NUMERIČKI MODELI

 

Obzirom da se analitičko rješavanje oceanografskih problema zasniva na pojednostavljenim jednadžbama gibanja i kontinuiteta, uz uvažavanje raznih aproksimacija i pojednostavljenja u modeliranoj domeni te u početnim i rubnim uvjetima, razvojem informatičke tehnologije i kompjutera u drugoj polovici 20. stoljeća konstruirani su i razvijani različiti numerički modeli procesa u moru. Numerički modeli određuju oceanografske parametre u diskretnim točkama (metoda konačnih razlika) ili područjima (metoda konačnih elemenata) numeričke mreže domene modela, koristeći diskretizirane jednadžbe gibanja i kontinuiteta. Integracija u vremenu se odvija u diskretnim intervalima, podešenim tako da se očuva stabilnost numeričkog rješenja.

Numerički modeli se zasnivaju na izvornim jednažbama gibanja i kontinuiteta u moru (tzv. primitivni modeli) ili na izvedenim jednadžbama. Osim dubine z za vertikalnu koordinatu se može uzeti sigma koordinatu koja se definira kao

 

 

 

gdje je H dubina, a z  denivelacija površine domene. Sigma modeli se često koriste u obalnim područjima, a prednost im je da u cijeloj domeni posjeduju isti broj slojeva po vertikali. Tako u plićim područjima, u kojim se odvijaju procesi na manjoj prostornoj ljestvici, ovi modeli imaju veću vertikalnu razlučivost.

Razne primjene modeliranja možemo naći pri opisivanju različitih oceanografskih procesa, pa tako postoje tzv. modeli olujnih uspora ("storm surge models"), asimilacijski modeli koji korigiraju vlastita rješenja pomoću mjerenih vrijednosti, združeni atmosfersko-oceanografski modeli koji opisuju procese prijenosa između mora i atmosfere, klimatološki modeli koji posjeduju grubu prostornu razlučivost no daju promjene u klimatološki značajnim razdobljima, itd.

Prednosti numeričkih modela su prostorna i vremenska pokrivenost te opisivanje procesa koje zbog visoke cijene instrumentarija nije moguće mjeriti. Nedostatak modeliranja su nedovoljno precizne parametrizacije i nepotpuno poznavanje procesa koji djeluju na gibanja u moru, te stoga rješenja modela mogu biti potpuno pogrešna, naročito ako se ne provede njihova verifikacija i kalibracija na mjerenim podacima.

 

Primjer rješenja 2D numeričkog modela pri pojavi poplava u Starom Gradu 27. lipnja 2003. godine – polje razine mora.

 

Vezane stranice projekta