Влияние арктической осцилляции на формирование режимов циркуляции вод в секторе Северного, Норвежского и Баренцева морей

Е. Е. Лемешко*, Е. М. Лемешко, В. П. Новицкая

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: e.lemeshko@mhi-ras.ru

Аннотация

Статья посвящена изучению влияния ветрового воздействия, характерного для арктической осцилляции, на режимы циркуляции вод в секторе Мирового океана (65°–81.5° с. ш., 0°–70° в. д.), объединяющего Северное, Норвежское и Баренцево моря. Цель исследования заключается в установлении количественных закономерностей изменчивости уровня океана и скоростей поверхностных геострофических течений в зависимости от величины индекса арктической осцилляции. В целом отклик уровня моря, осредненного по рассматриваемому сектору океана, находится в противофазе с этим индексом. Однако выделяются периоды рассогласования противофазных колебаний уровня моря и индекса арктической осцилляции. После 2009 г. отмечается увеличение амплитуды и уменьшение длительности фаз индекса арктической осцилляции. Разница между областями положительных и отрицательных значений аномалий уровня моря создает градиент давления, который вызывает поверхностные геострофические течения, несущие атлантические воды вдоль кромки шельфа в восточном направлении при циклоническом режиме (индекс арктической осцилляции больше 0) и в западном направлении при антициклоническом режиме (индекс меньше 0). В статье получены оценки коэффициентов линейной регрессии: для уровня моря они составляют ~2 см в шельфовой зоне и приблизительно –1 см в глубоководной части сектора. Таким образом, перепад уровня между шельфом и более глубоководной частью рассматриваемой акватории равен ~3 см на 1 единицу индекса арктической осцилляции. Оценки коэффициентов линейной регрессии для аномалий скорости геострофических течений составили ~0.5 см/с на 1 единицу индекса. Анализ долговременной изменчивости стерической компоненты уровня океана показал лучшую взаимосвязь с межгодовой изменчивостью индекса арктической осцилляции по сравнению с уровнем океана.

Ключевые слова

Северное море, Норвежское море, Баренцево море, альтиметрия, стерический уровень, арктическая осцилляция, режимы циркуляции океана

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-05-60083.

Для цитирования

Лемешко Е. Е., Лемешко Е. М., Новицкая В. П. Влияние арктической осцилляции на формирование режимов циркуляции вод в секторе Северного, Норвежского и Баренцева морей // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2021. № 2. С. 47–64. EDN ULWWQC. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-47-64

Lemeshko, E.E., Lemeshko, E.М. and Novitskaya, V.P., 2021. Influence of the Arctic Oscillation on the Formation of Water Circulation Regimes in the Sector of the North, Norwegian and Barents Seas. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 47–64. doi:10.22449/2413-5577-2021-2-47-64 (in Russian).

DOI

10.22449/2413-5577-2021-2-47-64

Список литературы

  1. Иванов В. В., Фролов И. Е., Фильчук К. В. Трансформация атлантической воды в северо-восточной части Баренцева моря в зимний сезон // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. Т. 66, № 3. C. 246–266. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-246-266
  2. The role of the Barents Sea in the Arctic climate system / L. H. Smedsrud [et al.] // Reviews of Geophysics. 2013. Vol. 51, iss. 3. P. 415–449. doi:10.1002/rog.20017
  3. Armitage T. W. K., Bacon S., Kwok R. Arctic sea level and surface circulation response to the arctic oscillation // Geophysical Research Letters. 2018. Vol. 45, iss. 13. Р. 6576–6584. https://doi.org/10.1029/2018GL078386
  4. Proshutinsky A. Y., Johnson M. A. Two circulation regimes of the wind-driven Arctic Ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1997. Vol. 102, iss. C6. Р. 12493–12514. doi:10.1029/97JC00738
  5. Arctic circulation regimes / A. Proshutinsky [et al.] // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2015. Vol. 373, iss. 2052. 20140160. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2014.0160
  6. Timmermans M.-L., Marshall J. Understanding Arctic Ocean circulation: A review of ocean dynamics in a changing climate // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2020. Vol. 125, iss. 4. e2018JC014378. https://doi.org/10.1029/2018JC014378
  7. Belokopytov V. N. Factors reducing efficiency of the operational oceanographic forecast systems in the Arctic basin // Physical Oceanography. 2017. Iss. 2. P. 19–24. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2017-2-19-24
  8. Arctic ocean sea level record from the complete radar altimetry era: 1991–2018 / S. K. Rose [et al.] // Remote Sensing. 2019. Vol. 11, iss. 14. 1672. https://doi.org/10.3390/rs11141672
  9. Arctic sea surface height variability and change from satellite radar altimetry and GRACE, 2003–2014 / T. W. K. Armitage [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. Vol. 121, iss. 6. P. 4303–4322. doi: 10.1002/2015JC011579
  10. Arctic Ocean surface geostrophic circulation 2003–2014 / T. W. K. Armitage [et al.] // The Cryosphere. 2017. Vol. 11, iss. 4. Р. 1767–1780. https://doi.org/10.5194/tc-11-1767-2017
  11. Лемешко Е. Е. Самоорганизующиеся карты атмосферной циркуляции и межгодовая изменчивость гидрометеорологических полей в Арктике // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 3. С. 48–62. doi:10.22449/2413-5577-2020-3-48-62
  12. UDASH – Unified Database for Arctic and Subarctic Hydrography / A. Behrendt [et al.] // Earth System Science Data. 2018. Vol. 10, iss. 2. Р. 1119–1138. https://doi.org/10.5194/essd-10-1119-2018
  13. Белоненко Т. В., Колдунов А. В. О трендах стерических колебаний уровня в Северной Атлантике // Исследование Земли из космоса. 2018. № 5. С. 31–40. doi:10.31857/S020596140003236-0
  14. Лемешко Е. E., Лемешко Е. М. Тренды уровня Северного Ледовитого океана // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 2. С. 28–40. doi:10.22449/2413-5577-2020-2-28-40
  15. Steele M., Ermold W. Steric sea level change in the northern seas // Journal of Climate. 2007. Vol. 20, iss. 3. Р. 403–417. https://doi.org/10.1175/JCLI4022.1
  16. Volkov D. L., Landerer F. W. Nonseasonal fluctuations of the Arctic Ocean mass observed by the GRACE satellites // Journal of Geophysical Researches: Oceans. 2013. Vol. 118, iss. 12. Р. 6451–6460. doi:10.1002/2013JC009341
  17. Volkov D. L., Landerer F. W., Kirillov S. A. The genesis of sea level variability in the Barents Sea // Continental Shelf Research. 2013. Vol. 66. Р. 92–104. https://doi.org/10.1016/j.csr.2013.07.007
  18. Arctic Ocean Circulation Patterns Revealed by GRACE / C. Peralta-Ferriz [et al.] // Journal of Climate. 2014. Vol. 27, iss. 4. P. 1445–1468. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00013.1
  19. Себер Д. A. Ф. Линейный регрессионный анализ. М. : Мир, 1980. 456 с.
  20. Лемешко Е. М. Долговременная изменчивость уровня Баренцева моря по спутниковым данным // Моря России: исследования береговой и шельфовой зон (XXVIII береговая конференция): Тезисы докладов всероссийской научной конференции, г. Севастополь, 21–25 сентября 2020 г. Севастополь : ФГБУН ФИЦ МГИ, 2020. С. 119–120. URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/morya_rossii-2020_tezisy.pdf (дата обращения: 30.05.2021).
  21. Ray R. D., Douglas B. C. Experiments in reconstructing twentieth-century sea levels // Progress in Oceanography. 2011. Vol. 91, iss. 4. P. 496–515. doi:10.1016/j.pocean.2011.07.021

Скачать статью в PDF-формате