Низкоуровневые струйные течения надо льдом в Арктике: влияние неоднородностей подстилающей поверхности

Струйное течение нижнего уровня: наблюдения

Предлагаемые механизмы
1. Инерционные колебания по аналогии с ночными
- из-за локальных изменений (Andreas et al., 2000)
- из-за пространственных неоднородностей (Smedman et al., 1993; Vihma and Brummer 2002; Vihma et al., 2003)
2. Инерционно-гравитационные колебания
- после скачка шероховатости (Yuen and Young, 1986)
3. Влияние бароклинности
- во время холодных вторжений и над полыньями (Chechin et al., 2013; Репина и Чечин, 2012)
4. Прохождение фронтов

Задачи
1. Количественная оценка параметров НУСТ по данным численного моделирования
2. Оценка чувствительности параметров НУСТ к используемым параметризациям турбулентности
1. Диагностика физического механизма НУСТ, построение простой аналитической модели
2. Количественная оценка влияния на характеристики турбулентного обмена в пограничном слое
Дальнейшие задачи:

Параметры СТ и критерий его идентификации
Andreas et al. 2000

Устойчивый АПС надо льдом

Davies 2000

Натекание холодного воздуха на полынью или теплого воздуха на кромку льда
Конвективный АПС
Устойчивый АПС
полынья
1.
2.
Нейтральный или слабонеустойчивый АПС
Устойчивый АПС

Натекание холодного воздуха на полынью или теплого воздуха на кромку льда
Инерционные колебания
Длина волны:
Инерционно-гравитационные колебания:
Длина волны:
при
Число Фруда:
Радиус деформации Россби:

Негидростатическая модель NH3D
+ диагностическое уравнение для возмущения геопотенциала

Граничные условия
На боковых границах рассчетной области:
Условия Неймана или Дирихле или условия излучения u, v, θ, p0
На нижней границе:
На верхней границе:
Численная реализация:
разнесенная С-сетка Аракавы
схема интегрирования по времени «чехарда» с фильтром Аселина
центральные разности для производных
монотонная схема адвекции для скаляров
численное сглаживание по горизонтали 4-го порядка
параметризация потоков тепла и импульса на основе теории подобия Монина - Обухова
условие непротекания

Натекание холодного воздуха на полынью

Натекание холодного воздуха на полынью

Smedman et al., 1993

Smedman et al., 1993

Натекание холодного воздуха на полынью