Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, № 3.

Численное моделирование циркуляции нижней и средней арктической атмосферы и влияния Используемый в модели рельеф земной поверхности Северного полушария показан на карте, приведенной на рис. 1. Архипелаг Шпицберген лежит к северу от Скандинавии между 76°26' и 80°50' с. ш. и между 10° и 32° в. д. 90 Mr____ ___________ I____ X 1 1 ___ I_____| |_____I_____I_____1_____I_____I_____I____ 1 -10000-9000-8000-7000-6000-5000-4000-3000-2000-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Рис. 1. Используемый в модели рельеф Северного полушария Земли. Цвет показывает отклонение от уровня поверхности океана, м Fig. 1. The utilized relief of the North Hemisphere of the Earth. The colouration of the figure indicates the distance fromthe sea level in meters Расчеты по двум используемым вариантам математической модели были выполнены при одинаковых входных параметрах модели, а также начальных и граничных условиях, и было проведено сравнение полученных результатов. Расчеты проводились для январских условий, когда в Северном полушарии зима. Оказалось, что полученные по двум используемым вариантам математической модели результаты обладают рядом общих свойств. Так, в обоих случаях после начала расчетов пространственные распределения вычисляемых параметров начинают резко отходить от своих первоначальных значений, которые были заданы начальными условиями. В ходе дальнейших расчетов их изменения постепенно принимают квазипериодический характер, отражающий их суточные колебания. По истечении примерно 1000 часов физического времени результаты расчетов начинают хорошо воспроизводить суточную вариацию атмосферных параметров, которая обусловлена вращением Земли вокруг своей оси. После того как расчеты вышли на квазипериодический режим, для момента 20.00 UT мы рассчитали и построили на разных высотных уровнях пространственные распределения скорости горизонтального и вертикального ветра, полученные по двум вариантам математической модели. Такие пространственные распределения скоростей ветра для высоты 20 км приведены на рис. 2 и 3, а для высоты 60 км они приведены на рис. 4 и 5, причем результаты расчетов представлены в той же системе координат, которая использовалась на рис. 1. Расчеты показали, что полученные по двум используемым вариантам математической модели скорости горизонтального ветра являются сильно изменяющимися функциями широты, долготы и высоты. Существуют ограниченные по размерам горизонтальные области, в которых значения горизонтальной скорости имеет резкие градиенты. Горизонтальная скорость ветра может иметь сильно отличающиеся направления в точках, отстоящих друг от друга на не очень большие расстояния. Вертикальная скорость атмосферного газа может включать противоположные направления в имеющих различную форму горизонтальных областях. В высоких широтах на уровне стратосферы горизонтальная скорость атмосферного газа имеет преимущественное направление на восток (рис. 2), причем такое движение воздушных масс получилось в модельных расчетах, выполненных как с учетом рельефа, так и в приближении гладкой земной поверхности. Это движение воздушных масс формирует так называемый зимний циркумполярный циклон, о существовании которого в арктической атмосфере в зимний период ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2018 (10) 95