Введение 3
1 Физико-географические характеристики района 4
1.1 Г еографическое положение 4
1.2 Рельеф дна и геологические особенности 5
1.3 Г идрологический режим 6
1.4 Климат 8
2 Метеорологические цунами 9
2.1 Общие сведения 9
2.2 Краткий обзор литературы по метеорологическим цунами 11
2.3 Метеорологические цунами в Средиземном море 14
3. Методы исследования. Применение программного комплекса CARDINAL для воспроизведения динамических процессов в океанах и
морях 29
3.1 Общие сведения о ПК CARDINAL 30
3.1. Моделирование колебаний уровня и задание атмосферного
воздействия в ПК CARDINAL 30
3.2. Карты атмосферного давления в периоды наблюдавшихся
метеоцунами 32
4 Численные эксперименты и анализ результатов 37
Заключение 49
Список использованных источников 51
Катастрофические волны порождаются множеством причин, их трансформация в береговой зоне обусловлена большим количеством факторов, поэтому изучение проблемы цунами должно включать в себя применение различных методик и подходов.
Объектом исследования в данной работе являются метеорологические цунами. Предметом исследования является механизм формирования метеоцунами в Средиземном море.
Анализ статистических данных демонстрирует характерную повторяемость явления метеоцунами в определенных частях Средиземного моря. Актуальность работы и востребованность результатов обусловлены высокой плотностью населения и высоким уровнем хозяйственного развития данных районов, в том числе наличием большого количества портов и гаваней в исследуемой области. Хозяйственные объекты, расположенные в районе побережья, подвержены катастрофическому воздействию волн.
Метеоцунами генерируются над открытым океаном высокочастотными модуляциями атмосферного давления гравитационных волн, конвективными скачками давления или другими видами атмосферных возмущений, огромное значение в случае проявления метеоцунами играет явление резонанса.
Прибрежные акватории значительно различаются своими резонансными характеристиками, таким образом, и проявления метеоцунами будут различными для каждой конкретной области. И изучение данного явления необходимо проводить с учётом этих особенностей.
В данной магистерской работе предлагается использование программного комплекса CARDINAL для моделирования метеорологических цунами в различных частях Средиземного моря.
Метеоцунами являются опасными гидрометеорологическими явлениями, поэтому их изучение, возможность моделирования и предсказания являются практически важными задачами.
С другой стороны подробные описания, надежные приборные показания и исследование механизмов формирования метеоцунами начаты сравнительно недавно, следовательно, моделирование этого явления является актуальной и новой научной задачей.
Изучение механизма формирования метеорологических цунами должно происходить с учетом специфических региональных особенностей конкретной области исследования. При анализе ряда случаев появления метеоцунами в Средиземном море, выявляются одни и те же закономерности: наличие резкого скачка давления (примерно 2-5 гПа) за короткий промежуток времени, а также наличие условий для возникновения двойного резонанса.
В данной работе предлагается использование современных информационных технологий, таких, как ПК CARDINAL, для задания параметров модельного циклона или других возможных атмосферных воздействий, что позволяет воспроизвести или моделировать непериодические колебания уровня, схожие с метеорологическими цунами в конкретных областях Средиземного моря.
Стоит отметить, что, несмотря на то, что ПК CARDINAL рассчитан на моделирование более крупномасштабных процессов, в ходе проведения численных экспериментов получилось воссоздать временной ход колебаний уровня и значительные амплитуды колебаний в отдельных заливах.
Численные эксперименты позволили воспроизвести длинные прогрессивные волны, генерируемые стационарными и движущимися циклонами. Также воспроизведены резонансные колебания уровня в отдельных акваториях при совпадении амплитуд и периодов прогрессивных волн и , собственно, атмосферного воздействия от барического образования. Время интенсивного падения или роста давления на 4-5 гПа в экспериментах составляет 4-5 часов. В описанных реальных случаях метеоцунами скачки атмосферного давления в несколько гПа наблюдались в течение периода от нескольких минут до нескольких десятков минут. Поэтому можно сказать, что в приведенных экспериментах воспроизведены резонансные колебания уровня в акваториях меньшего временного масштаба, чем штормовые нагоны. Напомним, что при штормовых нагонах совпадают пики прогрессивных длинных волн и максимальные ветровые нагоны. Но временной масштаб изменчивости наших атмосферных воздействий составляет несколько часов, а в реальных случаях метеорологических цунами время атмосферных скачков - несколько минут. Такие мелкомасштабные явления не было возможности воспроизвести в имеющейся версии программного комплекса CARDINAL.
Тем не менее, в численных экспериментах воспроизведены резонансные колебания уровня за счет прогрессивных длинных волн и прохождения барического образования при отсутствии значительного ветра в отдельных акваториях Средиземного моря.
