Для целей настоящего исследования используется версия сигма модели общей циркуляции океана Института вычислительной математики (ИВМ) РАН, реализованной для северной части Тихого океана от экватора до Берингова пролива с разрешением 1/8° по долготе и широте [см. Антипов С.В., Дианский Н.А., Гусев А.В. Особенности распространения радиоактивного загрязнения в северо-западной части Тихого океана. // Изв. РАН. Энергетика. 2006. № 6. С. 52-70.]. Благодаря достаточно высокому пространственному разрешению получено меандрирование Куросио и выявлено наличие вихрей и фронтальных зон в области его струи.
Вначале производится расчет циркуляции и термохалинного состояния вод в северной части Тихого океана с 1 января года до 11 марта 2011 с реальным атмосферным воздействием лет по реанализу NCEP с разрешением 1,875° по широте и долготе. В качестве начального состояния задаются параметры предварительно рассчитанного за 5 лет состояния модели с климатическим атмосферным воздействием согласно тому же реанализу NCEP. В процессе расчетов с реальным атмосферным воздействием проводится «притяжка» модельной ТПО к наблюдаемой путем задания на поверхности океана притягивающих потоков тепла. Таким образом осуществляется упрощенное усвоение наблюдаемой ТПО.
Далее, с 11 марта 2011 года, выполняется расчет модели одновременно с расчетом переноса загрязняющего вещества (ЗВ). Здесь уже используется атмосферный форсинг анализа NCEP, полученный из Гидрометцентра РФ, с разрешением 0,5° по широте и долготе. В ячейке модельной сетки, ближайшей к местоположению АЭС «Фукусима-1», задается постоянная по глубине концентрация ЗВ нейтральной плавучести, с величиной, равной условной единице. Распространение этой примеси должно показывать характер распространения радиоактивных вод в северо-восточной части Тихого океана от АЭС «Фукусима-1». Все расчеты проводятся на вычислительном комплексе ГОИНа.
Предварительный расчет выброса радиоактивного вещества производился с 11 по 28 марта 2011 года.
Ниже приведены карты распространения ЗВ от АЭС «Фукусима-1» в приповерхностном слое океана для шести моментов времени от начала расчета выбросов ЗВ: 13 марта 2011 г. (а), 16 марта 2011 г. (б), 19 марта 2011 г. (в), 22 марта 2011 г. (г), 25 марта 2011 г. (д), 28 марта 2011 г. (е). Шкала градаций концентрации ЗВ показана сбоку. На картах концентрации ЗВ нанесены векторы скоростей течений в приповерхностном слое океана с масштабом стрелок в см/с, указанным под рисунками. Для наглядности показаны стрелки течений для каждой третьей точки расчетной сетки.
Анализ циркуляции показывает, что она неплохо согласуется со средними течениями в Тихом океане, согласно дрифтерным наблюдениям. Так, помимо основной струи Куросио выделяется его северная ветвь уходящая от основной на 100-300 км. Однако ее интенсивность может быть завышена, что требует дальнейших исследований. Следует отметить, что замороженное поле средних скоростей не может полностью отражать реальную картину течений в области Куросио вследствие интенсивной его изменчивости, вызванной меандрированием основной струи.
