Мезомасштабное моделирование среднеширотных атмосферных явлений над океаном

Цель исследования - оценка роли мезомасштабной (менее 300 км) динамики приводного слоя в формировании крупномасштабных характеристик взаимодействия океана и атмосферы в Северной Атлантике за период 1989 - 2013 гг. В качестве основного инструмента использовалась атмосферная модель WRF-ARW. В работе на примере двух экстремальных мезомасштабных явлений показано, что модель достоверно воспроизводит экстремальную мезомасштабную циркуляцию в приводном слое. Впервые выполнены адаптация модели и высокоразрешающий (15 км) долгопериодный (25 лет) численный эксперимент над территорией Северной Атлантики. При планировании эксперимента наибольшее внимание уделялось выбору параметризаций подсеточной турбулентности (схемам для приводного и планетарного пограничного слоев). Результат моделирования сравнивался с данными атмосферных реанализов ERA-Interim и NCEP CFSR. Впервые получены качественные и количественные оценки влияния мезомасштабной динамики на климатические характеристики приводного слоя атмосферы: учет мезомасштабных атмосферных процессов увеличивает турбулентный теплообмен в январе на 40% для потоков скрытого тепла и на 12% для явного тепла; скорость ветра, как основного компонента турбулентного теплообмена, увеличивается на 15% в тропической зоне и вдоль береговой линии. Полученные результаты говорят о том, что, несмотря на общепризнанное мнение о диссипативном эффекте мезомасштабных процессов приводного слоя на более крупных масштабах циркуляции, для достоверного учета турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой даже на климатическом масштабе необходимо использовать модели высокого разрешения.