Пространственно-временная изменчивость меридиональных переносов тепла в Северной Атлантике

А.Б. Полонский, С.Б. Крашенинникова✉

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Украина

✉ e-mail: svetlanabk@mail.ru

Аннотация

Проанализирована пространственно-временная изменчивость меридиональных переносов тепла (МПТ) в Северной Атлантике. Оценен вклад различных механизмов в интегральный МПТ. Подтверждена ключевая роль дрейфовых переносов в Тропической Атлантике в формировании океанического МПТ. На основании обобщенного анализа оценок, полученных разными авторами по данным за 1870 – 2008 гг., и расчетов с использованием данных реанализа NCEP/NCAR показано, что среднемноголетний дрейфовый меридиональный перенос тепла (массы) достигает максимального значения 1,6 ± 0,1 ПВт (17,4 ± 1,5 Св) в окрестности 12,5° с. ш. в Тропической Атлантике. Вклад переносов тепла, обусловленных горизонтальной свердруповской циркуляцией, в интегральный МПТ максимален в окрестности 30º с. ш. и в среднем составляет ~ 40%. В Субтропической Атлантике МПТ изменяется с периодом ~ 50 – 70 лет. Минимального значения интегральный МПТ достигает в середине 1960-х гг., максимального – в начале 1990-х. Исходя из положения центра Азорского максимума давления, можно сделать вывод, что усиление суммарного МПТ в Субтропической Атлантике на этих временных масштабах сопровождается смещением центра Северного Субтропического антициклонического круговорота к юго-западу.

Для цитирования

Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Пространственно-временная изменчивость меридиональных переносов тепла в Северной Атлантике // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 6. С. 24-41. EDN TOERZF.

Polonsky, A.B. and Krasheninnikova, S.B., 2010. Space-and-time variability of the meridional heat transport in the North Atlantic. Physical Oceanography, 20(6), pp. 419–434. doi:10.1007/s11110-011-9096-4

Список литературы

  1. Полонский А.Б. Роль океана в изменениях климата. – Киев: Наук. думка, 2008. – 184 с.
  2. Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Меридиональный перенос тепла в Северной Атлантике и тенденции его изменений // Морской гидрофизический журнал. – 2007. – № 1. – С. 46 – 52.
  3. Bryden H.L., Longworth H.R., Cunningham S.A. Slowing of the Atlantic meridional overturning circulation at 25ºN // Nature. – 2005. – 438. – P. 655 – 657.
  4. Josey S.A., Kent E.C., Taylor P.K. Wind stress forcing of the ocean in the SOC climatology: Comparisons with the NCEP/NCAR, ECMWF, UWM/COADS, and Hellerman and Rosenstein datasets // J. Phys. Oceanogr. – 2002. – 32, № 7. – P. 1993 – 2019.
  5. Harrison D.E. On climatological monthly mean wind stress and wind stress curl fields over the World Ocean // J. Climate. – 1989. – 2, № 1. – P. 57 – 70.
  6. Полонский А.Б., Воскресенская Е.Н. Низкочастотная изменчивость меридиональных дрейфовых переносов в Северной Атлантике // Метеорология и гидрология. – 1996. – № 7. – C. 89 – 100.
  7. Гандин Л.С., Лайтман Д.Л., Матвеев Л.Т., Юдин М.И. Основы динамической метеорологии. – Л.: Гидрометеоиздат,1995. – C. 388 – 402.
  8. Джиганшин Г.Ф., Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Влияние межгодовой изменчивости поля ветра в субтропическом круговороте на расходы Гольфстрима // Системы контроля окружающей среды. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2006. – С. 296 – 299.
  9. Баев С.А., Булгаков Н.П., Полонский А.Б. Сезонная и межгодовая изменчивость дрейфового переноса массы и тепла в Северной Атлантике (низкие широты) // Морской гидрофизический журнал. – 1988. – № 6. – С. 29 – 35.
  10. Гулев С.К., Лаппо С.С., Тихонов В.А. Межгодовая динамика интегральных характеристик теплового взаимодействия Северной Атлантики с атмосферой // Изв. АН СССР. ФАО. – 1988. – 24, № 8. – С. 861 – 872.
  11. Adamec D., Rienecker M.M., Vukovich J.M. The time-varying characteristics of the meridional Ekman heat transport for the World Ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1993. – 23, № 12. – P. 2704 – 2716.
  12. Boning C.W., Doscher R., Isemer H.-J. Monthly mean wind stress and Sverdrup transports in the North Atlantic: A comparison of Hellerman – Rosenstein and Isemer – Hasse сlimatologies // Ibid. – 1991. – 21, № 2. – P. 221 – 235.
  13. Bunker A.F. Computation of surface energy flux and annual air – sea interaction cycles of the North Atlantic ocean // Month. Wea. Rev. – 1976. – 104, № 9. – P. 1122 – 1140.
  14. Chereskin T.K., Roemmich D. A comparison of measured and wind-derived Ekman transport at 11º N in the Atlantic Ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1991. – 21, № 6. – P. 869 – 878.
  15. Fillenbaum E.R., Lee T.N., Jouhns W.E. et al. Meridional heat transport variability at 26.5ºN in the North Atlantic // Ibid. – 1997. – 27, № 1. – P. 153 – 174.
  16. Hall M.M., Bryden H.L. Direct estimates and mechanisms of ocean heat transport // Deep-Sea Res. – 1982. – 29, № 3A. – P. 339 – 359.
  17. Hellerman S. An updated estimate of the wind stress on the World Ocean // Month. Wea. Rev. – 1967. – 95, № 9. – С.607 – 626.
  18. Hellerman S., Rosenshtain M. Normal monthly wind stress over the World Ocean with error estimates // J. Phys. Oceanogr. – 1983. – 13, № 4. – P. 1093 – 1104.
  19. Kraus E.B., Levitus S. Annual heat flux variations across the tropic circles // Ibid. – 1986. – 16, № 8. – P. 1479 – 1487.
  20. Leetmaa A., Bunker A.F. Updated charts of the mean annual wind stress convergences in the Ekman layers and Sverdrup transport in the North Atlantic // J. Mar. Res. – 1978. – 36, № 3. – P. 311 – 322.
  21. Levitus S. Meridional Ekman heat fluxes for the World Ocean and individual ocean basins // J. Phys. Oceanogr. – 1987. – 17, № 9. – P. 1484 – 1492.
  22. Macdonald A.M., Wunsch C. An estimate of global ocean circulation and heat fluxes // Nature. – 1996. – 382. – P. 436 – 439.
  23. Molinari R.L., Johns E., Festa J.F. The annual cycle of meridional heat flux in the Atlantic Ocean at 26.5ºN // J. Phys. Oceanogr. – 1990. – 20, № 3. – P. 476 – 482.
  24. Rago T.A., Rossby T.H. Heat transport into the North Atlantic Ocean of 32ºN latitude // Ibid. – 1987. – 17, № 7. – P. 854 – 871.
  25. Roemmich D. The balance of geostrophic and Ekman transports in the tropical Atlantic Ocean // Ibid. – 1983. – 13, № 8. – P. 1534 – 1539.
  26. Roemmich D., Wunsch C. Two transatlantic sections: meridional circulation and heat flux in the subtropical North Atlantic Ocean // Deep-Sea Res. – 1985. – 32, № 6. – P. 619 – 664.
  27. Sato O.T., Polito P.S. Comparison of the global meridional Ekman heat flux estimated from four wind sources // J. Phys. Oceanogr. – 2005. – 35, № 1. – P. 94 – 108.
  28. Sato O.T., Rossby T.H. Seasonal and low-frequency variability of the meridional heat flux at 36º N in the North Atlantic // Ibid. – 2000. – 30, № 3. – P. 606 – 621.
  29. Talley L.D. Shallow, intermediate and deep overturning components of the global heat budget // Ibid. – 2003. – 33, № 3. – P. 530 – 560.
  30. Trenberth K.E., Caron J.M. Estimates of meridional atmosphere and ocean heat transports // J. Clim. – 2001.– 14, № 16. – P. 3433 – 3443.
  31. Trenberth K.E., Large W.G., Olson J.G. The mean annual cycle in global ocean wind stress // J. Phys. Oceanogr. – 1990. – 20, № 11. – P. 1742 – 1760.
  32. Townsend T.L., Hurlburt H.E., Hogan P.J. Modeled Sverdrup flow in the North Atlantic from 11 different wind stress climatologies // Dyn. Atmos. Ocean. – 2000. – 32, № 3 – 4. – P. 373 – 417.
  33. Budyko M.I. Atlas of the Heat Balance of Earth. – Moscow: Glob. Geofiz. Observ., 1963. – 69 p.
  34. Haar T.H.V., Oort A.H. New estimate of annual poleward energy transport by Northern hemisphere oceans // J. Phys. Oceanogr. – 1973. – 3, № 2. – P. 169 – 172.
  35. Lamb P.T. Bunker A.F. The annual march of heat budget of the north and tropical Atlantic Ocean // Ibid. – 1982. – 12, № 12. – P. 1388 – 1410.
  36. Oort A.H., Haar T.H.V. On the observed annual cycle in the ocean – atmosphere heat balance over the Northern hemisphere // Ibid. – 1976. – 6, № 6. – P. 781 – 800.
  37. Тимофеев Н.А., Юровский А.В. Радиационные, теплои водобалансовые режимы океанов. Климат и изменчивость. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. – 256 с.
  38. Hastenrath S. Heat budget of ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1980. – 10, № 2. – P. 159 – 170.
  39. Hastenrath S. On meridional heat transport in the World Ocean // Ibid. – 1982. – 12, № 8. – P. 922 – 927.
  40. Hsuing J. Estimates of global oceanic meridional heat transport // Ibid. – 1985. – 15, № 11. – P. 1405 – 1413.
  41. Дунец А.А., Климок В.И., Полонский А.Б. Баланс массы и переносы тепла в Экваториальной Атлантике // Морской гидрофизический журнал. – 1991. – № 1. – С. 22 – 29.
  42. Krauss W. The North Atlantic Current // J. Geophys. Res. – 1986. – 91, № С4. – P. 5061 – 5074.
  43. Köhl A., Stammer D. Variability of the meridional overturning in the North Atlantic from the 50-year GECCO state estimation // J. Phys. Oceanogr. – 2008. – 38, № 9. – P. 1913 – 1930.
  44. Саркисян А.С. Сорок лет открытию роли совместного эффекта бароклинности и рельефа дна в моделировании климатических характеристик океана // Изв. РАН. ФАО. – 2006. – 42, № 5. – С. 582 – 603.
  45. Полонский А.Б. Действительно ли наблюдается потепление промежуточных вод субтропического круговорота в Северной Атлантике? // Морской гидрофизический журнал. – 2000. – № 6. – С. 76 – 81.
  46. Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Низкочастотная изменчивость дрейфовых и интегральных меридиональных переносов тепла в Северной Атлантике // Метеорология, климатология и гидрология. – 2008. – Вып. 50, ч. 2. – C. 196 – 201.
  47. Сизов А.А. О крупномасштабной изменчивости циркуляции и теплового состояния атмосферы и океана в Северной Атлантике // Морской гидрофизический журнал. – 1991. – № 5. – С. 22 – 26.

Скачать статью в PDF-формате