Численное моделирование динамических процессов в приложении к задачам переноса примеси

лаборатория: численного моделирования динамики физических и биогеохимических процессов в морских средах
организация, город: МГИ РАН, Севастополь
даты: июль - август 2024 г.

Актуальность задачи: По завялениям научных сотрудников ФИЦ ИнБЮМ (г. Севастополь) имеющихся на сегодня наблюдений недостаточно, чтобы выявить акватории нереста весьма плодовитой черноморскй рыбы - калкана (отряд камболообразных). Вместе с тем общие закономерности черноморской мезомасштабной циркуляции, которая определенно должна влиять на траектории движения икры, а также некоторые закономерности и ареалы обитания мальков известны. Таким образом, студентам, участвующим в треке, предлагается помочь решить севастопольским ученым довольно амбициозную, но при этом весьма интересную задачу.
Задача будет выполняться совместно с к.ф.-м.н. Андреем Владимировичем Багаевым (МГИ РАН)

Артем Мизюк - старший научный сотрудник, заведующий лабораторией численного моделирования динамики физических и биогеохимических процессов в морских средах МГИ РАН. Научные интересы: численное моделирование циркуляции, Черное море, NEMO, Python в науках о Земле, ассимиляция данных, морские прогнозы

Опубликованные работы по теме задачи:
1. Mizyuk A.I., Puzina O.S., Korotaev G.K. Features of water exchange through the Kerch strait based on the results of numerical modeling of the circulation with high spatial resolution // Physical Oceanography. 2023. Т. 30. № 2. С. 125-140.
2. A. Bagaev, L. Khatmullina, I. Isachenko [et al.] Anthropogenic fibres in the Baltic Sea water column: Field data, laboratory and numerical testing of their motion // Science of the Total Environment. – 2017. – Vol. 599-600. – P. 560-571. – DOI 10.1016/j.scitotenv.2017.04.185. – EDN XNFCTW.

Что предстоит делать:
В рамках задачи студенты познакомятся с современными методами численного моделирования циркуляции вод ( т.е. сплошной среды, эйлеров подход) и переноса пассивной примеси (лагранжев подход). При чем не только познакомятся, но и попробуют кое-что в деле (модель расчета траекторий лагранжевых частиц, OceanParcels, https://oceanparcels.org/). В качестве источниа информации о циркуляции будет использована модель NEMO.
Выполнение программы минимум для студента предполгает получение опыта работы с перечисленными методами и анализ обратных лагранжевых траекторий (бэктрекинг) к местам нереста.
Для более заинтересованного студента предполгается задача написания дополнительного ядра (kernel) для модели OceanParcels, позволяющего описание более "хитрой" траектории мальков калкана в зависимости от сформировавшихся внешних условий (задача максимум).

Методы, приборы, ПО, с которым предстоит работать: численные методы в геофизической гидродинамике (лагранжев и эйлеров подход), OceanParcels (модель расчета траекторий лагранжевых частиц на Python), Методы обработки лагранжевых траекторий

Обязательные требования: Методы анализа и визуализаци данных, Базовое представление о программировании и ЯП Python, Численные методы
Специализация, уровень образования: физическая океанография, бакалавры 3 курс и выше, магистры, аспиранты
Необязательные требования: Linux, JupyterLab

Финансирование: не гарантируется, каждая заявка будет рассматриваться индивидуально

Минимальный срок стажировки: очно от 2 недель до месяца, моделирование возможно выполнять удаленно