ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА В ВОДОЕМЕ ПРИ РАЗВИТИИ ТЕРМОБАРА
Автор: Баир Олегович Цыденов
Организация: Национальный исследовательский Томский государственный университет
Одним из ключевых индикаторов качества воды и благополучия водоема является уровень растворенного кислорода, участвующего в процессах окисления органических примесей и самоочищения водных систем, а также в жизненном цикле гидробионтов. Резкое снижение содержания кислорода может привести к эвтрофированию и гибели эндемичных аэробных организмов. Поэтому численное моделирование динамики растворенного кислорода во время существования термобара (природного явления, проявляющегося в виде узкой зоны погружения поверхностных вод в окрестности температуры максимальной плотности) важно для задач прогнозирования и мониторинга экологического состояния озер умеренных широт.
В рамках настоящей работы получены пространственно-временные распределения температуры и растворенного кислорода в период развития весеннего термобара на примере Баргузинского залива озера Байкал с помощью негидростатической 2.5D модели [1], в которой параметризация поступления атмосферного кислорода в озеро реализована с учетом растворимости кислорода в воде [2] и скорости ветра на поверхности водоема [3].
Результаты расчетов свидетельствуют о том, что генерируемые весенним термобаром вертикальные потоки способствуют увеличению концентрации растворенного кислорода в прибрежной части залива. В водоеме формируются участки с разным содержанием кислорода. В разделенных термобаром областях распределения температуры и растворенного кислорода имеют как количественные, так и качественные различия.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-71-10020, https://www.rscf.ru/project/23-71-10020/.
1. Цыденов Б.О. Математическая модель транспорта растворенного кислорода при развитии термобара // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. С. 176-187.
2. Garcia H.E., Gordon L.I. Oxygen Solubility in Seawater: Better Fitting Equations. Limnol. Oceanogr. 1992. V. 37. No. 6. P. 1307-1312.
3. Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange. J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 7373-7382.
