Многолетняя изменчивость экстремального ветрового волнения на Чёрном море (РНФ)НИР

Multiannual variability of extreme wind waves on the Black Sea

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 8 августа 2023 г.-31 декабря 2023 г. Многолетняя изменчивость экстремального ветрового волнения на Чёрном море
Результаты этапа: В ходе подготовки исходных данных для исследования была выполнена оценка качества специализированного реанализа ветрового волнения и волн зыби для акватории Чёрного моря «Black Sea Waves Reanalysis» (https://doi.org/10.25423/CMCC/BLKSEA_MULTIYEAR_WAV_007_006_EAS4). Для верификации были подготовлены данные спутниковой альтиметрии ос спутникового альтиметра Saral/Altika (фаза B). После первичной подготовки данных о высотах значительных волн из материалов спутниковой альтиметрии они были сопоставлены с соответствующими даными из реанализа (всего для верификации использовано 65291 пар значений). Коэффициент корреляции между высотами значительных волн по материалам реанализа и спутниковым измерениям составил 0.92, средняя разница – 0.17 м. Помимо этого, коэффициенты корреляции вычислялись и отдельно для каждого месяца; они варьировались от 0.89 в июне до 0.93 в апреле. Следует отметить, что выполненная независимая верификация реанализа BLKSEA_MULTIYEAR_WAV_007_006 показала лучший результат, чем верификация расчётов, выполненных ранее автором на основе реанализов NCEP-CFSR и NCEP-CFSv2 [Gippius, Myslenkov, 2020]. В последнем случае коэффициент корреляции оказался ниже (0.76–0.85 в зависимости от инструмента измерения высот волн). Учитывая доступные и вновь полученные результаты по верификации реанализа ветрового волнения BLKSEA_MULTIYEAR_WAV_007_006, его относительно высокое пространственное и временное разрешение, а также широкий временной охват (с 1950 по 2022 гг. включительно, т. е. 73 года) этот реанализ был признан пригодным для дальнейшего выполнения работ по настоящему проекту. В пользу его использования говорит и то, что этот реанализ – относительно новый продукт, его использование не встречается широко в публикациях. Соответственно, применение этого продукта придаёт настоящему проекту дополнительную научную новизну.
2 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Многолетняя изменчивость экстремального ветрового волнения на Чёрном море
Результаты этапа: Основная работа, имеющая собственно географический аспект, заключалась в анализе параметров экстремального волнения в прибрежных акваториях Чёрного моря. Для этих целей были выбраны в общей сложности 19 пунктов, расположенных, как правило, на расстоянии 3–5 км от берега: Босфор, Дунай, Галата, Геленджик, Гиресун, Глория, Хопа, Каркинитские платформы, Кацивели, Керченский пролив, Херсонес, Меганом, Синоп, Сириус, Сочи, Тарханкут, Туапсе, Утриш, Зонгулдак. Выбирались не ближайшие к берегу узлы реанализа, а на некотором удалении, чтобы учесть возможные локальные эфффекты (например, бору). Для каждого из перечисленных пунктов из общего массива реанализа был извлечён ряд данных за весь доступный период с исходным временным шагом (1 ч.). Во-первых, выполнен анализ многолетней изменчивости годовых максимумов высот значительных волн, а также соответствующих им направлений и периодов волн. Для каждого пункта определены 99.9, 99.0 и 95.0 перцентили высот значительных волн, построены графики временного хода высот значительных волн с нанесёнными на них годовыми максимумами, построены совместные диаграммы высот и направлений волн («розы волнения») и совместные диаграммы высот и периодов волн. Во-вторых, выполнен анализ линейных трендов показателей экстремального волнения – максимумов высот значительных волн, а также их 99.9, 99.0 и 95.0 перцентилей как в целом за год, так и для каждого из месяцев по отдельности. Для указанных трендов была оценена их значимость по тесту Манна–Кендалла для уровней значимости 1 %, 5 % и 10 %. Определены положительные и отрицательные тренды. Результаты этого анализа представлены в виде сводной таблицы и картосхем, иллюстрирующих пространственные различия. В-третьих, для каждого пункта составлен каталог штормов. Под штормом здесь понимается ситуация, при которой высота значительных волн превышает некоторое пороговое значение (т. н. подход “peak over threshold”). В качестве пороговых значений были выбраны величины 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 м. Для каждого шторма определялись следующие показатели: максимальная высота значительных волн; время наблюдения максимальной высоты значительных волн; период, направление и другие параметры, соответствующие максимальной высоте значительных волн; продолжительность шторма; продолжительность «окна погоды», т. е. время между данным штормом и предыдущим. В случае высот значительных волн тренды, значимые на уровне 1 %, не выявлены. Тренды, значимые на уровне 5 %, выявлены в пункте Глория для июня (-0.7 см/год), в Керченском проливе в январе (-0.8 см/год), в пункте Сириус в августе (-0.3 см/год), в пункте Туапсе в августе (-0.4 см/год), в пункте Зонгулдак в декабре (+1.0 см/год). Тренды, значимые на уровне 10 %, выявлены в пункте Босфор в январе и феврале (0.8 и 1.1 см/год, соответственно), в Геленджике в июле (-0.6 см/год), в Хопе в августе (-0.3 см/год), на Каркинитской платформе в августе (-0.5 см/год), в Кацивели в январе (-0.8 см/год), в Херсонесе в январе и августе (-1.0 и -0.4 см/год), в Синопе в июле (-0.5 см/год), в Сочи в июле и в августе (в обоих случаях -0.3 см/год), в Тарханкуте в августе (-0.4 см/год), в Туапсе в июле (-0.5 см/год), в Утрише в январе, июле и августе (-0.8, -0.6, -0.4 см/год), в Зонгулдаке в целом за год (0.8 см/год). Таким образом, можно сделать вывод о том, что в статистически значимых линейных многолетних трендах максимальных высот значительных волн в прибрежных акваториях Чёрного моря преобладают отрицательные тренды до -1.0 см/год. Среди статистически значимых трендов 99.9 перцентиля высот значительных волн также преобладают отрицательные тренды до -1.0 см/год (в случае пункта Херсонес в январе). Положительные тренды отмечены в пункте Босфор в январе и феврале (0.8 и 1.1 см/год соответственно; уровень значимости 10 %), а также в пункте Зонгулдак в декабре (1.0 см/год, уровень значимости 95 %). Статистически значимые тренды 99.0 перцентиля высот значительных волн также преимущественно отрицательные, но выражены слабее – до -0.8 см/год в пункте «Каркинитская платформа» в августе. Положительные тренды для этого перцентиля зафиксированы в Босфоре и Зонгулдаке. Все указанные тренды имеют уровни значимости 5 или 10 %. В случае 95.0 перцентиля выявлены статистически значимые тренды на уровне 1 %. Все они приходятся на август и наблюдаются вдоль восточного побережья Чёрного моря (пункты Утриш, Сочи, Сириус, Хопа). Эти тренды составляют -0.4–-0.3 см/год. Также выявлены преимущественно слабоотрицательные тренды в диапазоне -0.6–0.4 см/год в ряде других пунктов. Обобщая указанные выше результаты, можно сказать, что среди статистически значимых линейных трендов параметров экстремального ветрового волнения в прибрежных акваториях Чёрного моря преобладают отрицательные тренды до -1.0 см/год. Положительные тренды наблюдаются преимущественно в юго-западной части моря (пункты Босфор и Зонгулдак).
3 1 января 2025 г.-30 июня 2025 г. Многолетняя изменчивость экстремального ветрового волнения на Чёрном море
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".