Климатическая изменчивость термохалинной структуры вод в зоне слияния морей Уэдделла и Скоша

Ю. В. Артамонов, Е. А. Скрипалева*, Н. В. Никольский

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: sea-ant@yandex.ru

Аннотация

По данным реанализа ECMWF ORA-S5 за 1958–2023 гг. проанализирована среднемноголетняя структура вод в зоне слияния морей Уэдделла и Скоша и климатическая изменчивость характеристик ее границ. Показано, что эта зона наиболее четко выражена между о-вом Шишкова и Южно-Оркнейским шельфом. Ее северная граница (фронт моря Скоша) располагается над южным склоном хребта Южный Скоша, а южная (фронт моря Уэдделла) – южнее хребта Филипп. Оба фронта наиболее интенсивны в слое 150–500 м. В районе Южно-Оркнейского шельфа ширина зоны слияния уменьшается более чем в пять раз. Интенсивность фронтов также ослабевает в восточном направлении, восточнее Южно-Оркнейских о-вов они почти не прослеживаются. На межгодовом масштабе смещения фронта моря Скоша и фронта моря Уэдделла по широте не превышают 0.5°, при этом их интенсивность изменяется синхронно. С 1983 по 2010 г. наблюдалось понижение их интенсивности, с 1958 г. по 1982 г. и после 2010 г. – повышение. Во временны́х рядах среднегодовых аномалий значений градиентов температуры, характеризующих межгодовые изменения интенсивности фронта моря Скоша и фронта моря Уэдделла, выявлена периодичность в 4 и 6 лет. Между индексом Антарктического колебания и межгодовыми аномалиями интенсивности фронтов выявлена значимая положительная корреляция: для фронта моря Уэдделла – при фазовом сдвиге 0–3 года, для фронта моря Скоша – при фазовом сдвиге от 3 до 5 лет. Особенно четко тенденция к повышению интенсивности границ зоны слияния морей Уэдделла и Скоша при росте значений индекса Антарктического колебания проявилась в течение последних 10 лет. В этот период наблюдались высокие положительные значения этого индекса и максимальные положительные значения аномалий интенсивности фронта моря Уэдделла.

Ключевые слова

море Уэдделла, море Скоша, температура воды, соленость, вертикальная структура вод, водные массы, термохалинный фронт, пространственно-временная изменчивость, Антарктическое колебание, Южное колебание

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

Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Никольский Н. В. Климатическая изменчивость термохалинной структуры вод в зоне слияния морей Уэдделла и Скоша // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 4. С. 76–96. EDN XKZNOE.

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A. and Nikolskii, N.V., 2025. Climatic Variability of the Water Thermohaline Structure in the Weddell-Scotia Confluence. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 76–96.

Список литературы

  1. Масленников В. В. Климатические колебания и морская экосистема Антарктики. Москва : ВНИРО, 2003. 295 с. URL: http://www.atlant.vniro.ru/images/stories/foto_sobitij/sys_inspectirovania_antkom/systema_nau4nogo_nablydenija/ruk_i_spravo4naj_literatura/knigi/Klimati4eskie_kolebania.pdf (дата обращения: 23.11.2025).
  2. Зимин А. В. Использование данных спутниковой альтиметрии для мониторинга динамических процессов в море Скотия и задач промыслового прогнозирования // Исследование Земли из космоса. 2005. № 3. С. 66–72. EDN HRZZQJ.
  3. Eddies enhance biological production in the Weddell-Scotia Confluence of the Southern Ocean / M. Kahru [et al.] // Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34, iss. 14. L14603. https://doi.org/10.1029/2007GL030430
  4. Fronts and habitat zones in the Scotia Sea / H. Venables [et al.] // Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2012. Vol. 59–60. P. 14–24. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2011.08.012
  5. Thompson A. F., Youngs M. K. Surface exchange between the Weddell and Scotia Seas // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40, iss. 22. P. 5920–5925. https://doi.org/10.1002/2013GL058114
  6. Аржанова Н. В., Артамонова К. В. Гидрохимическая структура вод в районах промысла антарктического криля Euphausia superba Dana // Труды ВНИРО. Москва, 2014. Т. 152. C. 118–132. EDN TGTNWF.
  7. Siegel V., Watkins J. L. Distribution, biomass and demography of Antarctic Krill, Euphausia superba // Biology and Ecology of Antarctic Krill / Edited by V. Siegel. Springer, 2016. Vol. 1. P. 21–100. https://doi.org/10.1007/978-3-319-29279-3_2
  8. Состав популяции и транспорт молоди антарктического криля в районе бассейна Пауэлла (северо-западная часть моря Уэдделла) в январе 2020 г. / В. А. Спиридонов [и др.] // Труды ВНИРО. Москва, 2020. Т. 181. С. 33–51. EDN BZGUSV. https://doi.org/10.36038/2307-3497-2020-181-33-51
  9. Исследования экосистемы Атлантического сектора Антарктики (79-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш») / Е. Г. Морозов [и др.] // Океанология. 2020. Т. 60, № 5. С. 823–825. EDN PNJEZI. https://doi.org/10.31857/S0030157420050172
  10. Deacon G. E. R., Moorey J. A. The boundary regions between currents from the Weddell Sea and Drake Passage // Deep-Sea Research. 1975. Vol. 22, iss. 4. P. 265–268. https://doi.org/10.1016/0011-7471(75)90031-5
  11. Deacon G. E. R., Foster T. D. The boundary region between the Weddell Sea and Drake Passage currents // Deep-Sea Research. 1977. Vol. 24, iss. 6. P. 505–510. https://doi.org/10.1016/0146-6291(77)90525-2
  12. Gordon A. L., Georgi D. T., Taylor H. W. Antarctic Polar Frontal Zone in Western Scotia Sea Summer 1975 // Journal of Physical Oceanography. 1977. Vol. 7, iss. 3. P. 309–328. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1977)0070309:APFZIT2.0.CO;2
  13. Patterson S. L., Sievers H. A. The Weddell-Scotia confluence // Journal of Physical Oceanography. 1980. Vol. 10, iss. 10. P. 1584–1610. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1980)0101584:TWSC2.0.CO;2
  14. Muench R. D., Gunn J. T., Husby D. M. The Weddell-Scotia confluence in midwinter // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1990. Vol. 95, iss. C10. P. 18177–18190. https://doi.org/10.1029/JC095iC10p18177
  15. Peterson R. G., Stramma L. Upper-level circulation in the South Atlantic Ocean // Progress in Oceanography. 1991. Vol. 26, iss. 1. Р. 1–73. https://doi.org/10.1016/0079-6611(91)90006-8
  16. Weddell Sea Shelf Water in the Bransfield Strait and Weddell-Scotia Confluence / T. Whitworth [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1994. Vol. 41, iss. 4. P. 629–641. https://doi.org/10.1016/0967-0637(94)90046-9
  17. Артамонов Ю. В. Особенности гидрологической структуры Зоны слияния вод морей Уэдделла и Скотия летом южного полушария // Системы контроля окружающей среды. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2002. Вып. 4. C. 371–380.
  18. On the fate of the Antarctic Slope Front and the origin of the Weddell Front / K. J. Heywood [et al.] // Journal of Geophysical Research. 2004. Vol. 109, iss. C6. C06021. https://doi.org/10.1029/2003JC002053
  19. Вертикальная термохалинная структура, водные массы и крупномасштабные фронты Юго-Западной Атлантики и прилегающих акваторий Антарктики / Ю. В. Артамонов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2004. № 3. С. 39–52. EDN YYFZEL.
  20. Ломакин П. Д., Скрипалева Е. А. Циркуляция и структура вод юго-западной части Атлантического океана и прилегающих акваторий Антарктики. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 116 с. URL: https://www.researchgate.net/publication/294850529_Cirkulacia_i_struktura_vod_ugo-zapadnoj_casti_Atlanticeskogo_okeana_i\_prilegausih_akvatorij_Antarktiki (дата обращения: 5.08.2024)
  21. Circulation, retention, and mixing of waters within the Weddell-Scotia Confluence, Southern Ocean: The role of stratified Taylor columns / M. P. Meredith [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. Vol. 120, iss. 1. P. 547–562. https://doi.org/10.1002/2014JC010462
  22. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Никольский Н. В. Климатическая структура динамических и температурных фронтов в море Скоша и прилегающих акваториях // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 2. С. 127–150. EDN OKWWJW.
  23. Артамонов Ю. В., Ломакин П. Д., Скрипалева Е. А. Сезонная и межгодовая изменчивость характеристик Фронта моря Скотия по спутниковым измерениям температуры поверхности океана // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 1. С. 66–76. EDN YORJZZ.
  24. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Никольский Н. В. Пространственная структура и внутригодовая изменчивость фронта моря Уэдделла по данным реанализа NOAA OI SST // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 4. С. 89–102. EDN DPDKFY. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-4-89-102
  25. 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
  26. Turner J. The El Niño – Southern Oscillation and Antarctica // International Journal of Climatology. 2004. Vol. 24, iss. 1. P. 1–31. https://doi.org/10.1002/joc.965
  27. Antarctic Climate Change during the Last 50 Years / J. Turner [et al.] // International Journal of Climatology. 2005. Vol. 25, iss. 3. P. 279–294. https://doi.org/10.1002/joc.1130
  28. Gong D., Wang S. Definition of Antarctic oscillation index // Geophysical Research Letters. 1999. Vol. 26, iss. 4. P. 459–462. https://doi.org/10.1029/1999GL900003
  29. Wang G., Cai W. Climate-change impact on the 20th-century relationship between the Southern Annular Mode and global mean temperature // Scientific Reports. 2013. Vol. 3. 2039. https://doi.org/10.1038/srep02039
  30. Никольский Н. В., Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А. Межгодовая изменчивость температуры поверхности океана в полярных широтах Атлантического океана // Гидрометеорология и экология. 2023. № 71. С. 293–310. EDN QVJVQC. https://doi.org/10.33933/2713-3001-2023-71-293-310
  31. Defining Southern Ocean fronts and their influence on biological and physical processes in a changing climate / C. C. Chapman [et al.] // Nature Climate Change. 2020. Vol. 10. P. 209–219. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0705-4
  32. Lee D. Y., Petersen M. R., Lin W. The Southern Annular Mode and Southern Ocean Surface Westerly Winds in E3SM // Earth and Space Science. 2019. Vol. 6, iss. 12. P. 2624–2643. https://doi.org/10.1029/2019EA000663
  33. Signatures of the Antarctic ozone hole in Southern Hemisphere surface climate change / D. Thompson [et al.] // Nature Geoscience. 2011. Vol. 4. P. 741–749. https://doi.org/10.1038/NGEO1296
  34. Серых И. В., Сонечкин Д. М. Взаимосвязь Эль-Ниньо – Южного колебания и Южной кольцевой моды как элементов глобальной атмосферной осцилляции // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2022. Т. 67, вып. 4. С. 614–630. EDN HIMVIH. https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.404

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.