Browsing by Subject "aaltomalli"

Ilmakehän ja meren rajakerroksen aallokolla on keskeinen rooli liikemäärän ja energian vaihdossa ilmakehän ja meren välillä. Tämän kytketyn systeemin mallintaminen on perinteisesti toteutettu toisistaan erillisillä ilmakehä-, aallokko- ja merimalleilla, jotka käyttävät rajakerrosten prosessien kuvaamiseen vakioparametrisointeja. Tässä tutkielmassa tarkastellaan ajassa ja paikassa muuttuvien aaltokentän parametrisointien huomioimisen vaikutuksia kolmiulotteisen hydrodynaamisen merimallin tuloksiin Itämeren alueella yksisuuntaisen WAM-NEMO-mallikytkennän avulla. Yksisuuntaisesti toteutetun aallokko-meri-mallikytkennän kuvaamien vuorovaikutusten ymmärtäminen luo pohjaa täysin kytketyn mallisysteemin muodostamiselle tulevaisuudessa. Tutkielma on toteutettu toimeksiantona Ilmatieteen laitoksella ja sen toteutuksessa on hyödynnetty CMEMS-palvelun BAL MFC -konsortion mallinnusosaamista. Aalto-meri-mallikytkentä toteutettiin käyttämällä WAM-aaltomallin tuloksia pakotteina NEMO-merimallin Nemo Nordic 2.0 -konfiguraatiossa. Mallisimulaatiot toteutettiin aikavälille 1.4.– 31.12.2021. Tarkasteltavia aaltoparametrejä olivat kolmiulotteinen Stokesin virtaus ja mereen kohdistuva, aallokosta riippuva leikkausjännitys. Lisäksi tutkielmassa tarkasteltiin kyseisten parametrien yhteisvaikutusta. Parametrien implementoinnin rajoitteista johtuen aallokko-meri-vuorovaikutuksia ei tarkasteltu eksplisiittisesti jääpeitteen alueella. Toteutettujen skenaariosimulaatioiden tuloksia verrattiin ilman aaltoparametrien vaikutusta toteutettuun kontrollisimulaatioon ja in situ -mittausdataan tulosten validoimiseksi. Tarkasteltujen skenaarioiden välisten erojen tarkastelemiseksi mallituloksista valikoitiin lähempää tarkastelua varten tilanteet, joissa aallokon vaikutukset pintakerroksen dynamiikkaan korostuivat. Aallokosta riippuvan leikkausjännityksen havaittiin vaikuttavan merkittävästi meren sekoittuneen pintakerroksen syvyyteen, kasvattavan keskimääräisiä pintavirtausten nopeuksia koko Itämeren alueella Tanskan salmia lukuunottamatta ja näiden tekijöiden kautta vaikuttavan oleellisesti Itämeren hydrografian kuvaamiseen merimallissa. Tanskan salmissa pienentyneiden virtausnopeuksien havaittiin olevan yhteydessä kasvaneen pinnan suolaisuuden ja pienentyneen halokliinin alapuolisen suolaisuuden kanssa, mikä osoittaa huomattavia muutoksia altaiden välisessä, koko Itämeren alueeseen vaikuttavassa vedenvaihdossa. Stokesin virtauksen vaikutukset meren dynamiikkaan havaittiin pienemmiksi. Tarkastelun perusteella voidaan todeta aallokon muokkaaman leikkausjännityksen vaikutukset tarkastellussa mallikonfiguraatiossa suuriksi, mutta havaintoihin verrattuna epärealistisiksi, mikä korostaa aaltoparametrien jatkotutkimuksen merkitystä niin meren pintakerroksen dynamiikan teoreettisen kuvaamisen kuin operatiivisten mallien näkökulmasta.