октября 1987 г.

3.8.5. Особо опасный нагон 17-18 апреля 1989 г.

3.8.6. Особо опасный нагон 13-14 декабря 1990 г.

3.8.7. Особо опасный нагон 12-16 марта 1995 г.

3.8.8. Анализ результатов расчетов по историческим данным.

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ КРАТКОСРОЧНОГО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГНОЗА

УРОВНЯ И ТЕЧЕНИЙ В КАСПИЙСКОМ МОРЕ.

4.1. Методика прогноза уровня и течений в Каспийском море.

4.1.1. Метеорологические данные.

4.1.2. Начальные и граничные условия.

4.2. Результаты испытаний метода гидродинамического прогноза.

4.2.1. Полуоперативные тестовые прогностические расчеты. ф 4 2 2. Оперативные прогнозы (май 2001 г. - декабрь 2003).

ГЛАВА 5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОГНОЗОВ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ МОРЯ И ТЕЧЕНИЙ В КАСПИЙСКОМ МОРЕ.

5.1. Методика оценки качества краткосрочных прогнозов морских гидрологических параметров.

5.2. Методика оценки качества прогнозов колебаний уровня моря.

5.3. Методика оценки качества прогнозов скоростей течений.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидродинамический метод прогноза синоптических колебаний уровня и течений Каспийского моря"

Морская гидрометеорологическая информация представляет собой сведения о прошлом и будущем состоянии морей и океанов, подготовленные на основе данных наблюдений и соответствующих методов диагноза и прогноза океанографических характеристик (Абузя-ров и др., 1988).

Одной из важнейших проблем современной океанологии является изучение изменчивости океана и ее прогноз. Для успешной работы организаций, связанных с морем, необходим прогноз всех характеристик режима моря: температуры воды, солености, ледовых явлений, уровня моря, течения и волнение.

Гидрометеорологическое обеспечение морских отраслей экономики страны производится в соответствии с их запросами и производственными интересами. Возрастающее в последние десятилетия освоение энергетических и биологических ресурсов Мирового океана формирует особые требования к прогнозам важнейших динамических характеристик морской среды, в первую очередь таких, как уровень моря, волнение, течения.

Каспийское море - уникальный водный объект на земном шаре. Являясь по сути озером, - это крупнейший, изолированный от Мирового океана водоем, северная часть которого существенно мелководна со средней глубиной около 4,5 м, тогда как средняя глубина южной части около 344 м, а максимальная - 1025 м. Вследствие большой протяженности с севера на юг метеорологические условия в разных частях моря также сильно различаются.

Этот регион в последние годы стал, в определенной степени, объектом пристальных политических и экономических интересов различных государств (и не только прикаспийских стран). Отчасти это связано с его географическим положением, разведанными запасами углеводородного сырья (нефть и газ) и биологическими ресурсами (ценные породы рыб).

Акватория Северного Каспия в значительной мере подвержена воздействию сгонно-нагонных колебаний уровня моря, сопровождаемых интенсивными течениями. В случаях экстремальных штормовых нагонов, приносящих значительные разрушения на побережье (например, штормовые события 1952 и 1995 гг., приведшие к катастрофическим последствиям), нагонные волны проникают далеко за береговую черту (иногда на десятки километров, затапливая огромные пространства суши). Обширные мелководья, низкие пологие берега при сильных ветрах способствуют развитию штормовых событий, особенно в осенний и весенний сезоны. Зимой быстрому росту нагонов отчасти препятствует ледяной покров. Поскольку побережье Каспийского моря густо населено, катастрофические нагоны .могут приводить к весьма тяжелым последствиям и человеческим жертвам. Прогноз сгонов (их величина обычно превышает величину нагонов) также важен, поскольку, помимо угрозы безопасному мореплаванию, угрожает нормальной работе водоемов-охладителей атомных станций расположенных на побережье.

Очевидно, что среди морских прогнозов на Каспии наиболее важными являются оперативные прогнозы уровня моря, для выпуска которых до нынешнего времени использовались регрессионные методы.

В процессе распада СССР единая государственная наблюдательная сеть разделилась на несколько независимых подразделений, принадлежащих бывшим республикам - ныне независимым государствам. Ухудшение экономического положения на пространстве СНГ в 90-е годы, естественно, отразилось на наблюдательных системах прикаспийских стран. Значительная часть гидрометеорологических станций была закрыта. Качество наблюдений ухудшилось. Практически прекратилось обновление приборного парка морских гидрометеорологических станций. Все это не могло не сказаться на качестве и количестве поступающей оперативной гидрометеорологической информации, и, в свою очередь, на качестве прогнозов, поскольку для регрессионных методов, основанных на уравнениях связи для конкретных пунктов, чрезвычайно важно своевременное поступление срочных данных об уровне моря и метеорологической обстановке в регионе.

Начавшееся интенсивное освоение месторождений нефти и газа на шельфе Каспийского моря также диктует свои специальные требования к гидродинамическим прогнозам. Большинство разведанных месторождений не имеет постоянных регулярных морских наблюдений над уровнем моря и, естественно, не обеспечены оперативной информацией о его колебаниях в данной точке. Соответственно, регрессионные методы не могут использоваться. В случае аварийных разливов нефти или других загрязнителей для принятия мер по их сбору и ликвидации последствий в целях уменьшения ущерба окружающей среде, необходима оперативная прогностическая информация о ветре и течениях, причем не только в конкретной точке или районе, но и на достаточно обширной акватории.

В этой ситуации единственным эффективным средством получения информации является численное моделирование и разработанные на его основе гидродинамические методы (расчета) прогноза колебаний уровня моря и течений. В индустриально развитых странах такие прогностические методы, развитые до оперативных технологий, успешно используются для обеспечения безопасности мореплавания и предупреждения населения об опасных подъемах и спадах уровня моря, а также минимизации негативных последствий стихийных природных явлений.

В бывшем СССР и позднее в России делались попытки использования гидродинамических моделей колебаний уровня моря в прогностических целях, однако они не были доведены до практического использования в оперативных морских прогнозах (Вольцингер, Пясковский,1977; Вольцингер Симуни, 1963), либо имели определенные ограничения по спектру воспроизводимых колебаний уровня моря (Ашик, 2002). Соответственно отсутствовали и эффективные методы оценки качества таких прогнозов. Таким образом актуальность диссертации обусловлена необходимостью развития этого направления до практического использования в оперативных технологиях морских прогнозов России.

Разработка гидродинамического метода краткосрочного прогноза колебаний уровня моря и течений с необходимой для практики заблаговременностью возможна на основе оперативного метеорологического прогноза, доступных в виде цифровых полей атмосферного давления. Поэтому за основу входной информации принимаются прогностические данные атмосферного давления, поступающие из региональной метеорологической модели Гидрометцентра России (ГМЦ), удовлетворяющей требованиям необходимой заблаговременности и дискретности по пространству и времени (Лосев, 2000). На основе этих данных рассчитываются по специально разработанной методике поля ветра, которые наряду со сведениями о начальном положении уровенной поверхности Каспия, расходе рек и испарении, сезонной изменчивости термохалинной структуры вод, батиметрии, топографии прибрежной зоны, положения кромки льда 50% сплоченности, значении среднего уровня моря в конкретном в пункте служат входной информацией для гидродинамического краткосрочного прогноза колебаний уровня моря и течений. Адекватный учет многообразия природных факторов, имеющих существенную временную и пространственную изменчивость, позволяющий прогнозировать штормовые колебания уровня моря и течений на весьма обширной акватории определяет научную новизну работы.

Основной целью диссертации являлась разработка гидродинамического метода краткосрочного прогноза колебаний уровня и течений в Каспийском море с заблаговременностью 48 ч. В соответствии с этим в работе решались следующие задачи:

4. Разработка методов и оптимального программного обеспечения обработки входной прогностической метеорологической и гидрологической информации для расчета и интерполяции приводных (приземных) значений атмосферного давления, касательного напряжения ф. ветра, расхода рек, испарения по акватории, положения кромки льда, топографии прибрежной зоны и др.

5. Представление результатов прогнозов (временные ряды значений уровня моря и течений в конкретных пунктах и цифровые поля указанных характеристик).

6. Разработка методов оценки качества морских гидродинамических прогнозов, включающих необходимые статистические оценки и графическое представление с учетом требований действующих нормативных документов и опыта индустриально развитых стран.

7. Проведение испытаний прогностического комплекса «Метеорологическая модель -Морская гидродинамическая модель» в течение нескольких лет в рамках Автоматизированной системы обработки оперативной информации ГМЦ.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения.

В первой главе, носящей обзорный характер, приведены существующие методы расчета и прогноза краткосрочных колебаний уровня моря и течений. Показано, что до нынеш-ф него времени в оперативной практике Гидрометслужбы России использовались в основном физико-статистические методы прогноза уровня моря, имеющие определенные ограничения по применению (необходимость наличия в конкретном пункте, для которого составляется прогноз, рядов качественных наблюдений над уровнем моря). Прогноз течений практически не применялся в России. С учетом существующих ограничений физико-статистических методов обоснована необходимость использования численного моделирования, в связи с чем более подробно рассмотрены гидродинамические модели колебаний уровня моря и течений, используемые в научных целях и практических расчетах, а также оперативные технологии прогноза, применяемые в индустриально развитых странах.

Во второй главе приведены общие сведения о физико-географических условиях, присущих Каспийскому морю. Рассмотрены также основные факторы, обуславливающие колебания уровня моря и течений на Каспии.

Трехмерная бароклинная модель со свободной поверхностью, используемая для расчетов (прогноза) уровня моря и течений, детально рассмотрена в третьей главе. Описан ал-• горитм учета осушения и затопления прибрежных территорий, который позволяет также проводить расчеты при различных отметках стояния среднего уровня Каспийского моря. Выполнены расчеты по историческим экстремальным штормам и приведены результаты сравнения с наблюдениями.

В четвертой главе подробно изложен разработанный метод гидродинамического краткосрочного прогноза колебаний уровня моря и течений. Описаны входные данные и процедура работы в оперативном режиме. Особое внимание уделялось методам обработки Ш входной метеорологической и гидрологической информации. Разработанный метод проходил испытания, которые показали, что статистические характеристики качества прогнозов уровня моря удовлетворяют требованиям действующих в РФ нормативных документов.

Пятая глава посвящена разработке методов оценки качества краткосрочных прогнозов колебаний уровня моря и течений. Поскольку такие гидродинамические прогнозы до сих пор практически не использовались в России в оперативном режиме, предлагается собственный подход, опирающийся на статистические оценки с учетом существующих российских нормативных требований к морским прогнозам и сложившейся практикой использования оперативных технологий в индустриально развитых странах.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы. При завершении работы получены следующие основные результаты

• Реализована гидродинамическая бароклинная модель, которая была верифицирована на основе данных наблюдений на акватории Каспия, и позволяет в оперативном режиме поф лучать прогнозы колебаний уровня моря и течений.

• Обоснована необходимость учета процедуры осушения и затопления прибрежных территорий.

• Впервые в РФ разработан и внедрен в оперативную практику метод гидродинамического краткосрочного прогноза колебаний уровня моря и течений для акватории Каспийского моря, основанный на оперативном метеорологическом прогнозе.

• Разработаны методы оценки качества гидродинамических прогнозов уровня моря и течений в соответствии с требованиями действующих нормативных документов Гидромет-службы и практикой представления морских оперативных гидродинамических прогнозов в инд> стриально развитых странах. Результаты проведенных испытаний метода показали, что качество прогнозов уровня моря удовлетворяет необходимым требованиям, предъявляемым к морской прогностической продукции.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Для акватории Каспийского моря реализована гидродинамическая бароклинная мо* дель, учитывающая многообразие природных факторов, определяющих динамику течений и колебаний уровня синоптического масштаба.

2. Разработан метод гидродинамического краткосрочного прогноза уровня моря и течений в Каспийском море, важной особенностью которого является возможность получения пространственных оценок затапливаемых и осушаемых территорий.

3. Метод оценки качества прогнозов уровня моря в соответствии с действующими нормативными документами Росгидромета.

При выполнении работы автор пользовался помощью и советами сотрудников Лаборатории морских прикладных исследований, а также коллег из других подразделений Гидрометцентра России. В действующей оперативной технологии прогноза были использованы их программные разработки, методические и технические достижения. Автор выражает всем искреннюю благодарность. Также хочется выразить благодарность сотрудникам Отдела морских гидрологических прогнозов Гидрометцентра России за поддержку и ценные советы в ходе обсуждения работы.

Особо хочу поблагодарить за ценные и конструктивные замечания оппонентов - доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией Института водных проблем РАН Зырянова Валерия Николаевича и кандидата физико-математических наук, сотрудника Института вычислительной математики РАН Дианского Николая Ардалионовича

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Вербицкая, Ольга Александровна

В заключение сформулируем основные результаты и выводы:

2. Существенным достоинством модели является возможность учета фоновых (долгопериодных) изменений среднего ровня Каспийского моря, на основе чего выполняется корректировка батиметрии бассейна и контура береговой черты.

3. Разработан метод гидродинамического краткосрочного прогноза уровня моря и течений, основой которого является трехмерная бароклинная гидродинамическая модель. Используются сезонные климатические поля плотности морской воды. Показатели качества прогнозов уровня моря, составленных с использованием данного метода, удовлетворяют требованиям действующих нормативных документов по службе морских прогнозов Решениями ЦМКП Росгидромета от 17 октября 2001 г. и от 14 октября 2003 г было рекомендовано внедрить его в качестве основного метода краткосрочного прогноза уровня в Каспийском море. С июня 2001 г технология включена в АСООИ

7. В качестве начальных условий по уровню моря и скоростям течений на всех расчетных горизонтах используются прогностические значения, полученные с предыдущего расчета, что позволяет моделировать режим моря.

9. Разработано соответствующее программное обеспечение, объединившее в единую оперативную технологию основные составляющие метода- обработка и подготовка входной метеорологической, гидрологической и ледовой информации («препроцессинг»), трехмерная бароклинная модель, обеспечивающая расчет цифровых полей уровня моря и течений на различных горизонтах; обработка и представление результатов прогноза, расчет статистических показателей качества прогнозов уровня моря.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Вербицкая, Ольга Александровна, Москва

1. Алексеев Г.В. Исследование статистической структуры непериодических колебаний у побережья Арктических морей и некоторые приложения к задаче его прогноза // Тр Всесоюзной конференции молодых ученых Гидрометслужбы СССР. ГИМИЗ, 1972 - с. 35-41

2. Архипов Б.В., Попов С.К. Моделирование плотностных и ветровых течений в юго-восточной части Баренцева моря// Океанология, 1996. - Т. 36, №6.-с. 805-813.

3. Багров Н А Аналитическое представление полей//Тр ЦИП 1958 - Вып 64 - С 3-25

4. Багров Н А. Аналитическое представление последовательности метеорологических полей посредством ортогональных составляющих//Тр ЦИП.- 1959 Вып 74 - С 3-24

5. Баранов А.М , Губицин Г.А., Иоффе М М , Криуленко Е Л , Лисодет В Н Авиационная метеорология. М ■ Военное издательство Министерства обороны - 1971 - 343 с

6. Бахмалов Ф.Г Расчет циркуляции вод для некоторых типов штормовых ветров на Северном Каспии // Изв АН АзССР. Сер. Наук о Земле. 1968. - № 1. - С. 120-125.

7. Белинский Н А , Глаголева М.Г. Метод изучения и расчетов непериодических течений в море // Метеорология и гидрология. 1960. - № 3. - С. 18-23.

8. Белинский Н А., Глаголева М.Г. Методическое письмо № 1. Установление зависимостей для расчетов и прогнозов непериодических течений, колебаний уровня и распределения температуры воды по вертикали. ЦИП, М , ГИМНЗ. 1960. 34 с.

9. Вельский Н.И. Синоптические условия ленинградских наводнений // Тр ГОИН 1954 -Вып. 27 (39) - С. 43-80.

10. Блатов А.С., Ведев Д.Л. Мезомасштабные волновые движения в Каспийском море по данным наблюдений и численных экспериментов // Каспийское море. Гидрология и гидрохимия. М.: Наука, 1986. - С. 79-90.

11. Васильев К.П. Способ предвычисления течений в Керченском проливе // Тр ЦИП. 1949. -Вып. 14(41).-С. 38-44.

12. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. Метод краткосрочного гидродинамического прогноза штормовых нагонов в северной части Каспийского моря и результаты его испытаний // Гидрометцентр, Информационный сборник № 29. 2002. - С. 76-89.

13. Вербицкая О.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л. О результатах оперативных испытаний технологии краткосрочного прогноза уровня моря и течений в Каспийском море // Гидрометцентр, Информационный сборник. 2004 (в печати)

14. Визе В.Ю. Материалы к изучению течений в Керченском проливе // Известия Центрального Гидрометеорологического Бюро. 1926.- Вып. VI.

15. Владимирский Н.П., Стахевич B.C. Руководство по обработке и предсказанию приливов. Л: Издание Гидрографического управления ВМФ СССР, 1940. - С. 347.

16. Вольцингер Н Е., Пясковский Р.В. Теория мелкой воды. Океанологические задачи и численные методы. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 207 с.

17. Вольцингер Н.Е., Симуни Д.М. Численное интегрирование уравнений мелкой воды в целях прогноза ленинградских наводнений // Тр. ГОИН. 1963. - Вып. 74. - С. 33-44.

18. Герман В.Х. Вероятностный анализ и моделирование экстремальных уровней моря. Диссертация на соискание ученой степени доктора географ, наук. -Москва, ГОИН, 1988. 315 С.

19. Герман В.Х. Савельев А.В. Расчет и прогноз опасных подъемов уровня моря методом спектральной регрессии (на примере Охотского моря). Методическое письмо. М.: Гидрометеоиздат. — 1986. — 12 с.

20. Герман В.Х., Левиков С.П. Вероятностный анализ и моделирование колебаний уровня моря. Л: Гидрометеоиздат, 1988. - 228 с.

21. Герман В.Х., Левиков С.П. Исследование непериодических колебаний уровня моря. Исследование океанов и морей. // Итоги, проблемы, перспективы. М.: Гидрометеоиздат, 1983. - С. 228-247.

22. Герман В.Х., Левиков С.П. О механизме формирования непериодических колебаний уровня на шельфе экспоненциальной формы // Тр. ГОИН. 1979. - Вып. 144. - С. 6-21.

23. Герштанский Н.Д. Некоторые особенности рельефа водной поверхности при нагонах и сгонах в отмелых районах моря (на примере Северного Каспия) // Тр. ГОИН. 1971. - Вып. 104.-С. 82-95.

24. Герштанский Н.Д. О затоплении западного берега Северного Каспия при нагонах // Сборник работ Астраханской ЗМГО. 1980. - Вып. 2. - С. 30-40.

25. Герштанский Н.Д. Особенности сгонно-нагонных колебаний уровня воды на устьевом взморье Волги //Тр. ГОИН. 1973. - Вып. 116. - С. 131-145.

26. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т. 2. Вып. 1-3. Каспийское море, - 1986.-267 с.

27. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т. 6. Вып. 1-2. Баренцево море. - 1985.-263 с.

28. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Проект «Моря». Берингово море. Т. X. Вып. 1. Л., Гидрометеоиздат, 1999. - С. 300.

29. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Проект «Моря». Каспийское море. Т. VI Вып. 1. -Л., Гидрометеоиздат, 1992. С. 359.

30. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Проект «Моря». Японское море. Т. VIII. Вып. 1. -.Л., Гидрометеоиздат, 2003. С. 398.

31. Глаголева М.Г., Каракаш А.И., Скриптунова Л.И. Развитие методов морских гидрологических прогнозов. В кн.: Пятьдесят лет центру гидрометеорологических прогнозов. - Л., Гидрометеоиздат, 1979. - С. 152-164.

32. Глуховский Б.Х., Герман В.Х., Филиппов Ю.Г. Методы расчета непериодических колебаний уровня моря. Методическое письмо. Обнинск: ВНИГМИ-МЦД - 1975. - 96 с.

33. Гоптарев Н.П. Метод расчета балансовых уровней Каспийского и Азовского морей // Тр. ГОИН. 1991. - Вып. 183. - С. 18-24.

34. Доценко С.Ф., Кузин И.П., Левин Б.В., Соловьева О.Н. Общая характеристика цунами в Каспийском море // Океанология. 2001. - Т. 41. № 3. - С. 364-369.

35. Дубов В.П. Сейши Балтийского моря и их связь с наводнениями в Ленинграде // Тр. ГГИ. -1937. Вып. 5. - С. 71-89.

36. Зверев А.С. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 711 с.

37. Зильберштейн О.И., Попов С.К., Чумаков М.М., Сафронов Г.Ф. Метод расчета характеристик уровня моря в Северном Каспии // Водные ресурсы. 2001. - Том 28. - № 6. - с. 692700.

38. Зильберштейн О.И., Сафронов Г.Ф., Попов С.К. Исследования приливных движений в Баренцевом море на основе гидродинамического моделирования// Тр. ГОИН 2000. - Вып. 207.- с. 81-102.

39. Зорина В А. О связи уровня Балтийского моря с полем атмосферного давления // Тр ГМЦ СССР. 1973. - Вып. 127. - С. 47-50

40. Зырянов В.Н. Теория установившихся океанических течений. Л.- Гидрометеоиздат, 1985 -248 с.

41. Ибраев Р.А., Саркисян А.С., Трухчев Д И. Сезонная изменчивость циркуляции вод Каспийского моря, реконструированная по среднемноголетним гидрологическим данным // Физика атмосферы и океана 2001. -Т. 37. № 1. - С. 103 - 111.

42. Иванов Г.С. К вопросу о прогнозах ленинградских наводнений. В кн. «Морские гидрометеорологические прогнозы». 1946. - С. 131-208.

43. Инструкция по оценке качества методов и оправдываемое™ морских гидрологических прогнозов -М., Гидрометеоиздат, 1965. 87 с.

44. Йенсен Х.Р., Ивкина Н.И., Строева Т.П. Некоторые результаты тестирования системы предупреждения штормовых нагонов на Каспийском море // Гидрометеорология и экология. 2002. - № 1. - С. 93-100.

45. Каган Б.А. Гидродинамические модели приливных моделей в море. Л.: Гидрометеоиздат, 1968.-220 с.

46. Калацкий В.И., Зильберштейн О.И., Сафронов Г.Ф., Баранова О.А. Расчет параметров гидрологической дисперсии радиоактивных загрязняющих веществ (на примере прибрежной зоны Южного Каспия) // Труды ГОИН, Юбилейный сборник, 1995, вып. 2.

47. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. - 512 с.

48. Кан С.И. Метод краткосрочного прогноза уровня северной части Каспийского моря // Тр. ЦИП. 1948. - Вып. 3 (30). - С. 3-50.

49. Кан С.И. Непериодические течения в проливах Курильской гряды и возможности их предсказания // Тр. ЦИП. 1957. - Вып. 57. - С. 132-143.

50. Кан С.И. О расчете и прогнозе течений в Керченском проливе // Тр. Океанографической комиссии. 1961. - Т. 11.-С. 130-141.

51. Кан С.И., Каракаш А И. Метод прогнозов сгонно-нагонных колебаний Японского и Охотского морей и Авачинской губе // Тр. ЦИП. 1951. - Вып 029. - С. 3-52

52. Кан С.И., Лагутин Б Л. Краткосрочный прогноз течений в Керченском проливе // Тр ЦИП -1954. Вып. 057. - С. 22-34.

53. Каталог уровенных наблюдений гидрометеорологических станций и постов, расположенных на Каспийском море М.: Гидрометеоиздат, 1964. - С. 132.

54. Ким В Ф Сравнение двух консервативных схем на примере уравнения мелкой воды // Численные методы механики сплошной среды. 1984. - Т. 15, № 5 - С 102-117

55. Косарев А Н. Гидрология Каспийского и Аральского морей. М.: Изд-во Московского ун-та, 1975.-272 с.

56. Косарев А.Н., Тужилкин B.C. Климатические термохалинные поля Каспийского моря. -М.:МГУ, 1995. С. 93.

57. Красюк B.C. Номограмма для расчета скорости ветра и высоты ветровых волн в океане // Метеорология и гидрология. 1967. - № 4. - С. 106-108.

58. Красюк B.C., Саускан Е.М. К расчету скорости ветровых течений в океане // Метеорология и гидрология. 1970. - № 9. - С. 68-74.

59. Кропачев Л.Н. Методы предвычисления опасных подъемов уровня Азовского моря // Тр. Океанографической комиссии. 1960. - Т. 7. - С. 136-147.

60. Линейкин П.С., Овсиенко С.Н. Штормовые нагоны // Итоги науки и техники. Сер. океанология. 1979.-№5.

61. Линейкин П.С., Овсиенко С.Н., Реснянский Ю.Д. Развитие гидродинамических методов морских прогнозов. В кн.: Пятьдесят лет центру гидрометеорологических прогнозов. - Л., Гидрометеоиздат, 1979. - С. 165-177.

62. Лоидис А.П. К вопросу о течениях в Керченском проливе // Записки по гидрографии. 1901.-Вып. 23, С. 1-19.

63. Лосев В.М. Гидродинамическая конечно-разностная модель регионального прогноза на ЭВМ CRAY // Тр. Гидрометеорологического научно-исследовательского центра РФ. 2000. -Вып. 334. - С. 69-90.

64. Любицкий Ю.В. Закономерности формирования и расчет уровня моря на шельфе О.Сахалин: Дис. канд. геогр. наук. Хабаровск, 1985. - 245 с.

65. Макова В.И. Расчет полей ветра по полям атмосферного давления над морем // Обзорная информация. Обнинск. Серия 37.21. 1989. - Вып. 4. - С. 54.

66. Марчук Г.И., Каган Б.А. Динамика океанских приливов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 360 с.

67. Марчук Г.И., Кочергин В.П., Климок В.И., Сухоруков В.А Математическое моделирование сезонной изменчивости поверхностного турбулентного слоя в океане . Физика атмосферы и океана. 1978. - Том 14. № 9. - С. 945-955.

68. Марютин Т.П. Уравнение прогноза нагонных и сгонных уровней в дельте Северной Двины // Тр. ГГИ -1941.-Сер. 5. Вып. 1.-С. 108-116

69. Мастерских М.А., Сиротов К.М О расчете скорости ветра в узких зонах холодных атмосферных фронтов над водной поверхностью морей и океанов // Речные и морские гидрологические прогнозы 1992 - № 324. - С. 130-133

70. Мезингер Г.И., Аракава А. Численные методы, используемые в атмосферных моделях М ' Гидрометеоиздат, 1979. - 134 с.

71. Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиогеофизических прогнозов. РД 52.27.284-91. М.: Госгидромет, 1991. - 150 с.

72. Мирзоев Д.А., Зильберштейн О.И., Попов С.К., Лобов А.Л., Чумаков М.М , Лопатухин Л И. База специализированной гидрометеорологической информации, необходимой для проектирования и строительства морских сооружений. // Тр. RAO-03. 2003. - с. 316-321.

73. М>стафин Н.В. О катастрофических нагонах в юго-восточной части моря Лаптевых // Проблемы Арктики и Антарктики. 1961. - № 7. - С. 71-78.

74. М>стафин Н.В. Прогностический расчет сгонно-нагонных колебаний уровня на баре р. Индигирки. // Тр. ААНИИ. 1963. - Т. 248.

75. Наставление по службе прогнозов. Раздел 3. Ч. III. Служба морских гидрометеорологических прогнозов. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 143 с.

76. Овсиенко С.Н. О расчете сгонно-нагонных колебаний уровня // Метеорология и гидрология. 1972. -№ 8. -С. 93-96.

77. Овсиенко С.Н. Расчет катастрофического нагона у юго-восточного побережья Азовского моря. // Тр. ГМЦ СССР. 1972. - Вып. 127. - С. 33-36.

78. Овсиенко С.Н. Расчет сгонно-нагонных колебаний уровня Азовского моря. // Тр. ГМЦ СССР. 1972.-Вып. 60.-С. 55-58.

79. Овсиенко С.Н. Расчет штормовых нагонов в Азовском море. // Метеорология и гидрология. -1977. -№ 4. С. 76-81.

80. Попов В.П. Краткосрочный прогноз уровня воды в Архангельском порту в безледовый период // Сборник работ Архангельской ГМО. 1978. - Вып. 7. - С. 62-71.

81. Попов С.К. Моделирование климатической термохалинной циркуляции в Каспийском море // Метеорология и гидрология. 2004. - № 5. - С. 76-84.

82. Пясковский Р.В., Сгибнева Л.Д. О приливном движении в узком мелководном заливе // Тр. ГОИН. 1974. Вып. 121. - С. 52-62

83. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. - 616 с

84. Руководство по морским гидрологическим прогнозам. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1994.-525 с.

85. Савельев А.В. Метод расчета штормовых нагонов в Анадырьском и Пеньжинском заливах // Метеорология и гидрология. 1987. -№ 7. - С. 74-80.

86. Самарский А А Теория разностных схем. М • Наука, 1989. - 616 с

87. Саркисян А С. Численный анализ и прогноз морских течений Л Гидрометеоиздат, 1977 -181 с.

88. Саркисян А С., Демин Ю.Л., Бреховских А.Л , Шаханова Т.В. Методы и результаты расчета циркуляции вод Мирового океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 151 с

89. Саускан Е.М. О возможности использования факсимильных карт при прогнозе течений в районе Куросио // Тр. ГМЦ СССР. 1973. - Вып. 127. - С. 3-11.

90. Сафронов Г.Ф., Семенов А.Ю. Зильберштейн О.И. Применение разностной схемы переменного порядка для расчета приливов. // Тр. XI конф. Молодых ученых МФТИ. № 5697-В86Деп.- 1986.-С. 175-189.

91. Скороход А.И. Особенности солевого состава вод Каспийского моря. -Дисс.на соискание уч. ст. кандидата географических наук Москва, 1996.

92. Скриптунов Н.А. Гидрология предустьевого взморья Волги. М.: Гидрометеоиздат, 1958. -143 с.

93. Скриптунов Н.А., 1967. К расчету максимальных сгонно-нагонных колебаний уровня Каспийского моря // Тр. ГОИН. Вып. 80. - С. 46-61.

94. Скриптунов Н.А., Горелиц О.В Ветровые нагоны и сгоны у западного побережья Северного Каспия // Тр. ГОИН. 2000. - Вып. 207. Исследования океанов и морей. - С. 204-223.

95. Смирнова К.И. Водный баланс и долгосрочный прогноз уровня Каспийского моря // Тр. ГМЦ СССР. 1972. - Вып. 94. - 123 с.

96. Справочные данные по режиму ветра и волнения Баренцева, Охотского и Каспийского морей. Российский морской регистр судоходства. Санкт-Петербург, 2003- 213 с.

97. Струйский Н.Н. Связь между действующим ветром и поверхностным течением // Записки по гидрографии. 1930.-Т. 63.-С. 17-32.

98. Теодорович А А. Предвычисление течений в северной узости Керченского пролива // Тр. Океанографической комиссии. 1960. - Т. 7. - С. 127-135.

99. Тужилкин B.C., Косарев А.Н., Трухчев Д.И., Иванова Д.П. Сезонные особенности общей циркуляции вод глубоководной части Каспийского моря. // Метеорология и гидрология. -1997.-№ 1.-С. 91-99.

100. Устьевая область Волги: гидролого-морфологические процессы, режим загрязняющих веществ и влияние колебаний уровня Каспийского моря. М.: ГЕОС, 1998. - 280 с.

101. Фирсов П.Б. Исследование и прогноз штормовых нагонов на западном побережье Японского моря. -М„ 1984. 51 с.

102. Фрейдзон А.И. О расчете высоты подъемов уровня воды в устье Невы // Тр. ГОИН. 1962. -Вып. 69. - С. 92-94.

103. Фролов А.В. Моделирование многолетних колебаний уровня Каспийского моря: теория и приложения. М.: ГЕОС, 2003. - 171 с.

104. Ханзен В. Приливы // Море. Л., 1965. - С. 389-433.

105. Шереметевская О.И. Естественные ортогональные функции полей высот уровня Азовского и Балтийского морей. // Тр. ГМЦ СССР. 1973. - Вып. 127. - С. 37-46.

106. Шереметевская О.И. Прогнозы непериодических изменений Каспийского моря. // Метеорология и гидрология. 1964. - № 9. - С. 33-36.

107. Шкала практической солености, 1978 год, и международное уравнение состояния морской воды, 1980 год. Технические документы ЮНЕСКО по морским наукам, 1981.-25 с.

108. Aldridge J.N., Davies A.M. A high-resolution three-dimensional hydrodynamic tidal model of the Eastern Irish Sea // Journal of Phys. Oceanogr. 1993. - Vol. 23. - N2. - P. 207-224.

109. Arakava A., Lamb V. A potential enstrophy and energy conserving scheme for the shallow-water equations // Mon. Weath. Rev.-1981. Vol. 109. - P. 18-36.

110. Backhaus J.O. A semi-implicit scheme for the shallow water equations for application to shelf sea modeling // Cont. Shelf Res. 1983. - N 2. - P. 243-254.

111. Banks J.A. A mathematical model of a river-shallow sea-system used to investigate tide, surge and their interaction in the Thames-Southern North sea region // Phil. Trans. Roy. Soc. 1974. - Vol. 275.-N 1255.-P. 567-609.

112. Blumberg A.F., Mellor G.F., 1987. A description of a tree-dimensional coastal oceanic circulation model. / Tree-dimensional Coastal Ocean Models, Coast and Estuary Science / ed Heaps N.S. -Vol. 4.-P. 1-16.

113. Buch E., Dahlin H. (eds) The BOOS Plan. Baltic Operational Oceanographic System, 1999 2003. - EuroGOOS Publication No. 14, Southhampton Oceanography Centre, Southampton. January 2000. ISBN 0-904175-41-3. - 51 p.

114. Caponi E.A. The simulation of estuarine circulations with a fully three-dimensional numerical model. // Estuarine Processes. 1976. - Vol. 2. - P.332-346.

115. Cazenave C., Bonnefond P., Dominh K., Schaeffer P. Caspian sea level from Topex-Poseidon al-timetry: level now falling // Geophys. Recearch Letters. April 15, 1997. - Vol. 24. - No. 8. - P. 881-884.

116. Crean P.B. A numerical model of barotropic mixed tides between Vancouver Island and main land and its relation to studies of the estuarine circulation // Hydrodynamics of Estuaries and Fjords. -1978.-P. 283-313.

117. Davies A.M., Flater R.A. Computing extreme meteorologically induced currents, with application to the Nort-West Europian continebtal shelf. // Cont. Shelf Res. 1987. - Vol. 7. - N 7. - P. 643683.

118. Davis A.M. A numerical model of the North Sea and its use in choosing locations from the deployment of off-shore tide gauges in the JONSDAP-76 Oceanographic Experiment // Deut. Hydrogr. Z.- 1976. -Bd.29. -N 1.-P.11-24.

119. De Vries J.W. The implementation of the WAQUA/CSM-16 model for real time storm surge forecasting. Technical Reports TR-131. KNMI, 1991.

120. De Vries J.W. Verification of the WAQUA/CSM-16 model for the winters 1992/1993 and 1993/1994. Technical Reports TR-176, KNMI, 1995.

121. Defant A. Untersuchungen uber die Gezeitenerscheinungen in Mittel- und Randmeeren in Buchten und Kanalen. // Denkschr. Wiener. Akad. Wissensch. -1919. Bd.96. -S.57-174.

122. Droppert L.J., Cattle H., Stel J.H., Behrens H.W.A. (eds) The NOOS plan: North West Shelf Operational Oceanographic System 2002-2006. EuroGOOS Publication No. 18, Southampton Oceanography Center, Southhampton, November 2001, ISBN 0-904175-46-4. - 68 p

123. Dube S.K., Sinha P.O., Roy G.D. Numerical simulation of storm surges in Bangladesh using a bay-river coupled model//Coast. Eng. 1986. - Vol.10. -N 196. - P.85-101.

124. Duwe K.C., Hewer R.R., Backhaus J.O. Results of a semi-implicit two-step method for the simulation of markedly nonlinear flow in coastal seas // Cont. Shelf Res. 1983. - Vol 2 - N 4. - P.255-274.

125. Flather R.A. Practical surge prediction using numerical models. Floods due to high winds and tides. Ed. by D.H. Peregrine. London: Academic Press for the Institute of Mathematics and its Applications. -1981. - P. 21-43.

126. Flather R.A., Heaps N.S. Tidal computation for Morecambe Bay // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. -1975.-N42.-P. 489-517.

127. Gerritsen H., de Vries H., Philippart M. The Dutch Continental Shelf Model. / Quantitative Skill Assessment for Coastal Ocean Models / Coastal and Estuarine Studies / ed. D. Lynch and A. Da-vies. 1995. -Vol. 47.

128. Hamon B.V., Hannan E.J. Estimating relations between time series. // J. Geophys. Res. 1963. -Vol. 68.-N21.-P. 6033-6042.

129. Hansen W. Die halbtagigen Gezeiten im Nordatlantischen Ozean // Deut. Hydrogr. Z. 1949. - Bd.2. Hf.l. - S. 44-51.

130. Hansen W. Gezeiten und Gezeitenstrome der halbtagigen Hauptmond tide M2 in der Nordsee. -Deut. Hydrogr. Z., 1952, Hf.l, S.l-46.

131. Hansen W. Theoree und Errechnung des Wasserstandes und der Stromungen nebst Anwendung // Tellus. 1956. - Vol.8. - N 3. - S. 287-300.

132. Harris D.L. The equivalence between certain statistical prediction methods and linearised dynamical methods // Monthly weather review. 1962. - Vol. 9. - N 8. -P. 331-340.

133. Harris D.L., Angelo A. A regression model for storm surge prediction // Monthly weather review. -1963. Vol. 91. - N 10-12. - P. 710-726.

134. Heaps H.S. Three-dimensional numerical model of the Irish Sea // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. -1973. Vol.35. - P.99-120.

135. Heaps N.S. Storm surges, 1967 1982. // Geophys. J. Roy. Astron. Soc. - 1983. - Vol. 74. - P. 331376

136. Henry R.F., Heaps N.S. Storm surges in the southern Beaufort Sea // J.Fish. Res Board Can. -1976 -N33.-P. 2362-2376.

137. Holt M.W. Real time forecast modeling for the NM European shelf seas. EuroGOOS Conference Papers. OA International Report. - 2000.

138. Jarvinene B.R, Neumann C.J. An evaluation of the SLOSH storm-surge model // Bulletin of the American Meteorological Society. 1985. - Vol. 66. - P. 1408-1411.

139. JCOMM Meeting Report No. 22. Expert team on wind wave and storm surges. First session. Halifax, Canada, 11-14 June 2003. - 39 p.

140. Jelesnianski C.P. A numerical calculation of storm tides induced by a tropical storm impinging on a coastal shelf / Mon. Wea. Rev. 1965. - N 93. - P. 343-358.

141. Jelesnianski C.P. SLOSH A dynamical model to predict tropical storm surges in bays and estuaries and overland flooding. // Storm surges. Observation and modeling. China Ocean Press. -1990.-P. 161-161

142. Johns В., Ali A. The numerical modeling of storm surges in the Bay of Bengal // Quart. J. Roy. Met. Soc.- 1980. Vol.106. -N 447. - P. 1-18.

143. Mellor G.L., Durbin P.A. The structure and dynamics of the ocean surface mixed layer // J. Phys 4» Oceanogr.- 1975.-Vol 5-P 718-728

144. Murty T. S., El-Sabh M J. Interaction between storm surges and tides in shallow waters // Mar. Geodesy. 1981. - Vol. 5. - P. 19-33.

145. Murty T.S. Storm surges meteorological ocean tides. - Can. Bull. Psh. Aquat. Sci., 1984. - 897 p.

146. Nihoul C.J., Waleffe F., Djenidi S. A 3D-Numerical Model of the Northern Bering Sea // Environmental Software. 1986. - V. 1. - № 2. - P. 76-81.

147. NOS Procedure for development and implementing operational nowcast and forecast system for PORTS. NOAA Technical Report NOS CO-OPS 0020. Silver Spring, Maryland, January 1999. -33 p.

148. Pararas-Carayannis G. Verification study of a bathystrophic storm surge model. Technical memorandum NO. 50. U.S. Army, Corps of Engineers, Coastal Engineering Research Center, 1975. -248 p.

149. Pfeiffer K.D. Ein dreidimensionales Wattmodel. GKSS Forschungszentrum Geesthacht GMBH. Geesthacht, 1985- 113 S.

150. Pohlmann T. Calculating the annual cycle of the vertical eddy viscosity in the North Sea with a three-dimensional baroclinic shelf circulation model // Cont. Shelf Res. 1996. - Vol. 16. - N 2. -P. 147-161.

151. Pohlmann T. Predicting the thermocline in a circulation model of the North Sea Part 1: model description, calibration and verification // Cont. shelf Res. 1996. - Vol.16. - N 2. - P. 131-146.

152. Prandle D., Wolf J. Surge-tide interaction in the southern North Sea // Hydrodyn. Estuaries and Fjords. 1978. - Vol.23. -P. 161-185.

153. Prandle D., Wolf J. The interaction of surge and tide in the North Sea and River Thames // Geo-phys. J. Roy. Astron. Soc. 1978. - Vol.55. - N 1. - P.203-216.

154. Proctor J., James I.D. A fine-resolution 3D model of the Southern North Sea // J. Marine Systems. -2001,-N8.-P. 285-295.

155. Ramming H. G., Kowalik Z. Numerical modeling of marine hydrodynamics Applications to dynamic physical processes. Amst., Oxford, N.Y.: Els. Oceanogr. ser. - 1980. - P. 368.

156. Richardson L.F. Weather prediction by numerical process. London. Cambridge University Press, 1922.-236 p.

157. Richardson L.P. The approximate arithmetical solution by finite differences of physical problems involving differential equations with an application to the stresses in masonry dam // Trans Roy Soc. -1910. Ser. A. - Vol. 210. - P.307-357.

158. Ryabinin V.E., Zilberstein O.I. Numerical prediction of storm surges — a review. / In: Storm Surges. WMO. Marine meteorology and related oceanographic activities Report No 33. WMO/TD-No 799. 1996. - P. 1-62.

159. Sadourny R. The dynamics of finite-difference models of the shallow-water equations // J. Atm. Sci. 1975. - vol. 32. - N 4. - P. 680-689.

160. Safronov G.F., Zilberstein O.I. Calculation of the climate dynamics characteristics in the coastal sea zone by the methods of hydrodynamic and probabilistic modelling // Journal of marine systems. 1996.-N7.-P. 395-410.

161. Squazerro P., Giommoni A., Goldmann A. An empirical model for prediction of the sea level in Venice. Technical report CSV006. IBM Italia, 1972. - 78 p.

162. Taylor G. I. Tidal friction in the Irish sea. Phil. Trans. Roy. Soc. A. - 1919. - Vol. 220. - P. 1-31.

163. Tomasin A. An autoregressive model for sea level prediction in the northern part of the Adriatic Sea // Rivista Italiana di geofisica. 1972. - Vol. 21. - N 5-6. - P.211-214.

164. Verbitskaya O.A., Zilberstein O.I., Popov S.K., Lobov A.L. Operational model of short-term sea level forecast in the Caspian Sea. // Proceedings of the MEDCOAST International Conference, Ravenna, Italy. 2003. - P. 2179-2187.

165. Verboom G.K , de Ronde J.G., and van Dijk R.P. A fine grid tidal flow and storm surge model of the North Sea // Continental Shelf Research. 1992. - P. 12:213 - 233.

166. Wajsowicz R.C. Free planetary waves in finiture-difference numerical models // J. Phys. Oceanogr.-1986 -N 16.-P. 773-789.

167. Wei Eu, Chen M. Hydrodynamic model development for the port of New York / New Jersey water level and current nowcast/forecast model system. NOAA Technical Report NOS OCS 12 July, 2001.-45 p

168. Welander P. Numerical prediction of storm surges. In H E. Landsberg and J van Miegham ed. Adavnces in geophysics Academic press, New York, NY Vol. 8 -1961 -P 315-317.

Информация о работе

Вербицкая, Ольга Александровна
кандидата физико-математических наук
Москва, 2004
ВАК 25.00.28

Диссертация

Гидродинамический метод прогноза синоптических колебаний уровня и течений Каспийского моря - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы