Валидация глобальных реанализов океана по данным натурных измерений

судно: НИС «Профессор Молчанов»
отряд: крупномасштабной гидрофизики
район исследований: Карское море, море Лаптевых
даты: июль-август 2024 г.

Актуальность задачи: Арктика это важный регион с точки зрения процессов влияющих на климат всей планеты, а также с точки зрения ведения хозяйственной деятельности (безопасность в навигации по Северному морскому пути, добычи природных ресурсов, промысла, и конечно оценка антропогенного влияния и защита окружающей среды). При этом Арктика остается самым малоизученным регионом Мирового океана. Почему? Сложная географическая доступность и суровые природные условия. И хотя в настоящее время мы получаем все больше и больше измерений в Арктике, тем не менее они фрагментарны: мало долгопериодичных измерений, мало измерений в зимний период, география измерений не равномерна.
Именно поэтому использование достоверных численных моделей циркуляции океана широко распространено. Как проверить что модельные результаты достоверны? Во-первых, нужно знать физические особенности циркуляции характерные для данного региона, во-вторых, нужно собирать как можно больше натурных данных и сравнивать их с результатами моделирования. В этом и заключается валидация результатов численного моделирования или, по-другому, данных реанализа. И именно этим мы займемся в рейсе Плавучего Университета 2024.

Роман Седаков. Я занимаюсь изучением особенностей циркуляции в российской Арктике на основе натурных измерений и численного моделирования. По данным наблюдений в 2020-2022 в Карском море нашей научной группой были построены модели конвекции и вдольберегового подледного гравитационного течения в распресненном поверхностном слое моря и изучена адвекция Обь-Енисейского плюма в море Лаптевых в зимний период. Кроме того, мы разрабатываем численные модели циркуляции в арктических морях высокого разрешения на базе NEMO. По данным натурных измерений, численных экспериментов, а также глобальных реанализов мы изучаем задачи взаимодействия атлантических вод с водами Северного ледовитого океана, трансформации и переноса континентального стока в Арктике и др. - вопросов имеющих важное значение в понимании процессов изменения климата. В настоящий момент наша научная группа работает над созданием собственной оперативной модели арктических морей и набора реанализов высокого разрешения.

Опубликованные работы по теме задачи:
Osadchiev, A., Sedakov, R., Frey, D. et al. Intense zonal freshwater transport in the Eurasian Arctic during ice-covered season revealed by in situ measurements. Sci Rep 13, 16508 (2023).

Osadchiev A, Zabudkina Z, Rogozhin V, Frey D, Gordey A, Spivak E, Salyuk A, Semiletov I and Sedakov R (2023) Structure of the Ob-Yenisei plume in the Kara Sea shortly before autumn ice formation. Front. Mar. Sci. 10:1129331.

Что предстоит делать: Мы рассмотрим известные глобальные реанализы океана ( GLORYS, ORAS, HYCOM и др.) Будет необходимо проанализировать данные наблюдений собранных в рейсе, понять какие процессы циркуляции мы наблюдаем и провести качественное сравнение с тем что показывают реанализы. Далее необходимо построить горизонтальные и вертикальные карты распределения температуры и солености моря и провести количественное сравнение с численными результатами. После этого можно будет сделать выводы о точности и способности реанализов воспроизводить те особенности циркуляции, которые мы будем наблюдать.

Методы, приборы, ПО, с которыми предстоит работать:
Студенты узнают об основах численного моделирования циркуляции, о достоинствах такого метода и о сложностях возникающими при моделировании океана. Познакомятся и научатся работать с глобальными реанализами, такими как GLORYS, ORAS, HYCOM и др.

Обязательные требования: базовое владение скриптовым языком (напр. Python, Matlab) для выполнения простейшего анализа данных (напр. осреднение массива данных по времени, пространству) и визуализации данных (построение карт, разрезов).
Специализация, уровень образования: математика, физика, физическая океанография, бакалавры 4 курс и выше, магистры, аспиранты
Необязательные требования: владение Ocean Data View для построения карт, разрезов, профилей

Дополнительные документы: не требуются

Финансирование: проезд и проживание покрывается организаторами