english version
dr hab. Agnieszka Herman
Instytut Oceanografii
Uniwersytet Gdański
Al. Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia
Email: oceagah@ug.edu.pl
Tel: +48 (0)58 5236887
Fax: +48 (0)58 5236678
Curriculum Vitae
ResearchGate



ORCID iD0000-0001-5112-7165

Obserwacje i modelowanie interakcji lodu morskiego z warstwą graniczną atmosfery i oceanu

Projekt Narodowego Centrum Nauki nr. 2018/31/B/ST10/00195 (program "OPUS 16")

Podstawowe informacje

UWAGA! W ramach projektu przewidziane są dwa stypendia doktorskie!
Szczegóły u kierownika projektu oraz w poniższych ogłoszeniach:


(word cloud utworzona na podstawie opisu projektu)

Cele projektu

Obiektem badań w tym projekcie są interakcje lodu morskiego z oceanem i atmosferą, ze szczególnym naciskiem na obszary, gdzie pokrywa lodowa jest niejednorodna, jak np. w obrębie tzw. strefy marginalnej lodu (ang. marginal ice zone), dla której typowe są kry o szerokim zakresie rozmiarów, szczeliny i spękania, jak również obszary powstawania nowego lodu morskiego. Aspektem, który łączy w całość wymienione niżej zadania projektu, są mezo- i wielkoskalowe efekty procesów zachodzących w mniejszej skali, związanej ze wspomnianą niejednorodnością pokrywy lodowej. Część z tych efektów jest przedmiotem badań prowadzonych przez zespół kierownika projektu w ostatnich latach – nowe zadania są więc kontynuacją tych ukończonych wcześniej i prowadzonych obecnie. W szczególności dotyczy to prac w ramach wcześniejszego projektu NCN pt. "Modelowanie numeryczne lodu morskiego metodami elementów dyskretnych – rozwój podstaw teoretycznych i metod numerycznych" (07.2016–01.2020; nr projektu 2015/19/B/ST10/01568; patrz strona projektu). Główne cele nowego projektu to:
  1. Wykorzystanie tzw. dronów (ang. Unmanned Aerial Vehicles, UAVs) do pozyskania szerokiego zakresu danych z powierzchni lodu/morza oraz z warstwy granicznej atmosfery (ang. Atmospheric Boundary Layer, ABL) z obszaru Morza Bałtyckiego. Przeprowadzenie pomiarów w różnych warunkach zlodzenia oraz pogody w celu pozyskania danych do walidacji modeli numerycznych pogody oraz przeprowadzenia analizy procesów dynamicznych w ABL w odniesieniu do zróżnicowanego rozmieszczenia kier lodowych i obszarów otwartej wody.
  2. Wykorzystanie danych obserwacyjnych oraz zwalidowanego modelu pogody WRF (Weather Research and Forecasting) do analizy wpływu wielkości i rozmieszczenia kier lodowych na strukturę ABL.
  3. Weryfikacja hipotezy – sformułowanej na podstawie wyników wcześniejszego projektu – mówiącej, że koncentracja lodu nie jest wielkością wystarczającą do wyznaczenia średnich właściwości ABL oraz średnich turbulentnych strumieni ciepła i wilgoci pomiędzy oceanem/lodem a atmosferą. Wręcz przeciwnie, przestrzenne rozmieszczenie kier, szczelin itd., poprzez swój wpływ na trójwymiarową strukturę cyrkulacji atmosferycznej oraz konwekcję i stabilność pionową, modyfikuje średnie właściwości dolnej atmosfery.
  4. Opracowanie parametryzacji – zbliżonych do popularnych obecnie tzw. metod mozaikowych – pozwalających na dokładniejsze wyznaczanie turbulentnych strumieni na powierzchni w numerycznych modelach pogody.
  5. Opracowanie kodu "wielofazowego" modelu odpowiedniego do wysokiej rozdzielczości symulacji procesów dynamicznych w dolnej atmosferze oraz powierzchniowej warstwie oceanu (na podstawie modelu opracowanego we wcześniejszym projekcie oraz dostępnych modeli CFD (ang. computational fluid dynamics)). Wykorzystanie tego modelu do analizy procesów zachodzących w początkowych stadiach tworzenia się lodu morskiego, ze szczególnym naciskiem na procesy formowania się pasm śryżu lodowego (ang. frazil streaks), oraz do analizy roli tych struktur w wymianie pędu i ciepła między oceanem a atmosferą – tym samym, pogłębienie naszego zrozumienia procesów, które tylko w ogólnym zarysie są uwzględniane w obecnych modelach lodu morskiego.
  6. Rozbudowa tworzonego we wcześniejszym projekcie modelu oddziaływań lodu morskiego z falowaniem oraz wykorzystanie tego modelu do analizy procesów tłumienia energii falowania w lodzie (w tym dyssypacji energii związanej ze zderzeniami kier lodowych, tarciem i turbulencją).
Pełen opis projektu w języku angielskim można znaleźć tutaj.
Krótkie streszczenie popularnonaukowe znajduje się tutaj.