Abstract
Increasing the draught of ships that may be accepted by ports for loading at their loading berths is one of the main tasks aimed at development and freight turnover enhancement of sea trade ports located in Odesa Region of the north-western part of the Black Sea (cities of Chornomorsk, Odesa and Pivdennyi). An operational forecasting of short-term sea level fluctuations caused by storm winds presents a critical task for ensuring safe navigation across the ports’ water area and approach channels. The article is devoted to analysing and discussing the results of tests of a simplified 2D hydrodynamic model designed for forecasting such phenomena as upsurge and downsurge of the sea level caused by storm winds in the vicinity of sea ports in Odesa Region of the north-western part of the Black Sea. Spatio-temporal variability of wind conditions at the sea-to-atmosphere boundary was set based on the data retrieved from a 10-day synoptic forecast using global atmospheric prediction model GFS (Global Forecast System). The study analyses the results of forecast of significant (the ones exceeding 30 cm) short-term sea level drops and rises at the ports which were observed in 2016, 2017 and 2020.
 It was established that, in case of use of the GFS forecast data, the pattern of sea level denivellations caused by storm winds and their amplitude in the majority of events start approximating to the observed values provided the forecast has a 4-day lead time. Therefore the accuracy of wind conditions variability forecast with application of the GFS model having a longer lead advance time is not sufficient for forecasting the sea level fluctuations caused by storm winds. The study made it possible to get an acceptable equivalence between the values of sea level denivellation amplitudes which were forecast with a 1-to-3-day lead time and the ones observed afterwards. In particular, when the forecast lead time is equal to »2 days, in relation to the expected storm conditions, the average absolute error for the forecast of sea level fluctuations amplitude constituted 7-8 cm, while its permissible value was defined as 15 cm, and the average relative error – 16-18%. It allowed making a conclusion that a hydrodynamic model option, applied alongside with the forecasting information on wind conditions variability retrieved with the help of the GFS weather prediction model, may be used for operational forecasting of short-term sea level fluctuations caused by storm winds with the forecast lead time of up to 4 days.
Highlights
Встановлено, що при використанні даних GFS-прогнозу характер викликаних штормовими вітрами денівеляцій рівня моря та їх амплітуда, в переважній більшості розглянутих випадків, починають наближатися до спостережених при завчасності прогнозу не більше 4 діб
З метою отримання кількісних оцінок точності прогнозу амплітуди розглянутих явищ значних нагонів і відгонів в портах (13 випадків в п.Південний, 12 в п.Чорноморськ та 11 в порту Одеса, оскільки в рядах спостережень за рівнем моря у відповідні проміжки часу були пропуски), для прогнозів із завчасністю 2 доби були розраховані середня абсолютна помилка прогнозу амплітуди абс та середня відносна помилка прогнозу амплітуди % :
С. Harmonie для воспроизведения динамики вод в прибрежных районах моря
Summary
Система гідродинамічних рівнянь моделі записується у такому вигляді [1, 5]:. де U ,V − компоненти вектору V U ,V середньої за глибиною швидкості течій по осях x та y , відповідно; H h − повна глибина; h −. Прогнозування відгінно-нагінних коливань рівня моря виконувалось із використанням прогнозу просторово-часової мінливості вітрових умов (на 10 діб з часовою дискретністю 3 год) над ПнЗЧМ, наданому за глобальною чисельною моделлю прогнозу погоди GFS, веб-сервіс якої (National Operational Model Archive and Distribution System – NOMADS) знаходиться в США [10]. При прогнозуванні з різною завчасністю випадків значних (> 30 cм) відгінно-нагінних коливань рівня моря, спостережених в портах Одеського району ПнЗЧМ, використовувались дані прогнозів щодо мінливості вітрових умов в осінньо-зимовий період 2016, 2017 рр. Для відтворення гідродинамічною моделлю передісторії прогнозу викликаних вітром денівеляцій рівня моря та адаптації моделі до вхідних метеоданих, які передують даті прогнозу, зчитування даних з архіву GFS-прогнозів здійснювалось за процедурою, яка максимально наближала їх до ре-аналізу вітрових умов з просторовим розділенням 0.25 за широтою і довготою. 2 – Розташування вузлів сітки GFS моделі (з просторовою дискретністю 0,25° за широтою та довготою) в досліджуваній області Рис. 2 – Розташування вузлів сітки GFS моделі (з просторовою дискретністю 0,25° за широтою та довготою) в досліджуваній області
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
