مطالعه الگوي جريان در خزر جنوبي با استفاده از مدل معادلات مقدم در مختصات سيگما

A Sigma-Coordinate Primitive Equation Model for Studying the Circulation Pattern in the South Caspian Sea

هدف از اين مطالعه طراحي و ساخت يك مدل عددي سه بعدي باروكلينيكي در 10 لايه با توانايي پذيرفتن توپوگرافي بستر پيچيده و باد متغيير در زمان و مكان جهت شبيه‌سازي جريانات بادرانده در حوضه خزر جنوبي مي‌باشد. در اين مطالعه براي حل عددي و گسسته‌سازي معادلات مقدم در دستگاه مختصات كروي زمين با آرايه قايم سيگما فشاري از روش عددي تفاضل متناهي بروي شبكه آراكاواي‌- سي تعديل يافته استفاده شد. داده باد ECMWF ERA 15 و عمق GEBCO با دقت مكاني 125/0 درجه به عنوان ورودي‌‌هاي مدل لحاظ گرديد. نتايج نشان مي‌دهد الگوي جريانات بادرانده در لايه سطحي خزر جنوبي شامل يك چرخه ساعت گرد در مركز و يك جريان پادساعت گرد در نزديكي سواحل غربي مي‌باشد كه در طول سال تداوم دارند. هچنين جريانات نواحي نزديك به سواحل شرقي با توجه به عمق كم و فلات قاره گسترده به شدت به جهت و سرعت باد حساس است و همواره ماكزيمم سرعت جريان سطحي در اين منطقه رخ مي‌دهد.

The aim of this study was to design and develop a three-dimensional numerical baroclinic model with the ability to accept complex bottom topography and variable wind in space and time to investigation wind-induced current at 10 layers in the south Caspian Sea. The finite difference method Was used for numerical solution of the primitive equation in spherical Sigma pressure coordinate system on staggered modified Arakawa C grid. The wind data available from ECMWF ERA 15 data sets and the bathymetric data obtained from the GEBCO data sets with spatial resolutions of 0.125o were utilized in the model. The result shows there are found a cyclonic eddy in middle of the basin and an anticyclonic current in close of the western coast that continued over the year. In addition, the circulation in the extensive continental shelve near the eastern coast is especially sensitive to wind direction and speed Also the maximum of surface current always take place in this area.