Лаборатория геофизической гидродинамики

Номер
3/4
Научные направления
Физика океана и атмосферы
Название отдела
Физика океана и атмосферы

В 1980-х годах в ТОИ была создана лаборатория волновых процессов, которую возглавлял профессор Валерий Исаакович Кляцкин. В дальнейшем она разделилась на три лаборатории в составе отдела волновых процессов.

Одну из лабораторий, статистической гидродинамики, возглавил профессор Валерий Исаакович Кляцкин. Другая лаборатория получила название лаборатории геофизической гидродинамики под руководством профессора Вадима Фёдоровича Козлова. Во время перестройки профессор Валерий Исаакович Кляцкин уехал в Москву, а лабораторию статистической гидродинамики возглавил Константин Валентинович Кошель. В силу известных обстоятельств часть сотрудников уехала, и количественный состав лабораторий статистической гидродинамики и геофизической гидродинамики сильно сократился. Было принято решение объединить две лаборатории в лабораторию геофизической гидродинамики. По желанию профессора Вадима Фёдоровича Козлова лабораторию возглавил Константин Валентинович Кошель. С начала 2000-х годов, в лабораторию пришел к.ф.-м.н. Вадим Васильевич Новотрясов, где успешно защитил докторскую диссертацию по специальности «Океанология», а также два студента: Дмитрий Вадимович Степанов и Евгений Андреевич Рыжов. Оба защитили кандидатские диссертации по специальности «Океанология». Впоследствии, Евгений Андреевич Рыжов получил степень доктора физико-математических наук по специальности «Океанология». В настоящее время, лабораторию геофизической гидродинамики возглавляет к.ф.-м.н. Дмитрий Вадимович Степанов.

Гранты
  1. РНФ 23-27-00333 "Исследование мелкомасштабного турбулентного перемешивания в зоне интенсивной вентиляции вод Японского моря", 2023-2024 гг., (руководитель Степанов Д.В.).
  2. РНФ 23-27-00188 «Кластеризация примесей в океане: исследование влияния мезо- и субмезомасштабной динамики на перенос и кластеризацию примесей на основе анализа разномасштабных полей скорости», 2023-2024, (руководитель Кошель К.В.).
  3. РФФИ 19-55-10001 КО_а  «Перенос и кластеризация плавучей примеси в океане», 2019-2020 гг., (руководитель Кошель К.В.).
  4. РФФИ 17-05-00035 а «Влияние крупномасштабных регулярных и мелкомасштабных случайных нестационарных потоков на динамику вихревых структур и перенос примеси в индуцированных полях скорости», 2017-2019 гг., (руководитель Кошель К.В.).
  5. РФФИ 14-05-00255-а «Исследование климатической изменчивости циркуляции вод дальневосточных морей», 2014-2016 гг, (руководитель Степанов Д.В.)
  • Впервые получены оценки интенсивности вертикального перемешивания, тепло и соле-обмена, а также интенсивность поглощения растворенного кислорода на континентальном склоне в северо-западной части Японского моря
  • Экспериментально подтверждено формирование сильно-нелинейных внутренних волн (приливных боров) в северо-западной части Японского моря 
  • Разработан модельный комплекс для Японского и Охотского морей, основанный на численной модели океанской циркуляции INMOM, позволяющий моделировать различные сценарии отклика циркуляции открытого моря и прибрежной зоны на экстремальное атмосферное воздействие, например, тропических циклонов.
  • Развиты подходы и получены экспериментальные подтверждения важности теории экспоненциальной кластеризации и влияния на кластеризацию горизонтального сдвига в геофизических потоках. 
  1. Новотрясов В.В., Шевченко Г.В. Экспериментальные исследования длинноволновых баротропных и бароклинных колебаний в неглубоких заливах и бухтах окраинных морей (на примере залива Посьет Японского моря) // Морской гидрофизический журнал. — 2026. — Т. 42, № 1. — С. 68-84.
  2. D.V. Stepanov, E.A. Korshenko, I.I. Panasenkova, V.V. Fomin, N.A. Diansky Influence of the Amur River Discharge on Mesoscale Dynamics on the Eastern Shelf of Sakhalin // Russ. Meteorol. Hydrol. 2026. Vol.51, No 4. P. 279 – 286. doi: 10.3103/S1068373926040011
  3. Salyuk P.A., Stepanov D.V., Kochetov O.Yu., Ostrovskii A.G., Stepochkin I.E., Lipinskaia N.A., Gorbov M.I., Bulanov A.V., Shvoev D.A., Lazaryuk A.Yu., Pivovarov A.A., Samchenko A.N., Shmykov N.V., Ivanchenko E.N. Fine-Scale Measurements of Hydrophysical and Bio-Geo-Optical Properties by the Autonomous Moored Profiling Probe Winchi in the Waters of the Coastal Zone of the Northwestern Sea of Japan // Russian Journal of Earth Sciences. — 2025. — Vol. 25, Iss. 5. — Art.no. ES5015. DOI: 10.2205/2025es001064
  4. Шакиров Р.Б., Файман П.А., Стасюк Е.И., Лучин В.А., Петрова Е.А., Салюк П.А., Степанов Д.В., Солонец И.С. Океанологические наблюдения в дальневосточных морях (прибрежные и глубоководные акватории) – состояние, проблемы, предложения по реализации // Океанологические исследования. — 2025. — Т. 53, № 2. — С. 195-227. DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2025.53(2).10
  5. Koshel K.V., Stepanov D.V. Clustering of passive tracers in a random acoustic velocity field // Physics of Fluids. — 2024. — Vol. 36, Iss. 5. — Art.no. 055123. DOI: 10.1063/5.0206696
  6. Novotryasov V.V. Excitation of Internal Waves in a Shallow Sea Basin with an Open Inlet under Conditions of Parametric Resonance // Physical Oceanography. — 2024. — Vol. 31, Iss. 5. — P. 647-661.
  7. Новотрясов В.В. Возбуждение внутренних волн в неглубоком морском бассейне с открытым входом в условиях параметрического резонанса // Морской гидрофизический журнал. — 2024. — Т. 40, № 5. — С. 690-705.
  8. Novotryasov V.V., Sergeev A.F., Pavlova E.P. Anomalous Variations of the Typhoon Lionrock Induced Inertial Oscillations of Shelf Waters in the Peter the Great Bay in August–September, 2016 // Physical Oceanography. — 2023. — Vol. 30, Iss. 2. — P. 215-228. DOI: 10.29039/1573-160X-2023-2-215-228
  9. Koshel K.V., Stepanov D.V., Kuznetsova N.V., Ryzhov E.A. Clustering of Floating Tracers in a Random Velocity Field Modulated by an Ellipsoidal Vortex Flow // Symmetry. — 2023. — Vol. 15, Iss. 12. — P. 2211-2230. DOI: 10.3390/sym15122211
  10. Stepanov D.V., Ostrovskii A.G., Lazaryuk A.Yu. Diapycnal Mixing and Double Diffusion over the Continental Slope in the Northern Sea of Japan in the Warm Half-Year // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. — 2023. — Vol. 59, Iss. 5. — P. 572-582. DOI: 10.1134/S0001433823050109
  11. Samchenko A., Dolgikh G., Yaroshchuk I., Kosheleva A., Pivovarov A., Novotryasov V. Extreme Hydrometeorological Conditions of Sediment Waves’ Formation and Migration in Peter the Great Bay (The Sea of Japan) // Water. — 2023. — Vol. 15, Iss. 3. — Art.no. 393. DOI: 10.3390/w15030393
  12. Новотрясов В.В., Сергеев А.Ф., Павлова Е.П. Аномальная изменчивость вызванных тайфуном Лайнрок инерционных колебаний шельфовых вод залива Петра Великого в августе – сентябре 2016 года // Морской гидрофизический журнал. — 2023. — Т. 39, № 2. — С. 235-248. DOI: 10.29039/0233-7584-2023-2-234-248
  13. Fershalov M.Yu., Stepanov D.V., Shtraikhert E.A., Fomin V.V., Nechayuk V.E., Diansky N.A. Influence of Thermohaline Stratification on the Evolution of Coastal Upwelling on the North eastern Shelf of Sakhalin // Russian Meteorology and Hydrology. — 2022. — Vol. 47, Iss. 9. — P. 652-659.
  14. Stepanov D.V., Fomin V.V., Gusev A.V., Diansky N.A. Mesoscale Dynamics and Eddy Heat Transport in the Japan/East Sea from 1990 to 2010: A Model-Based Analysis // Journal of Marine Science and Engineering. — 2022. — Vol. 10, Iss. 1. — P. 33. DOI: 10.3390/jmse10010033
  15. Ryzhov E., Berloff P. On transport tensor of dynamically unresolved oceanic mesoscale eddies // Journal of Fluid Mechanics. — 2022. — Vol. 939. — P. A7. DOI: 10.1017/jfm.2022.169
  16. Новотрясов В.В., Дубина В.А., Митник Л.М. Восcтановление параметров внутренних приливных боров в море Банда по данным спутникового дистанционного зондирования // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. — 2022. — Т. 15, № 4. — С. 8-22. DOI: 10.48612/fpg/bvve-b2up-ru85
  17. Долгих Г.И., Безответных В.В., Буланов А.В., Буренин А.В., Голов А.А., Долгих С.Г., Калинчук В.В., Моргунов Ю.Н., Овчаренко В.В., Салюк П.А., Степанов Д.В., Фищенко В.К., Файман П.А., Чупин В.А., Шакиров Р.Б., Швец В.А., Яцук А.В. Система мониторинга потоков климатически активных газов // Экологические системы и приборы. — 2022. — № 12. — С. 12-21. DOI: 10.25791/esip.12.2022.1335
  18. Agarwal N., Kondrashov D., Dueben P., Ryzhov E.A., Berloff P. A Comparison of Data-Driven Approaches to Build Low-Dimensional Ocean Models // Journal of Advances in Modeling Earth Systems. — 2021. — Vol. 13, Iss. 9. — Art.no. e2021MS002537. DOI: 10.1029/2021MS002537
  19. Novotryasov V.V. Determination of background parameters of weakly dispersive stratified shallow water // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. — 2021. — Vol. 62, Iss. 1. — P. 79-85. DOI: 10.1134/S0021894421010107
  20. Berloff P., Ryzhov E., Shevchenko I. On dynamically unresolved oceanic mesoscale motions // Journal of Fluid Mechanics. — 2021. — Vol. 920. — Art.no. A41. DOI: 10.1017/jfm.2021.477
  21. Ostrovskii A., Stepanov D., Kaplunenko D., Park J.-H., Park Y.-G., Tishchenko P. Turbulent mixing and its contribution to the oxygen flux in the northwestern boundary current region of the Japan/East Sea, April–October 2015 // Journal of Marine Systems. — 2021. — Vol. 224. — Art.no. 103619. DOI: 10.1016/j.jmarsys.2021.103619
  22. Казак М.С., Петров П.С., Кошель К.В. Исследование обратного рассеяния акустических мод на неоднородностях рельефа дна с использованием метода инвариантного погружения // Подводные исследования и робототехника. — 2021. — № 2 (36). — С. 76-80. DOI: 10.37102/1992-4429_2021_36_02_08
  23. Новотрясов В.В. Определение фоновых параметров слоистой слабодиспергирующей мелкой воды // Прикладная механика и техническая физика. — 2021. — Т. 62, № 1. — С. 88-96. DOI: 10.15372/PMTF20210110
  24. Stepanov D.V., Ryzhov E.A., Zagumennov A.A., Berloff P., Koshel K.V. Clustering of floating tracer due to mesoscale vortex and submesoscale fields // Geophysical Research Letters. — 2020. — Vol. 47, Iss. 3. — Art.no. e2019GL086504. DOI: 10.1029/2019GL086504
  25. Kondrashov D., Ryzhov E.A., Berloff P. Data-adaptive harmonic analysis of oceanic waves and turbulent flows // Chaos. — 2020. — Vol. 30. — Art.no. 061105. DOI: 10.1063/5.0012077
  26. Stepanov D., Ryzhov E., Berloff P., Koshel K. Floating tracer clustering in divergent random flows modulated by an unsteady mesoscale ocean field // Geophysical & Astrophysical Fluid Dynamics. — 2020. — Vol. 114, Iss. 04-05. — P. 650-714. DOI: 10.1080/03091929.2020.1786551
  27. Novotryasov V.V. Nonlinear diagnostic of a shallow sea stratified by density with weak dispersion and weak nonlinearity // Journal of Physics: Conference Series. — 2020. — Vol. 1666. — Art.no. 012067. DOI: 0.1088/1742-6596/1666/1/012067
  28. Ryzhov E.A., Kondrashov D., Agarwal N., McWilliams J., Berloff P. On data-driven induction of the low-frequency variability in a coarse-resolution ocean model // Ocean Modelling. — 2020. — Vol. 153. — Art.no. 101664. DOI: 10.1016/j.ocemod.2020.101664
  29. Diansky N.A., Stepanov D.V., Fomin V.V., Chumakov M.M. Water circulation off the northeastern coast of Sakhalin during the passage of three types of deep cyclones over the Sea of Okhotsk // Russian Meteorology and Hydrology. — 2020. — Vol. 45, Iss. 1. — P. 29-38. DOI: 10.3103/S1068373920010045
  30. Сорокин М.А., Петров П.С., Каплуненко Д.Д., Степанов Д.В., Моргунов Ю.Н. Оценка влияния синоптических вихрей на точность решения задач акустической дальнометрии // Подводные исследования и робототехника. — 2020. — Т. 34, № 4. — С. 53-60.
  31. Дианский Н.А., Степанов Д.В., Фомин В.В., Чумаков М.М. Циркуляция вод у северо-восточного побережья острова Сахалин при прохождении трех типов глубоких циклонов над Охотским морем // Метеорология и гидрология. — 2020. — № 1. — С. 45-58. DOI: 10.3103/S1068373920010045
  32. Koshel K.V., Stepanov D.V., Ryzhov E.A., Berloff P., Klyatskin V.I. Clustering of floating tracers in weakly divergent velocity fields // Physical Review E. — 2019. — Vol. 100, Iss. 6. — Art.no. 063108. DOI: 10.1103/PhysRevE.100.063108
  33. Novotryasov V.V., Permyakov M.S. Experimental and Theoretical Determination of the Limiting Amplitude and Minimal Length of Solitary Waves in a Weakly Dispersed Shallow Sea // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. — 2019. — Vol. 60, Iss. 3. — P. 457-461. DOI: 10.1134/S0021894419030076
  34. Koshel K.V., Ryzhov E.A., Carton X.J. Vortex Interactions Subjected to Deformation Flows: A Review // Fluids. — 2019. — Vol. 4, Iss. 1. — P. 14-1-14-48. — Art.no. 14. DOI: 10.3390/fluids4010014
  35. Новотрясов В.В., Лобанов В.Б., Сергеев А.Ф. Особенности инерционных колебаний скорости течений в заливе Петра Великого, возбужденных экстремальным атмосферным воздействием (На примере тайфуна Лайнрок) // Океанологические исследования. — 2019. — Т. 47, № 3. — С. 92-103. DOI: 10.29006/1564–2291.JOR–2019.47(3).8
  36. Новотрясов В.В., Пермяков М.С. Экспериментально-теоретическое определение предельной амплитуды и минимальной длительности уединённых волн в слабодиспергирующем мелком море // Прикладная механика и техническая физика. — 2019. — Т. 60, № 3. — С. 67-72. DOI: 10.1134/S0021894419030076
Состав лаборатории
  • Развитие методов и подходов в приложении теории экспоненциальной кластеризации для геофизических потоков. 
  • Роль крупно- и мезомасштабной динамики вод в формировании тепло- и солесодержания бассейнов окраинных морей северо-западной части Тихого океана.
  • Изучение вертикального перемешивания, тепло и солеобмена и причины его интенсификации в условиях мезомасштабного циклогенеза и сильного нелинейного взаимодействия внутренних гравитационных волн в шельфовой зоне и на континентальном склоне Японского и Охотского морей.
  • Изучение отклика прибрежной и шельфовых зон окраинных морей северо-западной части Тихого океана на экстремальное атмосферное воздействие (численное моделирование сценариев этого отклика и оценка последствий для прибрежной зоны) 

Fulltext publications

  1. A generalization of the split-step Padé method to the case of coupled acoustic modes equation in a 3D waveguide
    Pavel S. Petrov, Matthias Ehrhardt, Sergey B. Kozitskiy
    Journal of Sound and Vibration, 2024, Том 577, стр. 118304, DOI: 10.1016/j.jsv.2024.118304
  2. Comment on: “Anomalous reflection from a two-layered marine sediment” [J. Acoust. Soc. Am. 155, 1285–1296 (2024)] (L)
    Aleksei I. Gudimenko, Alyona D. Zakharenko, Pavel S. Petrov
    The Journal of the Acoustical Society of America, 2024, Том 156, № 3, стр. 1524-1527, DOI: 10.1121/10.0028366
  3. Generalized Pekeris–Airy Waveguide and Its Properties
    A. Matskovskiy, G. Zavorokhin, P. Petrov
    Lobachevskii Journal of Mathematics, 2024, Том 45, № 10, стр. 4748-4757, DOI: 10.1134/S1995080224602741
  4. The Parameterization of the Sound Speed Profile in the Sea of Japan and Its Perturbation Caused by a Synoptic Eddy
    Mikhail Sorokin, Aleksey Gudimenko, Vladimir Luchin, Andrey Tyschenko, Pavel Petrov
    Journal of Marine Science and Engineering, 2024, Том 12, № 12, стр. 2207, DOI: 10.3390/jmse12122207
  5. The solution of sound propagation modeling problems for environment impact assessment by the mode parabolic equations method
    Andrey G. Tyshchenko, Mikhail A. Sorokin, Sergey B. Kozitskiy, Pavel S. Petrov
    The Journal of the Acoustical Society of America, 2024, Том 156, № 5, стр. 3306-3319, DOI: 10.1121/10.0034424
  6. Three-dimensional modelling of underwater noise produced by a bulk carrier vessel and estimation of its environmental impact
    Pavel S. Petrov, Andrey G. Tyshchenko, Alexander O. MacGillivray
    The Journal of the Acoustical Society of America, 2024, Том 155, № 6, стр. 3702-3714, DOI: 10.1121/10.0026238