Предложена методика адаптационного расчета скорости течений с помощью многослойной квазиизопикнической модели в бассейне, включающем шельфовую зону и имеющем протяженную открытую границу с морем, на которой скорость течения не задается. Использован подход, в котором вводятся дополнительные члены типа источника в уравнения переноса тепла и соли, а также эволюции толщин слоев. Проведены расчеты скорости течений в северо-западной части Черного моря для июня по климатическим данным. Проанализированы особенности термохалинной и динамической структур вод.

На базе квазиизопикнической модели проведены адаптационные расчеты по среднемесячным климатическим данным. Модель позволяет описывать образование и трансформацию водных масс. Проанализированы формирование и эволюция холодного промежуточного слоя. Сделан вывод, что основной вклад в формирование и обновление холодного промежуточного слоя, помимо северо-западного шельфа, вносят процессы, происходящие на свалах глубин. Расположение зон наиболее интенсивной субдукции соответствует очагам холодных вод в этих районах. Вклад центральных областей зон циклонической завихренности в формирование холодных промежуточных вод имеется, но значительно менее заметен по климатическим данным. Холодные воды на северо-западном шельфе с июня по сентябрь "запираются" течениями и только в конце года попадают в центральную область восточной части Черного моря. Справедливость этих выводов ограничена дискретностью исходных данных и разрешением модели.

На основании адаптационных расчетов по среднемесячным климатическим данным для каждого месяца получены и проанализированы распределения течений в северной части северо-западного шельфа и в Каламитском и Каркинитском заливах.

Выполнен анализ пространственного распределения массовых видов зообентоса в акватории бухт Двойная и Камышовая (Севастопольские бухты). Установлено, что между биомассой массовых видов зообентоса и значениями вертикальных компонент скоростей течений существует отрицательная корреляция. Результаты численного моделирования показывают возможность образования скоплений в придонном слое и соответственно на дне за счет нестационарности и большой изменчивости системы прибрежных течений, обусловленной нестационарностью и изменчивостью ветровой ситуации.

Исследовано и проанализировано пространственное распределение бентосных сообществ в акватории бухты Круглая (Омега). Получено подтверждение влияния нестационарности и большой изменчивости системы прибрежных течений на формирование скоплений донных животных на морском дне в прибрежной зоне. При этом, высокие значения численности и биомассы массовых видов зообентоса зарегистрированы в зоне низких значений скорости вертикальных компонент прибрежных течений. Выявлено соответствие между пространственным распределением двух бентосных сообществ и изменчивостью условий, формирующихся под влиянием вертикальной компоненты скорости прибрежных течений, в исследованной акватории.

На основе численных экспериментов описана структура течений в Керченском проливе, возбуждаемых ветрами северо-западного, северного, северо-восточного и восточного направлений. Выявлено наличие струйных течений прижатых к Кавказскому или Крымскому берегу в зависимости от направления ветра. Выявлено наличие циркуляций различного знака в Южной части пролива и в Таманском заливе. Проанализировано изменение водообмена на разрезе между косой Тузлой и косой Чушкой, произошедшее в результате строительства дамбы. Рассмотрены различные сценарии изменения скорости течений в Тузлинской промоине после создания дамбы в зависимости от различной глубины промоины при ветрах различных направлений.

На основе адаптационных расчетов величин потоков, выполненных по климатическим данным, и среднегодовых значений концентраций неорганических соединений азота, фосфора и кремнекислоты дана количественная оценка возможного переноса биогенных элементов с северо-западного шельфа в открытую часть Черного моря.

На основании имеющихся материалов по экологическому состоянию нефтегазоперспективных регионов северо-западной части Черного моря и степени загрязнения водной толщи и грунтов тяжелыми металлами (ТМ) выполнены оценки влияния течений на северо-западном шельфе на поверхностные и придонные распределения ТМ и нефтепродуктов. Наибольшей изменчивостью отличаются сезонные изменения течений. Для выявления особенностей придонных распределений ТМ и нефтепродуктов использовались среднесезонные или среднегодичные поля течений.

В рамках линейной нестационарной двухмерной модели в бездивергентном приближении рассмотрена задача о расчете течений в Керченском проливе. Описана реальная ситуация, когда движение возбуждается бризом на фоне среднесуточного северо-восточного ветра. Бриз задается действующим в узкой прибрежной полосе и представляет собой зональный ветер. Детально исследована изменчивость циркуляции в районе о. Тузла. Показано, что вклад бризовой циркуляции в суммарную циркуляцию может быть существенным для объяснения процессов, наблюдаемых в Керченском проливе.

Отмечено, что для соблюдения санитарных норм в природоохранных районах в системе севастопольских бухт, т.е. для решения задач по оптимальному размещению возможных источников загрязнения, использована методика, предложенная Г. И. Марчуком, использующая сопряженные уравнения переноса примеси. Решение сопряженной задачи позволяет получить информацию о расположении источника примеси, при котором концентрация загрязняющей примеси в природоохранной зоне не будет превышать допустимую величину. Постановка сопряженной задачи переноса пассивной примеси рассматривается с наиболее общими граничными условиями. Обсуждены результаты модельного численного эксперимента по определению рационального местоположения источников примеси, не приводящего к загрязнению пляжей в бухте Омега и парке Победы. Для расчета скоростей течений использована линейная баротропная модель установившихся ветровых течений.

Рассмотрены результаты натурных наблюдений и численного моделирования процессов смешения морских вод с подземными водами (субмаринная разгрузка) на Южном берегу Крыма (мыс Айя). По данным натурных наблюдений гидрологических и гидрохимических параметров дано сравнение оценок дебита источников субмаринной разгрузки для конца гидрологического лета 2007 и 2008 гг. Описан экспресс-метод оценки суммарного дебита всех источников субмаринной разгрузки в районе мыса Айя на основе гидрологической съемки на полигоне и измерений скоростей течений в поверхностном слое моря. Предложена методика определения начального положения поверхностных линз пониженной солености, обнаруженных в открытом море. Рассмотрена численная модель, посвященная воспроизведению трехмерной структуры гидрологических полей, формирующихся в карстовой полости в результате субмаринной разгрузки подземных вод.

Для условий Керченского пролива разработана адаптированная модель переноса и трансформации нефти. Учитываются транспорт мономолекулярной пленки под воздействием течений, ветра и турбулентной диффузии, а также сток массы нефти в ходе испарения и адгезии на береговой черте. Поле течений рассчитывается в рамках трехмерной баротропной модели. Предложена специальная процедура для корректного описания фронта разрыва поля концентрации. Проведенные численные эксперименты для ветров южных румбов дают реалистичные траекторию пятна и компоненты баланса массы. Модель можно использовать для планирования неотложных мер с целью минимизации последствий аварийных разливов.

Рассмотрена локально-одномерная модель термодинамики формирования и таяния льда. Для описания термического режима использовано уравнение баланса тепла для льда. Учтена специфика формирования однолетних тонких льдов в Азовско-Черноморском бассейне. Приведен пример численного расчета формирования и таяния ледового покрова в Таманском заливе. Полученные результаты с учетом постоянства параметров в течение эксперимента хорошо удовлетворяют имеющимся представлениям о сроках и толщинах льдообразования в Таманском заливе. В сочетании с полной трехмерной моделью гидродинамики и учетом суточного хода внешних вынуждающих факторов можно получить пространственное распределение формирования и эволюции ледяного покрова.