Logowanie do System sprawozdań KDM

Modelowanie numeryczne lodu morskiego metodami elementów dyskretnych - rozwój podstaw teoretycznych i metod numerycznych

Kierownik projektu: Agnieszka Herman

Uniwersytet Gdański

Wydział Oceanografii i Geografii

Gdynia

Streszczenie 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 zadania projektu, są mezo- i wielkoskalowe efekty procesów zachodzących w mniejszej skali, związanej ze wspomnianą niejednorodnością pokrywy lodowej. Główne cele projektu to:

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 zadania projektu, są mezo- i wielkoskalowe efekty procesów zachodzących w mniejszej skali, związanej ze wspomnianą niejednorodnością pokrywy lodowej. Główne cele projektu to:

1. 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.

2. 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).

Zadania te są elementem projektu NCN nr. 2018/31/B/ST10/00195 (program "OPUS 16") pt. ?Obserwacje i modelowanie interakcji lodu morskiego z warstwą graniczną atmosfery i oceanu? (https://herman.ocean.ug.edu.pl/pl_NCNseaice2.html)



Publikacje:

Herman, A., 2018. Wave-induced surge motion and collisions of sea ice floes: finite-floe-fize effects. J. Geophys. Res., 123, 7472-7494, doi: 10.1029/2018JC014500

Herman, A., 2017. Wave-induced stress and breaking of sea ice in a coupled hydrodynamic discrete-element wave–ice model. The Cryosphere, 11, 2711-2725, doi: 10.5194/tc-11-2711-2017

Herman, A., 2016. Discrete-Element bonded-particle Sea Ice model DESIgn, version 1.3a - model description and implementation. Geosci. Model Dev., 9, 1219-1241, doi:10.5194/gmd-9-1219-2016.