Изменчивость характеристик прикромочной ледовой зоны и поля внутренних волн у архипелага Шпицберген по спутниковым данным Sentinel-1

Т. В. Михайличенко*, Л. А. Петренко, И. Е. Козлов

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: fsbsi.mhi.tamara@yandex.ru

Аннотация

Представлены результаты наблюдений за кромкой поля дрейфующих льдов и поверхностными проявлениями короткопериодных внутренних волн по данным спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой Sentinel-1 A/B в июне – сентябре 2019 г. Проанализировано 1200 изображений спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой, на которых фиксировалось положение границы распространения льдов и было зарегистрировано 387 поверхностных проявлений короткопериодных внутренних волн. В рассматриваемый период 2019 г. максимально южное положение кромки поля дрейфующих льдов в проливе Фрама на 79° с. ш. зафиксировано 20 июня. Крайнего северного положения на 82° с. ш. граница льдов достигла 16 сентября. Сезонное уменьшение количества льда на рассматриваемой акватории происходило более интенсивно в юго-восточном секторе. Наибольшее количество поверхностных проявлений короткопериодных внутренних волн выявлено в августе – 162 пакета. Максимальные значения повторяемости короткопериодных внутренних волн за рассматриваемый период отмечались в шельфовой области к северо-западу и к югу от архипелага Шпицберген. Внутренние волны наблюдались в виде пакетов из 4–5 волн. Максимальные значения длины фронта лидирующей волны составляли 30–40 км и наблюдались к югу от архипелага Шпицберген. Преобладали короткопериодные внутренние волны с длинами фронта лидирующей волны 7–10 км. Наибольшая повторяемость отмечена у волн с шириной пакета 3–4 км. Представлены детальные карты повторяемости внутренних волн и пространственного распределения их основных параметров. Проанализирована связь изменчивости параметров внутренних волн с изменчивостью границы распространения льдов. Получено, что плотностные градиенты, возникающие при таянии льда на кромке ледового поля, оказывают влияние на генерацию и распространение короткопериодных внутренних волн. Сочетание процесса таяния льда, приливных течений и влияния донной топографии приводит к генерации крупных пакетов короткопериодных внутренних волн.

Ключевые слова

короткопериодные внутренние волны, спутниковые радиолокационные изображения, прикромочная ледовая зона, архипелаг Шпицберген, пролив Фрама

Благодарности

Исследование пространственно-временной изменчивости поля внутренних волн выполнено в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ по теме № FNNN-2021-0010, анализ пространственно-временной изменчивости прикромочной ледовой зоны и ее связи с полем внутренних волн выполнен в рамках гранта РНФ № 21-17-00278.

Для цитирования

Михайличенко Т. В., Петренко Л. А., Козлов И. Е. Изменчивость характеристик прикромочной ледовой зоны и поля внутренних волн у архипелага Шпицберген по спутниковым данным Sentinel-1 // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 2. С. 38–52.

Mikhaylichenko, T.V., Petrenko, L.A. and Kozlov, I.E., 2022. Variability of Marginal Ice Zone Characteristics and Internal Wave Field near Svalbard according to Sentinel-1 Satellite Data. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 38–52.

Список литературы

  1. Fer I., Skogseth R., Geyer F. Internal waves and mixing in the marginal ice zone near the Yermak Plateau // Journal of Physical Oceanography. 2010. Vol. 40, iss. 7. Р. 1613–1630. doi:10.1175/2010JPO4371.1
  2. Internal waves and vertical mixing in the Storfjorden Polynya, Svalbard / F. P. Jardon [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. Vol. 116, iss. C12. C12040. doi:10.1029/2010JC006918
  3. Observations of turbulent mixing and hydrography in the marginal ice zone of the Barents Sea / A. Sundfjord [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2007. Vol. 112, iss. C5. C05008. doi:10.1029/2006JC003524
  4. Свергун Е. И., Зимин А. В. Оценка повторяемости интенсивных внутренних волн в Белом и Баренцевом морях по данным экспедиционных исследований // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017. Т. 10, № 2. С. 13–19. https://doi.org/10.7868/S2073667317020022
  5. Букатов А. А., Соловей Н. М., Павленко Е. А. Свободные короткопериодные внутренние волны в арктических морях России // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 6. С. 645–658. doi:10.22449/0233-7584-2021-6-645-658
  6. Районы генерации нелинейных внутренних волн в Баренцевом, Карском и Белом морях по данным спутниковых РСА измерений / И. Е. Козлов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11, № 4. С. 338–345.
  7. Зубкова Е. В., Козлов И. Е. Характеристики поля короткопериодных внутренних волн в Чукотском море по данным спутниковых РСА-наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17, № 4. С. 221–230. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-4-221-230
  8. Marchenko A. V., Morozov E. G., Kozlov I. E. High-amplitude internal waves southeast of Spitsbergen // Continental Shelf Research. 2021. Vol. 227. 104523. https://doi.org/10.1016/j.csr.2021.104523
  9. Manley T. O., Bourke R. H., Hunkins K. L. Near-surface circulation over the Yermak Plateau in northern Fram Strait // Journal of Marine Systems. 1992. Vol. 3, iss. 1–2. Р. 107–125. https://doi.org/10.1016/0924-7963(92)90033-5
  10. Gascard J. C., Richez C., Rouault C. New insights on large-scale oceanography in Fram Strait: The West Spitsbergen Current // Arctic oceanography: marginal ice zones and continental shelves. Washington : American Geophysical Union, 1995. Chapter 4. P. 131–182. https://doi.org/10.1029/CE049p0131
  11. Circulation and transformation of Atlantic water in the Eurasian Basin and the contribution of the Fram Strait inflow branch to the Arctic Ocean heat budget / B. Rudels [et al.] // Progress in Oceanography. 2015. Vol. 132. P. 128–152. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2014.04.003
  12. Padman L., Dillon T. M. Turbulent mixing near the Yermak Plateau during the coordinated Eastern Arctic Experiment // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1991. Vol. 96, iss. C3. P. 4769–4782. doi:10.1029/90JC02260
  13. Sandven S., Johannessen O. M. High-frequency internal wave observations in the marginal ice zone // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1987. Vol. 92, iss. C7. P. 6911–6920. https://doi.org/10.1029/JC092iC07p06911
  14. Козлов И. Е., Михайличенко Т. В. Оценка фазовой скорости внутренних волн в Арктике по данным последовательных спутниковых РСА-измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 5. С. 181–192. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-5-181-192
  15. Observations of internal waves generated by an anticyclonic eddy: a case study in the ice edge region of the Greenland Sea / O. M. Johannessen [et al.] // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2019. Vol. 71, iss. 1. 1652881. doi:10.1080/16000870.2019.1652881
  16. Chunchuzov I. P., Johannessen O. M., Marmorino G. O. A possible generation mechanism for internal waves near the edge of a submesoscale eddy // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2021. Vol. 73, iss. 1. Р. 1–11. doi:10.1080/16000870.2021.1947610
  17. Иванов Ю. А., Мельников В. А., Новицкий А. Г. Обтекание неровностей дна стратифицированным потоком // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1977. T. 13, № 12. C. 1278–1286.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)