Сезонная изменчивость трехмерной циркуляции Каспийского моря, уровня моря и взаимодействия между морем и атмосферой

Для исследования сезонной циркуляции и изменчивости водных масс в Каспийском море под воздействием реалистичных потоков массы, импульса и тепла используется трехмерная модель примитивных уравнений, учитывающая термодинамику морского льда и взаимодействие между морем и атмосферой. Речной сток, атмосферные осадки, радиация и напряжение ветра задаются в модели сезонно на основе доступных наборов данных. Скорость испарения, а также потоки явного и скрытого тепла на поверхности моря рассчитываются интерактивно с помощью подмодели пограничного слоя атмосферы с использованием атмосферных данных реанализа ECMWF-ERA15 и температуры поверхности моря, рассчитанной моделью. Модель успешно воспроизводит изменения уровня моря, а также особенности бароклинной циркуляции и перемешивания при заданных внешних воздействиях для выбранного года. Результаты показывают, что сезонный цикл напряжения ветра имеет решающее значение для формирования циркуляции в бассейне. В сезонном цикле поверхностных течений моря выделяются три типа: циклонические круговороты в декабре–январе; экмановский дрейф на юг и юго-запад в феврале–июле, заключенный между западным и восточным южными прибрежными течениями; и переходный тип в августе–ноябре. Западное и восточное северные подповерхностные прибрежные течения, являющиеся результатом локальной прибрежной динамики, одновременно играют важную роль в меридиональном перераспределении водных масс. Важной частью работы является моделирование топографии поверхности моря, обеспечивающее проверяемые результаты по уровню моря. Модель успешно воспроизводит изменчивость уровня моря в четырех прибрежных пунктах, для которых имеются наблюдательные данные. Анализ теплового и водного балансов подтверждает климатологические оценки потоков тепла и влаги на поверхности моря. Эксперименты с вариациями внешнего воздействия свидетельствуют о чувствительной реакции циркуляции и водного баланса на атмосферное и речное воздействие.