ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................... 5
РАЗДЕЛ 1 АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ПОЛЕЙ ПСЕВДОИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И СОЛЕНОСТИ ДЛЯ ГЛУБОКОВОДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ ПО ДАННЫМ АЛЬТИМЕТРИИ, ИЗМЕРЕНИЙ БУЕВ-ПРОФИЛЕМЕРОВ ARGO И МАЛОЧИСЛЕННЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ЗОНДИРОВАНИЙ ................................................................ 17
1.1 Методика анализа данных измерений температуры и солености Черного моря с использованием динамического альтиметрического уровня .................................... 17
1.1.1 Данные спутниковой альтиметрии и гидрологических измерений. ................ 17
1.1.2 Построение эмпирических зависимостей среднемесячной солености и температуры от глубины при различных градациях альтиметрического уровня ... 20
1.1.3 Профили невозмущенной солености и температуры. ....................................... 23
1.1.4 Коррекция среднемесячных профилей невозмущенных температуры и солености..……………………………………………………………………………...27
1.2 Алгоритм восстановления трехмерных полей псевдоизмерений температуры и солености Черного моря и их валидация ..................................................................... 30
1.2.1 Анализ T,S – кривых «нулевой» и не «нулевых» градаций альтиметрического уровня…….. .................................................................................................................... 30
1.2.2 Установление связи между смещениями уровня моря и отклонениями изохалинных и изотермических поверхностей.. ......................................................... 34
1.2.3 Восстановление трехмерных полей солености и температуры Черного моря за период 1993–2002 гг. ..................................................................................................... 41
1.2.4 Оценка статистических характеристик точности восстановленных трехмерных полей солености и температуры. .................................................................................. 43
1.2.5 Анализ трехмерных полей солености и температуры Черного моря, воспроизведенных в 1993–2012 гг. по малочисленным измерениям с привлечением альтиметрических данных. ............................................................................................ 46
1.2.6 Восстановление трехмерных термохалинных полей с расчетом ежесуточных линейных зависимостей «глубина залегания изохалины – значение альтиметрического уровня».. ........................................................................................ 52
Выводы к Разделу 1 ....................................................................................................... 53
РАЗДЕЛ 2 ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ЧЕРНОГО МОРЯ В РЕТРОСПЕКТИВНОМ АНАЛИЗЕ ЗА 1980–2012 ГГ. ПОСРЕДСТВОМ Z-КООРДИНАТНОЙ МОДЕЛИ МГИ С АССИМИЛЯЦИЕЙ «НЕВОЗМУЩЕННЫХ» ПРОФИЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И СОЛЕНОСТИ ....................................................... 56
2.1 Краткое описание модели Морского гидрофизического института (МГИ) ...... 56
2.2 Результаты реанализа гидрофизических полей моря за 1980–1993 гг. с усвоением среднегодовых «невозмущенных» профилей температуры и солености в модели, рассчитанных по данным работы .................................................................. 61
2.2.1 Методика формирования среднегодовых профилей температуры и солености……………………………………………………………………………….61
2.2.2 Анализ результатов реанализа гидрофизических полей за период 1980–1993 гг. на основе вихреразрешающей модели. ........................................................................ 68
2.3 Результаты реанализа гидрофизических полей моря за 1993–2012 гг. с ассимиляцией в модели среднемесячных «невозмущенных» профилей температуры и солености, восстановленных по данным альтиметрии и ограниченных контактных измерений ........................................................................................................................ 81
2.3.1 Статистические оценки точности восстановленных полей температуры и солености ………………………………………………………………………………81
2.3.2 Тенденции сезонной и межгодовой изменчивости температуры, солености и кинетической энергии течений. .................................................................................... 85
Выводы к Разделу 2 ....................................................................................................... 96
РАЗДЕЛ 3. ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ЧЕРНОГО МОРЯ В РЕАНАЛИЗЕ ЗА 1993–2012 ГГ. ПОСРЕДСТВОМ АССИМИЛЯЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ ПОЛЕЙ ПСЕВДОИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И СОЛЕНОСТИ В МОДЕЛИ ......................................................................................... 100
3.1 Применение метода адаптивной статистики для ассимиляции трехмерных полей псевдоизмерений .......................................................................................................... 100
3.1.1 Основные соотношения фильтра Калмана и метода адаптивной статистики ……………………………………………………………………………100
3.1.2 Оценка типичных дисперсий ошибок прогноза и подбор параметра релаксации в уравнениях переноса-диффузии дисперсий ошибок ............................................. 105
3.1.3 Анализ результатов численных экспериментов с ассимиляцией псевдоизмерений температуры и солености в модели методом адаптивной статистики ..................................................................................................................... 108
3.1.4 Выбор параметра релаксации в источниках уравнений переноса-диффузии тепла и соли .................................................................................................................. 109
3.1.5 Сопоставление фактических и модельных дисперсий ошибок прогноза ..... 112
3.1.6 Сравнение восстановленных структур гидрофизических полей мор. .......... 113
3.2 Воспроизведение гидрофизических полей моря в реанализе за 1993–2012 гг. с ассимиляцией псевдоизмерений температуры и солености в слое 63–500 м ........ 117
3.2.1 Описание расчета ................................................................................................ 117
3.2.2 Статистические характеристики ошибок, восстановленных в реанализе полей температуры и солености ............................................................................................ 120
3.2.3 Статистические характеристики точности воспроизведенных в реанализе полей уровня моря ....................................................................................................... 122
3.2.4 Долговременная синоптическая изменчивость бассейна ............................... 124
3.3 Восстановление температуры и солености в верхнем слое Черного моря по данным псевдоизмерений ............................................................................................ 127
3.3.1 Основные соотношения для восстановления трехмерных полей псевдоизмерений солености и температуры моря в слое 2,5–125 м ...................... 127
3.3.2 Процедура восстановления трехмерных полей псевдоизмерений солености и температуры моря в слое 2,5–125 м ........................................................................... 130
3.3.3 Анализ результатов восстановления полей псевдоизмерений солености и температуры за 2012 г. ................................................................................................. 132
3.3.4 Реанализ гидрофизических полей моря за 2012 г. посредством ассимиляции псевдоизмерений температуры и солености в модели МГИ. .................................. 139
Выводы к Разделу 3 ..................................................................................................... 145
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................ 148
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................... 150
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 151
