Введение
Глава 1. Дифференциальная постановка задачи о совместной циркуляции океана и морского льда . 41
1.1. Модель общей циркуляции океана. 41
1.1.1. Исходные уравнения. 41
1.1.2. Граничные условия. 4 7
1.1.3. Параметризация коэффициентов вертикального турбулентного обмена и турбулентной диффузии . 55
1.1.4. Параметризация горизонтального турбулентного обмена. 57
1.2. Модель эволюции снега и льда. 63
1.2.1. Уравнения эволюции массы льда и снега и сплоченности льда. 63
1.2.2. Уравнения изменения импульса морского льда. 65
1.2.3. Перераспределение массы льда по градациям толщины. 66
1.2.4. Реология льда. 67
1.2.5. Граничные условия для задачи динамики льда. 72
1.2.6. Параметризация припая. 73
1.2.7. Постановка задачи термодинамики морского льда. 75
1.2.8. Эффекты, связанные с горизонтальной неоднородностью льда. 78
1.2.9. Упрощение задачи. 79
1.2.10. Используемые параметризации. 81
Глава 2. Численное решение задачи о совместной циркуляции океана и морского льда . 88
2.1. Пространственная аппроксимация. 88
2.1.1. Вводные замечания. 88
2.1.2. Проекционная форма постановки задачи динамики океана. 90
2.1.3. Проекционная форма задачи динамики-термодинамики морского льда . 91
2.1.4. Аппроксимация области и решения. 94
2.1.5. Модифицированные схемы переноса. 97
2.1.6. Выбор квадратурных формул. 103
2.1.7. Условие излучения на открытой границе. 111
2.1.8. Проникающая радиация. 112
2.2. Аппроксимация по времени. 113
2.3. Решение задачи о термодинамике морского льда. 123
2.4. Особенности интерпретации численного решения. 124
2.5. Особенности программной реализации и возможности использования модели на многопроцессорных ЭВМ. 128
Глава 3. Моделирование Северного Ледовитого океана без прямого учета дрейфа льда . 131
3.1. Вводные замечания к Главе 3. 131
3.2. Особенности численной модели. 133
3.3. Используемые данные. 134
3.4. Результаты диагностических расчетов. 135
3.5. Результаты адаптационных расчетов. 137
3.5.1. Температура и соленость. 142
3.5.2. Течения. 142
3.5.3. Вертикальная скорость. 144
3.5.4. Расходы через проливы. 148
3.6. Исследование распространения пассивной примеси в слое атлантических вод Северного Ледовитого океана 150
3.6.1. Постановка задачи. 150
3.6.2. Расчет лагранжевых траекторий. 150
3.6.3. Анализ результатов. 152
3.7. Заключительные замечания к Главе 3. 158
Глава 4. Моделирование высокоширотных морей . 162
4.1. Воспроизведению летней циркуляции вод Карского моря. 162
4.1.1. Вводные замечания. 162
4.1.2. Используемые данные. 163
4.1.3. Численная модель динамики моря. 168
4.1.4. Численные эксперименты. 170
4.2. Восстановление среднемесячной циркуляции Баренцева моря и анализ ее чувствительности к водообмену на открытых границах . 176
4.2.1. Вводные замечания. 176
4.2.2. Численная модель. 178
4.2.3. Используемые данные. 179
4.2.4. Численные эксперименты. 184
4.3. Заключительные замечания к главе 4. 196
Глава 5. Моделирование среднемесячного состояния Северного ледовитого океана . 201
5.1. Задачи главы 5. 201
5.2. Полудиагностические расчеты нормального годового хода циркуляции вод Северного Ледовитого океана. 203
5.2.1. Модель общей циркуляции. 203
5.2.2. Данные. 205
5.2.3. Результаты расчетов. 208
5.3. Среднемесячное состояние океана с учетом динамики и термодинамики морского льда. 218
5.3.1. Исходная формулировка модели. 218
5.3.2. Организация расчетов и используемые данные. 223
5.3.3. Результаты расчетов и их оценка. 224
5.3.4. Заключительные замечания к Главе 5. 237
Глава 6. Моделирование состояния Северного Ледовитого Океана за период 1948-2002 гг. с использованием реалистичного вынуждающего воздействия . 241
6.1. Постановка задачи и организация численных экспериментов. 241
6.2. Особенности численной модели для первого этапа («скоординированный разгон» 1948-1979 гг. с коррекцией потоков солености). 248
6.3. Основные результаты первого этапа расчетов. 250
6.3.1. Морской лед. 250
6.3.2. Температура и соленость. 258
6.3.3. Циркуляция. 260
6.3.4. Использование параметризации "топографического напряжения" типа "эффета Нептуна". 263
6.3.5. Диагноз энергетики модели. 269
6.4. Особенности численной реализации второго этапа для воспроизведения состояния СЛО без коррекции потоков солености. 279
6.5. Основные результаты. Воспроизведение содержания пресной воды. 282
6.6. Заключительные замечания к главе 6. 289
Заключение 290
Список литературы 296
