Для определения динамики основных гидрофизических характеристик соленого стратифицированного озера Шира (температуры и солености воды, скорости) в летний период используется математическая модель трехмерного течения неоднородной жидкости в замкнутом водоеме в приближении Буссинеска и в предположении о гидростатичности давления.

Для частного случая стационарного ветрового течения однородной жидкости в трехмерном бассейне прямоугольной формы получены аналитические решения.

Выполнена адаптация численной модели, реализованной открытым кодом Regional Ocean Modeling System (ROMS), включавшая построение равномерной сетки по данным измерений батиметрии методом интерполяции бигармоническими сплайнами; задание в качестве начальных данных реального профиля температуры и солености; подключение метеорологических данных для учета ветрового воздействия и потоков тепла. Верификация ROMS осуществлена на полученных частных аналитических решениях.

Валидация математической модели выполнена путем качественного и количественного сравнения полученных результатов численных расчетов с данными натурных измерений в летний период, в частности, по характеру изменения температуры и спектральных характеристик скорости.

По результатам численных расчетов определены условия возникновения, вид и периоды внутренних волн в зависимости от силы и направления ветра.

Проведенная обработка натурных долговременных измерений температуры и скорости течения в озере с использованием метода главных компонент (эмпирических ортогональных функций) позволила выделить время прохождения и период внутренних волн, определить структуру течения в эпилимнионе (верхнем прогретом слое) и оценить величину коэффициента вертикального турбулентного обмена.