АВТОМАТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ НОВОЗЕМЕЛЬСКОЙ БОРЫ

  • В. С. Кошкина Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
  • А. В. Гавриков Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Н. Д. Тилинина Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2024.52(4).5
Ключевые слова: новоземельская бора, подветренные бури, мезомасштабные процессы, автоматическая идентификация аномалий, климатология, Арктика, численное моделирование, WRF

Аннотация

В работе исследуется разновидность подветренной бури – новоземельская бора. Это малоизученное мезомасштабное явление, для которого характерно наличие высокой скорости ветра на западном склоне архипелага, угрожающее безопасности портовых строений и морской навигации. В работе предлагается подход для автоматической идентификации боры, что позволит составить климатическую картину этого явления и выявить его характерные особенности. Разработанный подход был применен к долговременным (2015–2023 гг.) данным высокоразрешающего численного моделирования, полученным с помощью атмосферной модели WRF, и к данным атмосферного реанализа ERA5. За девятилетний период было проанализировано около 220 бор, причем это сделано не только для всего архипелага (что характерно для большинства исследований), но и для отдельных регионов Новой Земли. Региональное разбиение показало различия в климатологической картине и в термодинамических характеристиках бор. Показано, что качественно климатические характеристики боры не зависят от пространственного разрешения. Это потенциально позволяет применить разработанный метод для идентификации бор на более долгопериодных данных, к примеру, на всем периоде реанализа ERA5. Однако на количественном уровне высокое разрешение ожидаемо показывает большую интенсивность и продолжительность явления.

Литература


  1. Беданоков М. К., Ямщиков А. А., Полежаев П. П. Обзор работ, посвященных моделированию явлений обтекания неровностей поверхности земли и катастрофических ветров типа боры // Вестник Тверского государственного университета. Серия: География и геоэкология. 2018. № 3. С. 15–39.

  2. Гавриков А. В., Иванов А. Ю. Аномально сильная бора на Черном море: наблюдение из космоса и численное моделирование // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2015. № 51 (5). С. 615–615.

  3. Дмитриев А. А. Певекский южак и борьба с ним. Litres, 2024.

  4. Ефимов В. В. Новоземельская бора: механизмы формирования и сезонная изменчивость // Тезисы докл. на конф. 2018. С. 183.

  5. Ефимов В. В., Комаровская О. И. Новоземельская бора: анализ и численное моделирование // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2018. № 54 (1). С. 83–96.

  6. Ефимов В. В., Комаровская О. И. Сезонная изменчивость и гидродинамические режимы новоземельской боры // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2018. № 54 (6). С. 684–698.

  7. Шестакова А. А., Моисеенко К. Б. Гидравлические режимы обтекания гор при сильных подветренных бурях: новороссийская и новоземельская бора и певекский южак // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2018. № 54 (4). С. 405–416.

  8. Шестакова А. А. Новоземельская бора: подветренные характеристики и структура натекающего потока // Арктика и Антарктика. 2016. № 2. С. 86–98.

  9. Arthun M., Smedsrud L. H., Boning C. W., Richter J. Dense water formation and circulation in the Barents Sea // Deep Sea Research. Part I: Oceanographic Research Papers. 2011. Vol. 58. No. 8. P. 801–817.

  10. Gohm A., Mayr G. J., Fix A., Gohm A. On the onset of bora and the formation of rotors and jumps near a mountain gap // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2008. Vol. 134. No. 630. P. 21–46.

  11. Grisogono B., Belusic D. A review of recent advances in understanding the meso- and microscale properties of the severe Bora wind // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2009. Vol. 61. No. 1. P. 1–16.

  12. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Dee D. The ERA5 global reanalysis // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146. No. 730. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803.

  13. Hong S., Lim J. The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). 2006. http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/WSM6-hong_and_lim_JKMS.pdf.

  14. Iacono M. J., Mlawer E. J., Clough S. A., Delamere J. S. Radiative forcing by long-lived greenhouse gases: Calculations with the AER radiative transfer models // Journal of Geophysical Research Atmospheres. 2008. Vol. 113. No. 13. P. 2–9. https://doi.org/10.1029/2008JD009944.

  15. Klemp J. B., Durran D. R. Numerical modelling of bora winds // Meteorology and Atmospheric Physics. 1987. Vol. 36. No. 1–4. P. 215–227.

  16. Klemp J. B., Lilly D. R. The dynamics of wave-induced downslope winds // Journal of Atmospheric Sciences. 1975. Vol. 32. No. 2. P. 320–339.

  17. Lin Y. L., Wang T. A. Flow regimes and transient dynamics of two-dimensional stratified flow over an isolated mountain ridge // Journal of the Atmospheric Sciences. 1996. Vol. 53. No. 1. P. 139–158.

  18. Markowski P., Richardson Y. Mesoscale Meteorology in Midlatitudes. Royal Meteorological Society. 2010. Vol. 327.

  19. Moore G. W. K. The Novaya Zemlya Bora and its impact on Barents Sea air-sea interaction // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40. No. 13. P. 3462–3467.

  20. National Centers for Environmental Prediction et al. NCEP GFS 0.25 Degree Global Forecast Grids Historical Archive. Boulder CO, 2015. https://doi.org/10.5065/D65D8PWK.

  21. Olson J. B., Kenyon J. S., Tao W. K., Dudhia J. A Description of the MYNN-EDMF Scheme and the Coupling to Other Components in WRF-ARW. 2019. https://doi.org/10.25923/N9WM-BE49. https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/19837.

  22. Peltier W. R., Clark T. L. Nonlinear mountain waves in two and three spatial dimensions // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 1983. Vol. 109. No. 461. P. 527–548.

  23. Shestakova A. A., Toropov P. A., Matveeva T. A. Climatology of extreme downslope windstorms in the Russian Arctic // Weather and Climate Extremes. 2020. Vol. 28. P. 100256.

  24. Skamarock W. C., Klemp J. B., Dudhia J., Gill D. O., Barker D. M., Duda M. G., Huang X., Wang W., Powers J. G. A description of the advanced research WRF version 4 // NCAR tech. note ncar/tn-556+ str. 2019. Vol. 145.

  25. Smith R. B. The influence of mountains on the atmosphere // Advances in Geophysics. Elsevier. 1979. Vol. 21. P. 87–230.

Опубликован
2024-12-29
Выпуск
Том 52 № 4 (2024): Океанологические исследования
Раздел
Физика океана и климат

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)