ارزیابی بهبود شبیه‌سازی انرژی جنبشی پیچکی (eke) در دریای خزر با استفاده از داده‌های بازتحلیل era5 در مقایسه با era-interim

این مطالعه به بررسی تغییرات انرژی جنبشی پیچکی (eke) در دریای خزر با استفاده از مدل اقیانوسی princeton ocean model و دو مجموعه داده بازتحلیل era-interim و era5 می‌پردازد. پژوهش حاضر با وضوح افقی 3 کیلومتر و 35 لایه قائم برای دوره 10 ساله (2009-2018) اجرا شد. نتایج نشان داد که استفاده از داده‌های era5 منجر به بهبود قابل توجهی در شبیه‌سازی eke می‌شود، به طوری که مقادیر میانگین سالانه انرژی جنبشی در (m2/s2 0.117) era5 حدود دو برابر(m2/s2 0.06) era-interim برآورد شد. تغییرات فصلی eke در هر دو مجموعه داده نشان داد که بیشترین فعالیت پیچکی در فصل تابستان (با اوج m²/s² 0.15 در era5) و کمترین آن در زمستان رخ می‌دهد. از دیدگاه مکانی، حوضه جنوبی خزر به دلیل حجم آب بیشتر با تاکید بر تغییرات نسبی eke به عنوان فعال‌ترین منطقه شناسایی شد. هر چند اوج eke در حوضه شمالی (با اوج m²/s² 0.15) است اما این حوضه، کمترین تغییرپذیری را به دلیل حجم و عمق آب نشان داد. تحلیل‌ها حاکی از آن است که بهبود وضوح مکانی (از °0.79 به °0.25) و به‌روزرسانی پارامترهای فیزیکی در era5 عامل اصلی این تفاوت‌هاست. این یافته‌ها با مطالعات اخیر در دیگر حوضه‌های نیمه‌محصور همخوانی دارد و اهمیت استفاده از جدیدترین نسخه‌های داده‌های بازتحلیل در مدل‌سازی‌های اقیانوسی را برجسته می‌سازد. نتایج این تحقیق می‌تواند مبنای ارزشمندی برای مطالعات آینده در زمینه پیش‌بینی جریان‌های دریایی، مدیریت اکوسیستم و پایش آلاینده‌ها در دریای خزر فراهم آورد.

evaluation of eddy kinetic energy (eke) simulation improvement in the caspian sea using era5 reanalysis data compared to era-interim

this study investigates the improvement of eddy kinetic energy (eke) simulations in the caspian sea using the princeton ocean model with two reanalysis datasets: era-interim and era5. the simulations were conducted at a horizontal resolution of 3 km with 35 vertical layers over a 10-year period (2009–2018). results indicate that era5 substantially enhances the representation of eke، with an annual mean value of 0.117 m²/s²—approximately twice that obtained from era-interim (0.06 m²/s²). seasonal analyses reveal the highest eddy activity in summer (peaking at 0.15 m²/s² in era5) and the lowest in winter. spatially، the southern caspian basin، characterized by greater water volume and deeper bathymetry، exhibits the most pronounced eke variations، whereas the northern basin، despite reaching comparable peak values (0.15 m²/s²)، shows minimal variability due to its shallower depth and smaller volume. the enhanced spatial resolution (from 0.79° to 0.25°) and improved physical parameterizations in era5 are identified as the primary factors contributing to these differences. these results align with findings from other semi-enclosed basins and highlight the importance of advanced reanalysis products for realistic ocean modeling. overall، the outcomes of this study offer a valuable foundation for future research on current prediction، ecosystem management، and pollutant monitoring in the caspian sea.