Оценка изменчивости стерического уровня Черного моря: новые подходы и перспективы использования спутниковой информации

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

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: victory.novitskaya@mhi-ras.ru

Аннотация

На основе спутниковых альтиметрических и гравиметрических данных реконструирован временной ряд стерических колебаний уровня, осредненных по акватории Черного моря за 2002–2016 гг. Стерические колебания уровня моря рассчитывались как разница между общим уровнем, измеряемым альтиметрами, и манометрической (баристатической) составляющей, определяемой по гравиметрическим измерениям GRACE. Получено хорошее соответствие реконструированной стерической компоненты уровня моря оценкам, полученным по архивным гидрологическим данным и данным буев Арго. Максимумы размаха сезонного хода стерической составляющей уровня отмечаются в районах с максимальными сезонными вертикальными смещениями основного пикноклина. Получены оценки сезонного цикла стерического уровня с размахом колебаний до 12 см, минимум отмечается в зимний период (март), максимум – в летний период (август). Кроме того, выявлено хорошее соответствие сезонного хода манометрической компоненты уровня и пресноводного баланса Черного моря, рассчитанного по климатическим гидрометеорологическим данным. Оценка коэффициента линейного тренда реконструированных стерических колебаний составила –0.6 ± 0.2 см/год. Это свидетельствует о том, что, несмотря на положительный тренд температуры воды в основном пикноклине и распреснение поверхностного слоя, вклад современного роста солености во всех слоях моря в изменения плотности воды в Черном море в целом преобладает.

Ключевые слова

Черное море, стерический уровень, манометрический уровень, водный баланс, альтиметрия, гравиметрия, GRACE, климат

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по темам FNNN-2021-0005, FNNN-2021-0002. Авторы благодарят GSFC за предоставление данных GRACE RL06 и Службу мониторинга морской среды Copernicus за данные альтиметрии.

Для цитирования

Новицкая В. П., Лемешко Е. М., Белокопытов В. Н. Оценка изменчивости стерического уровня Черного моря: новые подходы и перспективы использования спутниковой информации // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 3. EDN YVYIIC. С. 6–21.

Novitskaya, V.P., Lemeshko, E.M. and Belokopytov, V.N., 2023. Assessment of the Black Sea Steric Level Variability: New Approaches and Prospects for the Use of Satellite Information. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 6–21.

Список литературы

  1. Малинин В. Н., Гордеева С. М., Шевчук О. И. Изменения уровня Мирового океана в текущем столетии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 5. С. 9–22. EDN KSAOIW. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-5-9-22
  2. Concepts and terminology for sea level: mean, variability and change, both local and global / J. M. Gregory [et al.] // Surveys in Geophysics. 2019. Vol. 40. P. 1251–1289. doi:10.1007/s10712-019-09525-z
  3. Ponte R. M. A preliminary model study of the larger-scale seasonal cycle in bottom pressure over the global ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999. Vol. 104, iss. C1. P. 1289–1300. doi:10.1029/1998JC900028
  4. Архипкин В. С., Бережной В. Ю. Стерические колебания уровня Черного моря // Океанология. 1995. Т. 35, № 6. С. 809–816.
  5. Stanev E. V., Peneva E., Chtirkova B. Climate change and regional ocean water mass disappearance: Case of the Black Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124, iss. 7. P. 4803–4819. doi:10.1029/2019JC015076
  6. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрофизических полей Черного моря, восстановленных на основе реанализа за период 1971–1993 гг. / В. В. Кныш [и др.] // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47, № 3. С. 433–446. EDN NWCJDF.
  7. Полонский А. Б., Шокурова И. Г., Белокопытов В. Н. Десятилетняя изменчивость температуры и солености в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2013. № 6. С. 27–41. EDN TGIIVN.
  8. Black Sea thermohaline properties: Long-term trends and variations / S. Miladinova [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. Vol. 122, iss. 7. P. 5624– 5644. doi:10.1002/2016JC012644
  9. Белокопытов В. Н. Ретроспективный анализ термохалинных полей Черного моря на основе методов эмпирических ортогональных функций // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 5. С. 412–421. doi:10.22449/0233-7584-2018-5-412-421
  10. Accurate polynomial expressions for the density and specific volume of seawater using the TEOS-10 standard / F. Roquet [et al.] // Ocean Modelling. 2015. Vol. 90. P. 29–43. doi:10.1016/j.ocemod.2015.04.002
  11. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 4 : Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. А. И. Симонова, Э. Н. Альтмана. СанктПетербург : Гидрометеоиздат, 1991. 429 c.
  12. Avsar N. B., Jin S., Kutoglu S. H. Recent sea level changes in the Black Sea from satellite gravity and altimeter measurements // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2018. Vol. XLII-3/W4. P. 83–85. doi:10.5194/isprs-archives-XLII-3-W4-83-2018
  13. 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
  14. Volkov D. L., Landerer F. W. Internal and external forcing of sea level variability in the Black Sea // Climate Dynamics. 2015. Vol. 45, iss. 9–10. P. 2633–2646. doi:10.1007/s00382-015-2498-0
  15. Loomis B. D., Luthcke S. B., Sabaka T. J. Regularization and error characterization of GRACE mascons // Journal of Geodesy. 2019. Vol. 93, iss. 9. P. 1381–1398. doi:10.1007/s00190-019-01252-y
  16. Water mass variation in the Mediterranean and Black Seas / L. Fenoglio-Marc [et al.] // Journal of Geodynamics. 2012. Vol. 59–60. P. 168–182. doi:10.1016/j.jog.2012.04.001
  17. Подымов О. И., Зацепин А. Г., Очередник В. В. Рост солености и температуры в деятельном слое северо-восточной части Черного моря с 2010 по 2020 год // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 3. С. 279–287. EDN GVAYYQ. doi:10.22449/0233-7584-2021-3-279-287

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)