Численная модель субмаринной разгрузки пресных вод в карстовой полости

Abstract

Обсуждаются результаты численных экспериментов по воспроизведению структуры гидрологических полей в карстовой полости (район м. Айя, Южный берег Крыма), наблюдаемой во время второй специализированной экспедиции в сентябре 2008 г. Для описания процесса субмаринной разгрузки пресных вод используется трехмерная гидростатическая модель с заданными априори границами слоев (σ- и/или Z-уровни) в приближении «твердой крышки» и с процедурой «конвективного приспособления». Установлено, что только хорошее разрешение по вертикали позволяет количественно правильно описать тонкий верхний распресненный слой моря. Показано, что для адекватного представления о влиянии рельефа дна на верхний слой моря желательно использовать смешанную сетку по вертикали, сочетающую σ- и Z-координаты. Представлены результаты численных экспериментов, позволяющие судить о влиянии местоположения, количества и мощности источников пресной воды, расположенных на боковой границе полости.

Обговорюються результати чисельних експериментів з відтворення структури гідрологічних полів у карстовій порожнині (район мису Айя, Південний берег Криму), спостережуваній під час другої спеціалізованої експедиції у вересні 2008 р. Для опису процесу субмаринного розвантаження прісних вод використовується тривимірна гідростатична модель із заданими апріорі границями шарів (σ- та/або Z-рівні) в наближенні «твердої кришки» і з процедурою «конвективного пристосування». Встановлено, що лише хороше просторове розділення по вертикалі дозволяє кількісно правильно описати тонкий верхній розпріснений шар моря. Показано, що для адекватного уявлення про вплив рельєфу дна на верхній шар моря бажано використовувати змішану сітку по вертикалі, поєднуючу σ- і Z-координати. Представлені результати чисельних експериментів, які дозволяють судити про вплив місцеположення, кількості та потужності джерел прісної води, розташованих на бічній границі порожнини.

Results of numerical experiments aimed at reconstructing the structure of hydrophysical fields in a karst cavity (region of cape Aiya, the Crimean Southern coast) observed during the second specialized expedition in September, 2008 are discussed. To describe the process of sub-marine freshwater discharge, the three-dimensional hydrostatic model with a priori prescribed boundaries of the layers (σ- and/or Z-levels) is used in approximation of a «rigid lid» including the procedure of «convective adjustment». It is found that only good vertical resolution permits to carry out quantitatively correct description of the upper thin sea layer with low salinity. It is shown that in order to obtain adequate notion on the relief effect upon the upper sea layer, the mixed vertical grid combining σ- and Z- coordinates should be advisably applied. Presented are the results of numerical experiments permitting to define the effect of location, quantity and capacity of freshwater sources located on the cavity lateral boundary