Modelowanie retrospektywne i prognozowanie hydrodynamiki Morza Bałtyckiego

• Druk: Gdańsk, 2014
• Autor: Jan Jędrasik
• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego

W odpowiedzi na zapotrzebowanie badań środowiska morskiego, konieczność zapewnienia bezpiecznej aktywności człowieka w tym środowisku, rozwija się trójwymiarowe modele ekohydrodynamiczne oraz buduje systemy prognoz operacyjnych i prognoz długookresowych. Poza prognozami operacyjnymi, powstają prognozy w przód oraz opisy zachowania morza w przeszłości.
Głównym celem tej pracy jest prezentacja nowych mechanizmów poznania środowiska Morza Bałtyckiego poprzez modelowanie i prognozowanie na bazie modelowania retrospektywnego z zastosowaniem hydrodynamicznego modelu M3D.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Geografia
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-7865-190-1
• ISBN druku: 978-83-7865-190-1
• Liczba stron: 190

Od Autora	7
Wstęp	9

Rozdział 1. Wprowadzenie do modelowania i prognozowania hydrodynamiki morza	13

1.1. Modelowanie a prognozowanie hydrodynamiki	14
1.1.1. Modelowanie retrospektywne i prognozowanie	15
1.1.2. Rodzaje prognoz	16
1.2. Metoda modelowania retrospektywnego	17
1.2.1. Inicjalizacja modelu hydrodynamicznego	18
1.2.2. Kalibracja, weryfikacja i walidacja modelu	20
1.2.3. Downscaling dynamiczny	24
1.3. Modelowanie hydrodynamiki Bałtyku	28
1.3.1. Modele jednowymiarowe	29
1.3.2. Modele dwuwymiarowe	29
1.3.3. Modele trójwymiarowe	30
1.4. Prognozowanie hydrodynamiki Bałtyku na tle współczesnych programów badawczych	32
1.4.1. Modele i prognozy hydrodynamiki w skali oceanicznej	32
1.4.2. Europejska oceanografia operacyjna	33
1.4.3. Prognozowanie hydrodynamiki Bałtyku	36

Rozdział 2. Metody prognozowania operacyjnego oraz ze scenariuszem (na przykładzie M3D i ProDeMo)	37

2.1. Metoda prognozowania operacyjnego	37
2.1.1. Zintegrowany system operacyjny	37
2.1.2. Asymilacja danych w czasie rzeczywistym	38
2.1.3. Sieć obserwacyjna	44
2.1.4. Bieżąca walidacja prognoz	47
2.1.5. Udostępnianie i dostarczanie prognoz użytkownikom	48
2.2. Metoda prognozowania ze scenariuszem	48
2.2.1. Scenariusz Bałtyckiego Programu Działania (BPD)	49

Rozdział 3. Model ekohydrodynamiczny (M3D i ProDeMO)	53

3.1. Model hydrodynamiczny M3D – równania i warunki brzegowe	53
3.2. Rozwijanie modelu ekohydrodynamicznego (M3D i ProDeMO)	57
3.3. Analiza retrospektywnych symulacji zmian poziomu Bałtyku	60
3.3.1. Analiza spektralna wahań poziomu morza	60
3.3.2. Trendy zmian poziomu morza	60
3.3.3. Zastosowanie metody PCA do wyróżnienia wzorców przestrzennej zmienności poziomów morza	61

Rozdział 4. Wybrane rezultaty modelowania retrospektywnego i prognozowania hydrodynamiki Bałtyku	63

4.1. Długookresowe zmiany poziomu Bałtyku i ich związek z sytuacją anemobaryczną	64
4.1.1. Zgodność obserwowanych i modelowanych szeregów czasowych wahań poziomu morza	64
4.1.2. Charakterystyki ciśnienia atmosferycznego i pól wiatrów sezonowych nad Bałtykiem	67
4.1.3. Sezonowa zmienność modelowanych zmian powierzchni swobodnej Morza Bałtyckiego	68
4.1.4. Podstawowe składowe przestrzenne modelowanych zmian poziomu morza	72 
4.2. Modelowane prądy w Bałtyku	75
4.2.1. Prądy powierzchniowe i podpowierzchniowe	76
4.2.2. Sezonowa zmienność cyrkulacji powierzchniowej	78
4.2.3. Wieloletnia zmienność prądów powierzchniowych – odniesienie do Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO)	87
4.2.4. Główne cechy prądów powierzchniowych	93
4.3. Modelowane zjawiska lodowe w Bałtyku	94
4.3.1. Temperatura wody powierzchniowej	94
4.3.2. Grubość pokrywy lodowej	96
4.3.3. Koncentracja lodu	98
4.3.4. Zasięg pokrywy lodowej	101
4.4. Modelowane rozpływy wód rzecznych na polskim wybrzeżu	103
4.4.1. Rozpływy wód rzek Pomorza	103
4.4.2. Rozpływy wód wiślanych w Zatoce Gdańskiej	109
4.5. Modelowana wymiana wód w strefie brzegowej	115
4.5.1. Wlewy wód morskich do jeziora Sarbsko	115
4.5.2. Wlewy wód morskich do jeziora Jamno	119
4.6. Regionalna prognoza operacyjna Bałtyku	121
4.7. Subregionalna prognoza operacyjna południowo-wschodniego Bałtyku	131
4.8. Prognoza zmian w ekosystemie Bałtyku 2000–2030, scenariusz BPD	134

Rozdział 5. Kierunki rozwoju modelowania i prognozowania hydrodynamiki morza	139

5.1. Potrzeba rozwoju metod modelowania i prognozowania	139
5.2. Globalizacja systemu prognoz	141

Podsumowanie	145
Bibliografia	153
Glosariusz	167
Spis akronimów	171
Spis tabel	173
Spis rysunków	175
Modelling and forecasting of the Baltic Sea hydrodynamics (summary)	179
List of tables	185
List of figures	187