Межгодовая изменчивость режимов циркуляции вод Северного Ледовитого океана

Е. Е. Лемешко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

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

Аннотация

Статья посвящена изучению межгодовой изменчивости режимов циркуляции вод Северного Ледовитого океана по данным альтиметрии для области от 65○ до 89.75○ с. ш., включая область океана, покрытую льдом. Цель работы заключается в исследовании изменчивости уровня океана и скоростей поверхностных геострофических течений в зависимости от величины индекса арктической осцилляции, а также в установлении количественных закономерностей между ними. Дополнительно рассмотрено влияние различных режимов циркуляции океана и величины индекса арктической осцилляции на изменчивость стерического уровня как индикатора процессов распреснения/осолонения в полярной области севернее 81.5° с. ш. Стерическая компонента уровня рассчитывалась как разница между динамической топографией по данным альтиметрии и данными GRACE о манометрической компоненте уровня. На межгодовом масштабе временнόй изменчивости отклик уровня моря, осредненного по Северному Ледовитому океану, находится в противофазе с индексом арктической осцилляции. На основе метода множественной регрессии получены количественные оценки зависимости уровня моря и компонент геострофической скорости от величины индекса арктической осцилляции. Перепад уровня между шельфом и более глубоководной частью океана составил ~ 4 см на 1 единицу индекса арктической осцилляции. Разница между областями положительных и отрицательных значений аномалий уровня моря создает градиент давления, что приводит к увеличению аномалий поверхностных геострофических скоростей и усиливает поступление атлантических вод вдоль кромки шельфа в восточном направлении при циклоническом режиме (индекс арктической осцилляции больше нуля). При антициклоническом режиме циркуляции атмосферы (индекс меньше нуля) эффект становится противоположным. С этим согласуются оценки коэффициентов линейной регрессии для аномалий скорости геострофических течений, которые составили ~ 0.5 см/с на 1 единицу индекса. На основании полученных результатов предложена концептуальная схема режимов циркуляции и распространения распресненных вод в зависимости от фазы арктической осцилляции.

Ключевые слова

Северный Ледовитый океан, альтиметрия, стерический уровень, арктическая осцилляция, режимы циркуляции океана, GRACE

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-35-90061.

Для цитирования

Лемешко Е. Е. Межгодовая изменчивость режимов циркуляции вод Северного Ледовитого океана // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 1. С. 48–64. EDN TYGZLF.

Lemeshko, E.E., 2023. Interannual Variability of Water Circulation Regimes in the Arctic Ocean. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 48–64.

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. doi:10.30758/0555-2648-2020-66-3-246-266
  2. 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. doi:10.1029/2018GL078386
  3. 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
  4. Pnyushkov A. V., Alekseev G. V., Smirnov A. V. On the interplay between freshwater content and hydrographic conditions in the Arctic Ocean in the 1990s–2010s // Journal of Marine Science and Engineering. 2022. Vol. 10, iss. 3. 401. doi:10.3390/jmse10030401
  5. Analysis of the Beaufort Gyre freshwater content in 2003–2018 / A. Proshutinsky [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124, iss. 12. P. 9658–9689. doi:10.1029/2019JC015281
  6. Arctic Sea level budget assessment during the GRACE/Argo time period / R. P. Raj [et al.] // Remote Sensing. 2020. Vol. 12, iss. 17. 2837. doi:10.3390/rs12172837
  7. 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. doi:10.1098/rsta.2014.0160
  8. Белокопытов В. Н. Факторы, снижающие эффективность работы систем оперативных океанографических прогнозов в арктическом бассейне // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 2. С. 21–27. EDN XTCKVN. doi:10.22449/0233-7584-2017-2-21-27
  9. 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
  10. Sea surface height anomaly and geostrophic current velocity from altimetry measurements over the Arctic Ocean (2011–2020) / F. Doglioni [et al.] // Earth System Science Data. 2023. Vol. 15, iss. 1. P. 225–263. https://doi.org/10.5194/essd-15-225-2023
  11. Arctic Ocean surface geostrophic circulation 2003–2014 / T. W. K. Armitage [et al.] // The Cryosphere. 2017. Vol. 11, iss. 4. Р. 1767–1780. doi:10.5194/tc-11-1767-2017
  12. Volkov D. L., Landerer F. W. Nonseasonal fluctuations of the Arctic Ocean mass observed by the GRACE satellites // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2013. Vol. 118, iss. 12. Р. 6451–6460. doi:10.1002/2013JC009341
  13. Arctic ocean circulation patterns revealed by GRACE / C. Peralta-Ferriz [et al.] // Journal of Climate. 2014. Vol. 27, iss. 4. P. 1445–1468. doi:10.1175/JCLI-D-13-00013.1
  14. The cyclonic mode of Arctic Ocean circulation / J. Morison [et al.] // Journal of Physical Oceanography. 2021. Vol. 51, iss. 4. P. 1053–1075. doi:10.1175/JPO-D-20-0190.1
  15. Себер Д. A. Ф. Линейный регрессионный анализ. Мoсква : Мир, 1980. 456 с.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.