Вклад инерционных колебаний в динамику вод на примере штормовой ситуации 24.03.2013 в северо-восточной части Черного моря

Представлены результаты расчёта течений в период прохождения сильного шторма 22 - 28 марта 2013г в северо-восточной части Черного моря (ЧМ). Они выполнены с помощью модели морской гидротермодинамики Institute Numerical Mathematics Ocean Model (INMOM), реализованной для всей акватории Черного и Азовского морей (ЧАМ) с пространственным разрешением ~4 км. Эта версия INMOM служит главным компонентом реализованной в ФГБУ «ГОИН» системы оперативного диагноза и прогноза гидрометеорологических характеристик в акватории ЧАМ. В эту систему также включены Weather Research and Forecasting (WRF) модель для расчета атмосферного воздействия и Российская атмосферно-волновая модель (РАВМ) для расчета характеристик ветрового волнения. В период прохождения шторма сформировался обширный циклон с центром к северу от Азовского моря. Его южная периферия, охватывая практически все ЧМ, сформировала интенсивные воздушные потоки, вследствие которых юго-восточный ветер преобладал в восточной части ЧМ и имел скорость в открытой части моря свыше 20 м/с. При этом резкое усиление ветра произошло в ночь на 23.03.2014. Это усиление спровоцировало возбуждение инерционных колебаний со скоростями течения в зоне действия ветра до 100 -120 см/с. Проведенные на этот период времени расчёты высоты ветрового волнения с помощью РАВМ показали резкий рост его интенсивности с высотами свыше 6 м. Это послужило основным фактором, который и привёл к разрушению берегоукрепительных сооружений в районе Имретинского побережья. При этом повышение уровня моря здесь не превышало 20 см, что, тем не менее также, способствовало разрушению береговых сооружений. Период колебаний скорости течения в активном слое соответствовал частоте Кориолиса. Поле инерционных колебаний скорости занимало всю открытую восточную часть ЧМ. Следуя физической природе инерционных колебаний поле скорости течений в слое 0 – 30 м спустя несколько часов после начала шторма, перестали соответствовать штормовому ветру, изменяя направление и скорость и формируя вихревые образования вдоль побережья и во всей восточной части моря. Показано, что возбуждение инерционных колебаний вызывается резким изменением скорости ветра. Приводится аналитическое соотношение, связывающее амплитуду скорости инерционных движений с резким изменением интенсивности ветра, подтвержденное численными расчетами. При этом интенсивные колебательные инерционные течения практически не оказывали влияния на изменения глубины скачка плотности и уровня моря. Последнее означает, что высокие скорости течений никак не проявляются на спутниковых картах уровня моря, использующихся, в частности, для оценки поля приповерхностной скорости в морях и океанах.