Метод вложенных сеток с улучшенным вертикальным разрешением в прибрежной зоне моря

Abstract

Предлагается вариант метода вложенных сеток для моделей в Z-координатах, позволяющий использовать более детальное разрешение по вертикали в мелководных районах моря. Расчет скорости течения, температуры и солености проводится отдельно для областей с разным вертикальным разрешением путем достаточно несложной модификации исходного алгоритма. Граница между расчетными областями связана с рельефом дна (проходит по изобате). В глубоководной области расчет проводится на базовой сетке, в мелководной используется более подробная – детальная – сетка, которая строится на основе базовой. При этом в горизонтальных направлениях разрешение не меняется, расчет интегральной функции тока (или уровня) не требует никакой модификации и осуществляется для всей области целиком. Обсуждаются результаты численных экспериментов по исследованию апвеллингов на северо-западном шельфе Черного моря. Показано, что использование детальной сетки приводит к более естественным распределениям вертикальной скорости течения.

Пропонується варіант методу вкладених сіток для моделей в Z-координатах, який дозволяє використовувати детальнішу роздільність по вертикалі в мілководних районах моря Розрахунок швидкості течії, температури та солоності проводиться окремо для областей з різною вертикальною роздільністю шляхом достатньо нескладної модифікації початкового алгоритму. Межа між розрахунковими областями пов'язана з рельєфом дна (проходить по ізобаті). У глибоководній області розрахунок проводиться на базовій сітці, в мілководній використовується докладніша – детальніша – сітка, яка будується на основі базової. При цьому в горизонтальних напрямах розподіл не міняється, розрахунок інтегральної функції струму (або рівня) не вимагає ніякої модифікації і здійснюється для всієї області цілком. Обговорюються результати чисельних експериментів з дослідження апвеллінгів на північно-західному шельфі Чорного моря. Показано, що використовування детальної сітки призводить до природніших розподілів вертикальної швидкості течії.

A variant of the method of nested grids is proposed for the models in Z-coordinates. It permits to use more detailed vertical resolution in the shallow regions of the sea. Current velocity, temperature and salinity are calculated separately for the areas with different vertical resolutions by means of rather a simple modification of the initial algorithm. The boundary between the areas under calculation is related with the bottom relief (it follows the isobath). In the deep-water part the calculation is carried out on the basic grid, in the shallow water part more detailed grid constructed using the basic one is used. At that the resolution does not change in horizontal directions; calculation of the current (or level) integral function requires no modification and is carried out for the whole region. The results of numerical experiments on studying upwelling on the Black Sea northwestern shelf are discussed. It is shown that application of a more detailed grid results in more natural distributions of a current vertical velocity.