Исследование изменчивости уровня Балтийского моря и механизмы формирования экстремальных подъемов уровня (наводнений) в Финском заливе 1) Разработка региональных прогнозов частоты и интенсивности экстремальных событий в прибрежных.
Download ReportTranscript Исследование изменчивости уровня Балтийского моря и механизмы формирования экстремальных подъемов уровня (наводнений) в Финском заливе 1) Разработка региональных прогнозов частоты и интенсивности экстремальных событий в прибрежных.
Slide 1
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 2
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 3
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 4
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 5
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 6
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 7
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 8
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 9
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 10
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 11
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 12
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 13
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 14
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 15
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 16
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 17
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 18
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 19
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 20
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 21
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 22
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 23
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 24
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 25
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 26
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 27
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 28
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 29
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 30
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 31
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 32
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 33
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 34
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 35
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 36
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 37
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 38
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 39
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 40
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 41
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 42
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 43
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 44
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 45
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 46
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 47
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 48
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 49
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 50
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 51
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 52
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 53
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 54
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 55
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 56
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 57
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 58
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 59
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 60
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 61
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 62
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 63
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 64
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 65
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 66
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 67
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 2
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 3
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 4
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 5
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 6
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 7
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 8
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 9
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 10
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 11
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 12
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 13
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 14
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 15
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 16
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 17
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 18
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 19
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 20
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 21
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 22
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 23
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 24
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 25
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 26
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 27
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 28
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 29
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 30
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 31
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 32
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 33
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 34
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 35
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 36
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 37
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 38
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 39
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 40
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 41
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 42
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 43
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 44
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 45
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 46
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 47
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 48
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 49
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 50
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 51
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 52
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 53
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 54
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 55
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 56
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 57
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 58
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 59
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 60
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 61
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 62
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 63
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 64
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 65
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 66
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами
Slide 67
Исследование изменчивости уровня
Балтийского моря и механизмы формирования
экстремальных подъемов уровня (наводнений)
в Финском заливе
1) Разработка региональных прогнозов частоты и
интенсивности экстремальных событий в
прибрежных зонах Европейской России в XXI веке
и получение количественной и качественной
оценки риска возникновения экстремальных
явлений в различных прибрежных регионах в
современных и будущих климатических условиях.
2) Создание в Лаборатории Оценки Природных
Рисков (ЛОПР) высокотехнологичных
компьютерных решений в области создания
новых конфигураций и платформ для
эффективного моделирования экстремальных
событий.
Наводнение 1970 года в Восточном Пакистане
(сейчас Бангладеш), в дельте Ганга, считается одной из величайших
катастроф. Точное число жертв установить не удалось — погибло около
500 тыс. человек. Погибло примерно 60% населения, занятого в
прибрежной зоне ловом рыбы, и уничтожено 65% рыболовецких судов в
прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковой
пищей всего региона. Это наводнение, без сомнения можно считать
наиболее значительной катастрофой XX столетия.
Ураган Катрина (2005)
Наводнение, вызванное ураганом Катрина
Наводнения в С-Петербурге
10 сильнейших наводнений в Санкт-Петербурге
Дата
Максимальный
уровень подъёма
воды (см)
7 (19) ноября 1824 года
421
23 сентября 1924 года
380
10 (21) сентября 1777 года
321
15 октября 1955 года
293
29 сентября 1975
281
22 октября (2 ноября) 1752 года
280
2 (13) октября 1723 года
272
1 (12) ноября 1726 года
270
12 (25) ноября 1903 года
269
5 (16) ноября 1721 года
265
А.С. Пушкин МЕДНЫЙ ВСАДНИК
(описание наводнения 1824 г.)
Ужасный день!
Нева всю ночь
Рвалася к морю против бури,
Не одолев их буйной дури...
И спорить стало ей не в
мочь....
Поутру над ее брегами
Теснился кучами народ,
Любуясь брызгами, горами
И пеной разъяренных вод.
Но силой ветров от залива
Перегражденная Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова.
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча
и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась.
Пред нею
Всё побежало; всё вокруг
Вдруг опустело -- воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решеткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь как тритон,
По пояс в воду погружен.
Исторические наводнения в С-Петербурге
(1700 – 2010)
Всего опасных 279, особо опасных – 54, катастрофических - 3
Повторяемость наводнений в СанктПетербурге
Nevskaya Guba basin surface area is extended with Neva river delta
Данные об изменчивости
уровня Балтики
Самописцы уровня
Измерительная рейка
Расположение станций ежечасных наблюдений за
уровнем
Репрезентативность данных по уровню Балтики
Данные по атмосферному давлению и ветру
Изменчивость уровня моря в С-Петербурге
S e a le v e l (c m )
S t. P e te rsb u rg (G o rn y In stitu te )
800
700
600
500
400
1978
1980
1982
1984
1986
1988
Tim e (ye a s )
1990
1992
1994
1996
Сезонная составляющая изменчивости уровня (С-Петербург)
Приливы Балтийского моря
Spectrum of sea level variability in S-Petersburg
Спектры уровня моря
Взаимные спектры уровня в Финском заливе
Частотная передаточная функция
Стоячие волны в Финском заливе
Спектры атмосферного давления и ветра (С-Петербург)
Связь атмосферного давления и уровня моря (С-Петербург)
Связь ветра и уровня моря
Sea level (cm)
800
700
600
500
400
10
0.06
20
0.04
30
40
0.03
0.02
24
26
28
30
2
4
6
November
8
10
December, 1986
-10
-8
-6
-4
-2
max = 32.7 см
0
(dB)
12
Period (h)
Frequency (cph)
0.10
Численная модель
Батиметрия Балтийского моря
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
GEBCO 1-minute global bathymetric grid
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/gebco/gebcoproducts.html
Численная модель POM
Medium resolution grid 631 * 391
2’ * 2’
Dx ≈ 1852 m
Dy = 3704 m
The Baltic Sea is considered as a
closed basin: the barotropic
transport through Kattegat and tidal
forcing are not taking into account
ROMS model for sea level variability
in Baltic
Driving forcing: wind stress and atmospheric pressure
from NCEP/NCAR Reanalysis with resolution 0.5°x 0.5°
and time step 1 hour
Case description:
Closed basin: Danish channels
are blocked
Constant stratification
No river discharge
Численное моделирование изменчивости
уровня Балтийского моря, вызываемой
воздействием атмосферы
Касательное ветровое напряжение:
U W U W , VW ,
( x , y ) A C D
-1
-3
где U W скорость ветра (м с ), A 1 . 3 кг м
CD
0 . 0008 0 . 000065 U W
(Wu, 1982)
Придонное трение:
( bx , by ) C B u b U b , C B v b U b ,
где U b ( u b , v b ) придонная скорость потока
C B 0 . 0025
Пример моделирования случая наводнения в
Финском заливе (POM)
1
Klevanny
Wu
Monte Carlo numerical model of sea level variability
forced by random winds
Wx Wy 0
2
Wx
2
Wy
3 m/s
Seiche mode structure
T = 27 hours
It has sometimes been asked whether the sea level oscillations we observed
in the Gulf of Finland are caused by a local gulf mode or by basin-wide
eigen modes. These two alternatives are really two sides of the same coin.
Mathematically speaking, a local gulf mode is a superposition of several
eigen modes with close frequencies. (Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas
Nycander, Peter Lundberg, JGR, 2007)
Bror Jönsson, Kristofer Döös, Jonas Nycander, Peter Lundberg (JGR, 2007)
Диагностические расчеты, оценка
влияния ветра и атмосферного
давления
Correlation Pressure – Sea level
Regression coefficient “Pressure – Sea level”
(validity of “Inverse barometer law”)
Statistical parameters of relation “wind – sea level”
i
V i u i , v i
is the sea level variation,
vi
u i is the zonal wind,
is the wind vector
is the meridional wind.
(1)
i u i vi i
Regression:
v uv u v
2
uv
2
2
u
u uv v u
2
2
v
2
uv
u v
2
2
u v 2 uv
2
2
i
2
Correlation:
r
2
2
2
2
2
u ui
2
u i i
[ ui
2
2
2
2
v vi
2
v i i
ui
2
] i
2
2
2
(2)
Correlation between wind and sea level
r
2
u i i
[ ui
2
2
v i i
2
ui ] i
2
2
Regression coefficients “wind – sea level”
i u i vi i
Effect of the barotropic
transport between Kattegat
and the Baltic Sea
1998-2000
1998-2000
Cross-spectral analysis for wind and pressure – sea level
Kronstadt data (observations and modelling)
1992-2000
1992-2000
Sea level oscillations in Krondstadt
ЦУНАМИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Сейсмичность в Каспийском регионе
Сейсмичность и сейсмогеодинамика в Каспийском
регионе (Уломов, 2005)
Районы и годы наблюдения цунами или
аномальных колебаний уровня в бассейне
Каспийского моря.
Моделирование гипотетического цунами в
Каспийском море
Магнитуда M ~ 8
Максимум смещения дна
Hmax ~ 5 м
Численный расчет волнового поля цунами в Каспийском море
Максимальные высоты цунами