ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ной области основной модели задаются значения гармонических по- стоянных уровня моря и осреднённых по глубине течений для восьми основных волн прилива (М2, S2, O1, K1, Q1, N2, P1, K2), полученные по данным глобальной приливной модели TPXO (версия 6.2) [11].
Собственный прилив исследуемых объектов не учитывается. Дан- ное приближение оправдано, так как известно, что в морях Мирово- го океана величина собственного прилива относительно невелика [8, 10].Для верификации основной численной модели использован мас- сив гармонических постоянных волн прилива в 74 репрезентативных пунктах, рассчитанных по данным наблюдений над уровнем моря.
Наиболее высокая точность расчётов характерна для побережья Курильских островов, северо-западной части Охотского моря, вос- точного побережья о. Сахалин, побережья полуострова Камчатка и района, прилегающего к Шантарскому архипелагу.
Для Пенжинской губы, Удской губы и залива Академии качество расчётов несколько ниже. Вероятно, это объясняется двумя причи- нами – недостаточной детализацией расчётной сетки модели в этих районах и отсутствием учёта в модели приливных осушек.
В северной части Японского моря и в Татарском проливе при- ливы воспроизводятся с помощью численного моделирования в це- лом удовлетворительно. Некоторое понижение точности расчётов в данном районе объясняется тем, что западная часть южной жидкой границы сеточной области основной модели размещена вблизи Ко- рейского пролива, в котором расположены амфидромические систе- мы основных волн прилива. Значительные изменения амплитуд и фаз приливных волн в области амфидромических систем не позволяют задать граничные значения гармонических постоянных в данном рай- оне достаточно надёжно.
Наиболее низкую точность имеют результаты моделирования для устьевого взморья Амура (Амурский лиман, южная часть Са- халинского залива, пролив Невельского). Это является следствием исключительной сложности приливного режима данного района (например, на его северной границе приливы имеют неправильный суточный характер, на южной границе – правильный полусуточный).
Амурский лиман мелководен, характерными особенностями релье- фа дна объекта являются узкие извилистые фарватеры, разделяемые приливными осушками. На положение амфидромической системы волны М2 в Амурском лимане влияют вариации стока Амура и сезон-
Рис. 1. Приливные карты волн прилива М2 и К1, рассчитанные по основной числен- ной модели
Заливка – амплитуды волн, см; изолинии – фазы волн, град
ные колебания фоновых (средних) уровней Охотского и Японского морей, имеющие различный характер [12].
Построенные приливные карты хорошо согласуются с анало- гичными картами, полученными другими исследователями в рамках численного моделирования [7–9]. Идентифицированы амфидромиче- ские системы волны М2 севернее о. Сахалин и в заливе Шелихова, значительное увеличение амплитуд данной волны в районе Шантар- ских островов и в Пенжинской губе, получена амфидромическая си- стема волны К1 в проливе Лаперуза, подтверждается существенный рост амплитуды этой волны в северо-восточной части Охотского моря (рис. 1).
Тем не менее, следует отметить, что на приливной карте волны М2, как и в работах [7–9], отсутствуют хорошо выраженные амфи- дромические системы на шельфе северо-восточного побережья о. Са- халин и в Татарском проливе (по результатам моделирования послед- няя имеет вырожденный характер), которые приводятся на картах, опубликованных в работах [1-4, 6].
Можно предположить, что данные амфидромические системы в работах [1-4] возникают из-за применения метода изогипс, в рам- ках которого в качестве исходных данных для расчётов используются
гармонические постоянные волн прилива, полученные для береговых пунктов по материалам наблюдений, степень достоверности которых иногда является неопределённой. В то же время эти же амфидроми- ческие системы идентифицированы и с помощью анализа спутнико- вых альтиметрических данных в работе [6].
Для оценки достоверности существования указанных амфи- дромических систем приливные характеристики волны М2 рассчи- тывались в рамках вспомогательной численной модели с простран- ственным шагом 2,5 км, включающей шельф восточного побережья о. Сахалин, Сахалинский залив, Амурский лиман, северную часть Та- тарского пролива (рис. 2). Кроме детализации сеточной области объ- екта, данная модель предусматривает уточнение поля глубин моря, сформированного на основе массива данных General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) с шагом 1′, по навигационным картам (в основной модели поле глубин не корректировалось). На жидких гра- ницах сеточной области вспомогательной численной модели задава- лись значения гармонических постоянных уровня моря и осреднён- ных по глубине течений волны М2, полученные с помощью основной модели.
Рис. 2. Приливная карта волны М2, рассчитанная по вспомога-
тельной численной модели Заливка – амплитуда, см; изо-
линии – фазы, град
Результаты расчётов по вспомогательной численной модели под- тверждают наличие амфидромических систем волны М2 на шель- фе северо-восточного побережья о. Сахалин и в Татарском проливе (рис. 2). Также хорошо выражена вырожденная амфидромическая система волны М2 в Амурском лимане (рис. 2) (правда, в работе [12]
с помощью локальной численной модели доказано, что амфидроми- ческая точка данной системы существует, но она расположена вблизи материкового берега).
Выполненные исследования позволяют сделать вывод, что при- чинами отсутствия амфидромических систем волны М2 на шельфе северо-восточного побережья о. Сахалин и в Татарском проливе в работах [7-9] являются недостаточно высокое разрешение расчёт- ных сеток численных моделей и погрешности используемых полей глубин.
Литература
1. Богданов К.Т., Горбачев В.В., Мороз В.В. Атлас приливов Берингова, Охотского и Японского морей. Владивосток: Дальаэрогеодезия, 1991. 29 с.
2. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 1.
Гидрометеорологические условия // СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. – 342 с.
3. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том VIII. Японское море. Вып. 1.
Гидрометеорологические условия // СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. – 398 с.
4. Мороз В.В., Богданов К.Т., Ростов В.И., Ростов И.Д. Электронный атлас приливов окраинных морей Северной Пацифики // Вестник ДВО РАН. 2010. № 1.
С.102-106.
5. Сгибнева Л.А. О распространении приливной волны в Пенжинской губе Охотского моря // Труды ГОИН. 1975. Вып. 126. С.51-63.
6. Шевченко Г.В., Романов А.А. Пространственная структура прилива в Охот- ском море на основе данных спутниковой альтиметрии // Колебания уровня в морях.
СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. С.92–110.
7. Choi B.H., Kim D.H., Fang Y. Tides in the east Asian seas from a fine-resolution global ocean tide model // MTS Journal. 1999. Vol. 33. No. 1. P.36-44.
8. Kowalik Z., Polyakov I. Tides in the Sea of Okhotsk // J. Phys. Oceanogr. 1998.
Vol. 28. N. 7. P.1389-1409.
9. Suzuki K., Kanari S. Tidal simulation of the Sea of the Okhotsk // Kaiyo Kagaku. 1986. Vol. 18. P.445-463.
10. Некрасов А.В. Приливные волны в окраинных морях. Л.:
Гидрометеоиздат, 1975. 247 с.
11. Egberg G.D., Erofeeva S.Y. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides //
J. Atm. and Ocean Tech. 2002. Vol. 19. P.183-204.
12. Любицкий Ю.В. Особенности формирования приливов в Амурском лимане в безледный период // Труды ДВНИИ. 1986. Вып. 125. С.53-64.