Analysis of the Lorenz Energy Cycle for Different Regimes of the Black Sea Circulation

Abstract

На основе данных численного моделирования динамики вод Черного моря рассчитаны компоненты энергетического цикла Лоренца для трех режимов: климатическая циркуляция, бассейновый (2011 г.) и вихревой (2016 г.) режимы. Выявлены следующие общие черты между климатической и реалистичной энергетикой. Среднегодовой переход энергии от среднего движения к вихревому наблюдается для всех режимов циркуляции. Среднегодовая работа силы плавучести увеличивает среднее течение для всех экспериментов, и это свидетельствует о сохранении наклона изопикнических поверхностей таким, что реализуется условие преобразования доступной потенциальной энергии в кинетическую. Качественное отличие состоит в том, что преобразование вихревой кинетической энергии в доступную потенциальную энергию наблюдается только для климатической циркуляции. Для бассейновой циркуляции изменчивость вихревой кинетической энергии определяется потоком, формирующимся за счет преобразования кинетической энергии вследствие баротропной неустойчивости среднего течения. Для вихревого режима рост вихревой кинетической энергии обеспечивается преобразованием доступной потенциальной энергии в кинетическую за счет бароклинной неустойчивости. Тип циркуляции, а также качественная и количественная разница в величинах и направлениях преобразования энергии связаны прежде всего с атмосферным воздействием. К л ю ч е в ы е с л о в а: Черное море; энергетический цикл Лоренца; средняя циркуляция; вихри; баротропная и бароклинная неустойчивость Д л я ц и т и р о в а н и я: