Κυματισμός

Το σύστημα πρόγνωσης κυματισμού του συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ

Ανάπτυξη και εφαρμογή: ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε.
Επιστημονικός υπεύθυνος: Δρ. Γεράσιμος Κορρές
 

Α) Κυματικό μοντέλο WAM

Το προγνωστικό σύστημα κυματισμού αποτελείται από δύο επαλλήλως συζευγμένα (nested), ένα με πιο αδρό (coarse) πλέγμα που καλύπτει ολόκληρη τη Μεσόγειο με χωρική ανάλυση 0.1°×0.1° και ένα με υψηλότερη χωρική ανάλυση που καλύπτει την περιοχή του Αιγαίου . Το μοντέλο του Αιγαίου εφαρμόζεται σε πλέγμα οριζόντιας ανάλυσης 1/30° ×1/30°, η γεωγραφική περιοχή κάλυψης του εκτείνεται μεταξύ 30.4° και 41°Β και μεταξύ 19.5°Α and 30°Α, ενώ σε κάθε σημείο του πλέγματος γίνεται επίλυση του κυματικού φάσματος σε 24 διευθύνσεις και 30 διακριτές συχνότητες (0.05Hz->0.79316Hz). Και τα δύο μοντέλα βασίζονται στον κώδικα του WAM Cycle-4 που αποτελεί κυματικό μοντέλο τρίτης γενιάς, το οποίο ήταν το πρώτο αριθμητικό μοντέλο (ακολούθησαν το SWAN και το WAVEWATCH-III) στο οποίο επιλύθηκαν πλήρως οι εξισώσεις κυματικής ενέργειας περιλαμβάνοντας την μη γραμμική αλληλεπίδραση μεταξύ των κυμάτων. Το μοντέλο WAM μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για παράκτιες εφαρμογές όσο και για εφαρμογές ανοικτής θάλασσας, ενώ έχει την δυνατότητα υπολογισμού της κυματικής διάθλασης εξαιτίας της αλληλεπίδρασης με τα θαλάσσια ρεύματα και το βυθό. Τα παρακάτω βασικά στοιχεία της φυσικής των κυμάτων περιλαμβάνονται στο κώδικα του WAM:

• Διάδοση των κυμάτων στο χρόνο και το χώρο
• Δημιουργία κυματισμού εξαιτίας της επίδρασης του ανέμου
• Διάθλαση και θραύση εξαιτίας της βαθυμετρίας
• Διάθλαση και θραύση εξαιτίας των θαλασσίων ρευμάτων
• Θραύση κυματισμών
• Επίδραση τριβής βυθού
• Κυματικές αλληλεπιδράσεις τετράδας

Το σύστημα κυματικών προγνώσεων παράγει προγνώσεις για τις επόμενες 5 ημέρες κάνοντας χρήση των προγνωστικών ανέμων σε ωριαία βάση που παράγει το σύστημα πρόγνωσης καιρού του ΠΟΣΕΙΔΩΝΑ.
 

Β) Κυματικό μοντέλο WAVEWATCH

Το σύστημα πρόγνωσης κυματισμού που βασίζεται στο WAVEWATCH πρόκειται για μια εφαρμογή του μοντέλου στην περιοχή της Μεσογείου και της Μαύρης θάλασσας σε πλέγμα οριζόντιας ανάλυσης 1/20°×1/20°. Το κυματικό φάσμα υπολογίζεται σε κάθε σημείο του μοντέλου σε 24 κατευθύνσεις και 30 διακριτές συχνότητες (0.05Hz->0.79316Hz). Το αριθμητικό μοντέλο είναι βασισμένο στην έκδοση V2.22 του WAVEWATCH (Tolman 2002). To WAVEWATCH III περιλαμβάνει την διάθλαση του κυματικού πεδίου εξαιτίας των χρονικών και χωρικών μεταβολών του μέσου βάθους και επιλεκτικά της μέσης θαλάσσιας κυκλοφορίας. Ο κώδικας του μοντέλου περιλαμβάνει επίσης τους όρους της ενίσχυσης και απόσβεσης του κυματισμού λόγω της δράσης του ανέμου, τις μη γραμμικές επιδράσεις καθώς και τους όρους σκέδασης και τριβής με το υπόστρωμα του βυθού.

Το κυματικό σύστημα παράγει καθημερινά προγνώσεις για τις επόμενες 5 ημέρες χρησιμοποιώντας ωριαίες τιμές ανέμου από το σύστημα πρόγνωσης καιρού του ΠΟΣΕΙΔΩΝΑ.

Βιβλιογραφία

Tolman, 2002: User manual and system documentation of WAVEWATCH-III version 2.22. NOAA / NWS / NCEP / MMAB Technical Note 222, 133 pp.