Численное моделирование штормовых условий на Черном море на примере новороссийской борыТоропов П.А., Мысленков С.А., Самсонов Т.А.

Поставленные задачи
Оценить успешность воспроизведения новороссийской боры моделью WRF-ARW на качественном уровне. Бору ли мы воcпроизводим?
Получить количественные оценки точности прогноза
С помощью модели SWAN оценить отклик морского волнения во время боры

Антициклоническая бора

Климатология явления
Один раз в 10 лет в Новороссийске случается катастрофическая бора, которая приводит к значительным разрушениям и человеческим жертвам
5 10 15 20 25 30 м/c

Конфигурация модели
негидростатичность
наличие 27 вертикальных уровней (верхняя граница на уровне 50 гПа)
параметризация микрофизических процессов в облаках по схеме Томпсона
параметризация коротковолновых потоков радиации по схеме RRTM (Rapid Radiation Transfer Model),
параметризация длинноволновых потоков радиации по схеме Годдарда
параметризация турбулентности в приземном слое в соответствии с теориями Монина-Обухова и Зилитинкевича;
параметризация подстилающей поверхности по схеме NCEP/NCAR, учитывающей температуру и влажность почвы на 4-х уровнях, а также поддерживающую снежный покров и замёрзшую почву
параметризация планетарного пограничного слоя по схеме Меллора-Ямады-Жанжина, рассчитывающей турбулентную кинетическую энергию и поддерживающую вертикальное перемешивание.

параметризация микрофизических процессов в облаках по схеме Томпсона
параметризация коротковолновых потоков радиации по схеме RRTM (Rapid Radiation Transfer Model)
параметризация длинноволновых потоков радиации по схеме Годдарда
параметризация турбулентности в приземном слое в соответствии с теориями Монина-Обухова и Зилитинкевича;
параметризация подстилающей поверхности по схеме NCEP/NCAR
параметризация планетарного пограничного слоя по схеме Меллора-Ямады-Жанжина
Выбранная конфигурация WRF-ARW и описание эксперимента

Пространственная структура норд-оста (26.01.2012)

Вертикальный разрез скорости ветра по результатам WRF-ARW (26.01.2012)

Примеры оценок расчетов скорости ветра 26.01.2012
Эмпирические функции распределения ошибок прогноза скорости ветра
Эмпирические функции распределения ошибок прогноза скорости ветра
Эмпирические функции распределения ошибок прогноза скорости ветра
Функция распределения ошибок прогноза скорости ветра
Эмпирические функции распределения по пространству
модельных и фактических значений скорости ветра
Эмпирические функции распределения по пространству
модельных и фактических значений скорости ветра
Пространственная функция распределения скорости ветра

Analysis of wind wave in Black Sea by Spectral wave model SWAN
Bathymetry of Black Sea 5x5 km
NCEP-NCAR
~1,9x1,9; 4-daily; 1948-2010
Black Sea Storm June 2011: Wave sensor data (Gelendjik) and results of Swan modeling

Моделирование высоты волны с помощью модели SWAN на основе результатов анализа FNL (50x100 км) 26.01.2012
Модуль скорости ветра (FNL)
Высота волны по данным SWAN

Моделирование высоты волны с помощью модели SWAN на основе результатов модели WRF-ARW (2x2 км) 26.01.2012
Модуль скорости ветра (WRF-ARW)
Высота волны по данным SWAN

Уточнение подстилаюшей поверхности в WRF-ARW

База пространственных данных (MS SQL Server 2012)