Фронтальные зоны как границы областей с разным диапазоном сезонной изменчивости поверхностной температуры воды в Северной Атлантике

И. Г. Шокурова*, Н. В. Никольский, Е. Д. Чернышова

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: igshokurova@mail.ru

Аннотация

Анализируется положение среднемноголетних океанических температурных фронтальных зон в сравнении с пространственным распределением амплитуды сезонной изменчивости температуры воды и градиентов амплитуды в Северной Атлантике. Рассматривается изменение амплитуды сезонного хода температуры воды вдоль меридиональных поверхностных разрезов через фронт Гольфстрима, Субтропический и Арктический фронты. Используются данные о потенциальной температуре воды на глубине 0.5 м океанического реанализа ORAS5 (1958–2021 гг.). Положение фронтальных зон определяется на основе расчета горизонтальных градиентов температуры воды. Амплитуда сезонной изменчивости температуры воды вычисляется как половина разницы между максимальной и минимальной температурой в климатическом годовом ходе. Отмечается, что высокие значения амплитуды сезонного хода температуры воды наблюдаются в средних широтах, уменьшаясь в северном и южном направлениях. В экваториальной зоне, в Тропической Атлантике и в Арктике диапазон сезонной изменчивости температуры воды минимальный. Получено, что протяженные области, на которых происходит резкое изменение амплитуды сезонного хода температуры воды, совпадают с положением температурных фронтальных зон. Коэффициент корреляции между пространственным распределением градиентов поверхностной температуры воды и градиентов амплитуды ее сезонного хода равен 0.93. Фронт Гольфстрима, граничащий с водами Лабрадорского течения, разделяет области с наибольшей разницей в сезонной изменчивости температуры воды. Различие амплитуд сезонного хода температуры воды в областях, расположенных с двух сторон фронта Гольфстрима, Субтропического и Арктического фронтов, в основном обусловливается зимней разницей температуры. Полученные результаты показывают, что фронтальные зоны в океане разделяют области не только с разными термохалинными характеристиками, но и с разной амплитудой сезонной изменчивости поверхностной температуры воды.

Ключевые слова

температура воды, фронтальные зоны, амплитуда годового хода температуры воды, градиент температуры, сезонная изменчивость, Северная Атлантика

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан-атмосфера, формирующих изменчивость физического состояния морской среды на различных пространственно-временных масштабах».

Для цитирования

Шокурова И. Г., Никольский Н. В., Чернышова Е. Д. Фронтальные зоны как границы областей с разным диапазоном сезонной изменчивости поверхностной температуры воды в Северной Атлантике // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 2. С. 6–18. EDN AEMNOT.

Shokurova, I.G., Nikolsky, N.V. and Chernyshova, E.D., 2025. Frontal Zones as Boundaries of Areas with Different Range of Sea Surface Temperature Seasonal Variability in the North Atlantic. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 6–18.

Список литературы

  1. Федоров К. Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
  2. Belkin I. M., Cornillon P. C., Sherman K. Fronts in large marine ecosystems // Progress in Oceanography. 2009. Vol. 81, iss. 1–4. P. 223–236. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2009.04.015
  3. Oceanic fronts and jets around Japan: a review / S. Kida [et al.] // Journal of Oceanography. 2015. Vol. 71. P. 469–497. https://doi.org/10.1007/s10872-015-0283-7
  4. Life on the edge: marine life and fronts / D. B. Olson [et al.] // Oceanography. 1994. Vol. 7, no. 2. P. 52–60. https://doi.org/10.5670/oceanog.1994.03
  5. Bakun A. Fronts and eddies as key structures in the habitat of marine fish larvae: opportunity, adaptive response and competitive advantage // Scientia Marina. 2006. Vol. 70, suppl. 2. P. 105–122. https://doi.org/10.3989/scimar.2006.70s2105
  6. Taylor J. R., Ferrari R. Ocean fronts trigger high latitude phytoplankton blooms // Geophysical Research Letters. 2011. Vol. 38, iss. 23. L23601. https://doi.org/10.1029/2011GL049312
  7. On the Front Line: frontal zones as priority at‐sea conservation areas for mobile marine vertebrates / K. L. Scales [et al.] // Journal of Applied Ecology. 2014. Vol. 51, iss. 6. P. 1575–1583. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12330
  8. Satellite data reveal earlier and stronger phytoplankton blooms over fronts in the Gulf Stream region / C. Haëck [et al.] // Biogeosciences. 2023. Vol. 20, iss. 9. P. 1741–1758. https://doi.org/10.5194/bg-20-1741-2023
  9. Global trends of fronts and chlorophyll in a warming ocean / K. Yang [et al.] // Communications Earth & Environment. 2023. Vol. 4. 489. https://doi.org/10.1038/s43247-023-01160-2
  10. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А. Структура и сезонная изменчивость крупномасштабных фронтов Атлантического океана по спутниковым данным // Исследование Земли из космоса. 2005. № 4. С. 62–75. EDN HRZZTV.
  11. Ullman D. S., Cornillon P. C., Shan Z. On the characteristics of subtropical fronts in the North Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2007. Vol. 112, iss. C1. C01010. https://doi.org/10.1029/2006JC003601
  12. Kazmin A. S. Variability of the climatic oceanic frontal zones and its connection with the large-scale atmospheric forcing // Progress in Oceanography. 2017. Vol. 154. P. 38–48. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2017.04.012
  13. Шокурова И. Г., Никольский Н. В., Чернышова Е. Д. Сезонная изменчивость горизонтальных градиентов в крупномасштабных термохалинных фронтальных зонах в Северной Атлантике // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 2. С. 23–38. EDN MWVISQ.
  14. Kostianoy A. G., Nihoul J. C. J. Frontal Zones in the Norwegian, Greenland, Barents and Bering Seas // Influence of Climate Change on the Changing Arctic and Sub-Arctic Conditions. Dordrecht : Springer Netherlands, 2009. P. 171–190. (NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security).
  15. The Arctic Front and its variability in the Norwegian Sea / R. P. Raj [et al.] // Ocean Science. 2019. Vol. 15, iss. 6. P. 1729–1744. https://doi.org/10.5194/os-15-1729-2019
  16. Ахтямова А. Ф., Травкин В. С. Исследование фронтальных зон Норвежского моря // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 1. С. 67–83. EDN IHBIQE. https://doi.org/10.29039/0233-7584-2023-1-67-83
  17. Umoh J. U., Thompson K. R. Surface heat flux, horizontal advection, and the seasonal evolution of water temperature on the Scotian Shelf // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1994. Vol. 99, iss. C10. P. 20403–20416. https://doi.org/10.1029/94JC01620
  18. Yashayaev I. M., Zveryaev I. I. Climate of the seasonal cycle in the North Pacific and the North Atlantic oceans // International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society. 2001. Vol. 21, iss. 4. P. 401–417. https://doi.org/10.1002/joc.585
  19. The ECMWF operational ensemble reanalysis-analysis system for ocean and sea ice: a description of the system and assessment / H. Zuo [et al.] // Ocean Science. 2019. Vol. 15, iss. 3. P. 779–808. https://doi.org/10.5194/os-15-779-2019
  20. Volkov D. L., Belonenko T. V., Foux V. R. Puzzling over the dynamics of the Lofoten Basin‐a sub‐Arctic hot spot of ocean variability // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40, iss. 4. P. 738–743. https://doi.org/10.1002/grl.50126
  21. Walczowski W. Frontal structures in the West Spitsbergen Current margins // Ocean Science. 2013. Vol. 9, iss. 6. P. 957–975. https://doi.org/10.5194/os-9-957-2013
  22. Dong S., Kelly K. A. Heat budget in the Gulf Stream region: The importance of heat storage and advection // Journal of Physical Oceanography. 2004. Vol. 34, iss. 5. P. 1214–1231.
  23. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated / M. Kottek [et al.] // Meteorologische Zeitschrift. 2006. Vol. 15, no. 3. P. 259–263. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0130
  24. Major nutrients and dissolved oxygen as indicators of the frontal zones in the Atlantic sector of the Southern Ocean / E. Dafner [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C7. 3227. https://doi.org/10.1029/1999JC000288
  25. Børsheim K. Y., Milutinović S., Drinkwater K. F. TOC and satellite-sensed chlorophyll and primary production at the Arctic Front in the Nordic Seas // Journal of Marine Systems. 2014. Vol. 139. P. 373–382. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2014.07.012
  26. Ecological processes at marine fronts: oases in the ocean / E. M. Acha [et al.]. Cham : Springer, 2015. 68 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-15479-4
  27. Qu B., Gabric A. J. The multi-year comparisons of chlorophyll and sea ice in Greenland Sea and Barents Sea and their relationships with the North Atlantic Oscillation // Journal of Marine Systems. 2022. Vol. 231. 103749. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2022.103749
  28. Evaluating the role of fronts in habitat overlaps between cold and warm water species in the western North Pacific: A proof of concept / R. M. Mugo [et al.] // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2014. Vol. 107. P. 29–39. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2013.11.005

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.