Изменчивость вертикальной структуры течений в западной части Субтропической Атлантики и меридиональный перенос тепла

А.Б. Полонский✉, С.Б. Крашенинникова

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: apolonsky5@mail.ru

Аннотация

На основании инструментальных данных WOCE (1988 – 1993 гг.) и RAPID (2004 – 2006 гг.) проанализированы сезонная и синоптическая изменчивость вертикальной структуры течений в западной части Северного субтропического антициклонического круговорота (ССАК) и определен вклад этой изменчивости в формирование меридионального переноса тепла. Максимум годовой гармоники сезонного цикла наблюдается летом – осенью, минимум – зимой – весной. Выявлено наличие вторичных максимумов в конце весны и середине осени. На суперпозицию годовой и полугодовой гармоник приходится ~40% суммарной изменчивости поля течений. Синоптические флуктуации с периодами 3 – 30 и 51 – 135 сут обусловливают существенную часть (до 50 – 60%) изменчивости гидротермодинамических параметров в верхнем и промежуточном слоях. Доля изменчивости с периодом 31 – 50 сут не превышает 10% суммарной дисперсии. Влияние вихревых переносов синоптического масштаба на меридиональную термохалинную циркуляцию и связанный с ней меридиональный перенос тепла наиболее существенно в термоклине. Вклад синоптических вихрей в интегральный перенос тепла в западной части ССАК (в окрестности 26° с. ш.) с учетом сезонных вариаций, оцененный по инструментальным данным RAPID, составляет не более 5%.

Ключевые слова

сезонная и синоптическая изменчивость течений, меридиональный перенос тепла, инструментальные данные RAPID, WOCE, Субтропическая Атлантика

Для цитирования

Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Изменчивость вертикальной структуры течений в западной части Субтропической Атлантики и меридиональный перенос тепла // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 3. С. 37-52. EDN VDUWEJ. doi:10.22449/0233-7584-2015-3-37-52

Polonsky, A.B. and Krasheninnikova, S.B., 2015. Variability of the currents’ vertical structure in the western Subtropical Atlantic and meridian heat transport. Physical Oceanography, (3), pp. 35-49. doi:10.22449/1573-160X-2015-3-35-49

DOI

10.22449/0233-7584-2015-3-37-52

Список литературы

  1. Полонский А.Б. Роль океана в изменениях климата. – Киев: Наук. думка, 2008. – 184 c.
  2. Hastenrath S. Heat budget of ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1980. – 10, № 2. – P. 159 – 170.
  3. Bryden H.L., Johns W.E., Saunders P.M. Deep Western Boundary Current east off Abaco: Mean structure and transport // J. Mar. Res. – 2005. – 53, № 1. – P. 35 – 57.
  4. Cunningham S.A., Kanzow T., Rayner D. Temporal variability of the Atlantic meridional overturning circulation at 25.5°N // Science. – 2007. – 317. – P. 935 – 938.
  5. Lee T.N., Johns W.E., Zantop R.J. et al. Moored observations of Western Boundary Current variability and termohaline circulation at 26.5° N in the Subtropical North Atlantic // J. Phys. Oceanogr. – 1996. – 26. – P. 962 – 983.
  6. Baehr J., Hirschi J., Beismann J.-O. et al. Monitoring the meridional overturning circulation in the North Atlantic: A model-based array design study // J. Mar. Res. – 2004. – 62. – P. 283 – 312.
  7. Гидрофизика Тропической Атлантики. – Киев: Наук. думка, 1993. – С. 35 – 48.
  8. Kanzow T., Cunningham S.A., Johns W.E. et al. Seasonal variability of the Atlantic meridional overturning circulation at 26.5°N // J. Climate. – 2010. – 23. – P. 5678 – 5698.
  9. Michael A., Scott A. Surface flux variability over the North Pacific and North Atlantic oceans // Ibid. – 1997. – 10. – P. 2963 – 2978.
  10. Полонский А.Б. Горизонтально-неоднородный деятельный слой океана и его моделирование. – Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1989. – 233 c.
  11. Jayne S.R., Marotzke J. The oceanic eddy heat transport // J. Phys. Oceanogr. – 2002. – 32. – P. 3328 – 3345.
  12. Lozier M.S. Deconstructing the Conveyor Belt // Science. – 2010. – 238. – P. 1507 – 1511.
  13. Johns W.E., Baringer M.O., Beal L.M. et al. Continuous, array-based estimates of Atlantic ocean heat transport at 26.5°N // J. Climate. – 2011. – 24. – P. 2429 – 2449.
  14. Hall M.M., Bryden H.L. Direct estimates and mechanisms of ocean heat transport // Deep-Sea Res. – 1982. – 29, № 3A. – P. 339 – 359.
  15. Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Оценка океанического меридионального переноса тепла в Субтропической Атлантике // Морской гидрофизический журнал. – 2006. – № 1. – C. 3 – 15.
  16. Johns W.E., Beal L.M., Baringer M.O. et al. Variability of Shallow and Deep Western Boundary Currents off the Bahamas during 2004–05: Results from the 26° N RAPID–MOC array // J. Phys. Oceanogr. – 2008. – 38, № 4. – P. 605 – 622.
  17. Meinen C.S., Garzoli S.L., Johns W.E. et al. Transport variability of the Deep Western Boundary Current and the Antilles Current off Abaco Island, Bahamas // Deep-Sea Res. – 2004. – P.I, 51, № 1. – P. 1397 – 1415.
  18. Meinen C.S., Baringer M.O., Garcia R.F. Florida Current transport variability: An analysis of annual and longer period signals // Ibid. – 2010. – P.I, 57. – P. 835 – 846.
  19. Джиганшин Г.Ф., Крашенинникова С.Б., Полонский А.Б. Низкочастотная изменчивость Флоридского течения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2009. – Вып. 19. – C. 415 – 422.
  20. Карлин Л.Н., Малинин В.Н., Гордеева С.М. Изменчивость гидрофизических характеристик в Гольфстриме // Океанология. – 2013. – 53, № 4. – С. 454 – 462.
  21. Fu L.-L., Keffer T., Niller P.P. et al. Observations of mesoscale variability in the western North Atlantic: A comparative study // J. Mar. Res. – 1982. – 40, № 3. – Р. 809 – 849.
  22. Fillenbaum E.R., Lee T.N., Johns W.E. et al. Meridional heat transport variability at 26.5°N in the North Atlantic // J. Phys. Oceanogr. – 1997. – 27. – P. 153 – 174.
  23. Freeland H.J., Rhines P.B., Rossby H.T. Statistical observations of the trajectories of neutrally buoyant floats in the North Atlantic // J. Mar. Res. – 1975. – 33. – P. 383 – 404.
  24. Olson D.B., Schott F.A., Zantopp R.J. et al. The mean circulation east of the Bahamas as determined from a recent measurement program and historical XBT data // J. Phys. Oceanogr. – 1984. – 14. – P. 1470 – 1487.
  25. Riser S.C., Rossby H.T. Quasi-lagrangian structure and variability of the subtropical western North Atlantic circulation // J. Mar. Res. – 1983. – 41. – P. 127 – 162.
  26. Коротаев Г.К. Теоретическое моделирование синоптической изменчивости океана. – Киев: Наук. думка, 1988. – 160 с.
  27. Metadata Report for L:\users\bodc\requests\rn88004\rn88004.
  28. WOCE Global Data. Version 3.0 2002. WOCE International Project Office // WOCE Report No.180/02. – Southampton, UK.
  29. Полонский А.Б., Крашенинникова С.Б. Меридиональный перенос тепла в Северной Атлантике и тенденции его изменений во второй половине XX века // Морской гидрофизический журнал. – 2007. – № 1. – С. 45 – 59.
  30. Gunn J.T., Watt D.R. On the currents and water masses north of the Antilles/Bahamas Arc // J. Mar. Res. – 1982. – 40. – P. 1 – 48.
  31. Wüst G. Florida аnd Antillean strom. – Berlin U., Institut für Meereskunde, Veröff. N. F., A. Geogr.-naturwiss, Reihe, Heft 12. – 1924. – 48 p.
  32. Чепурин Г.А. Влияние вертикального сдвига средних скоростей течений на характеристики синоптической изменчивости в океане // Дис. … к-та физ.-мат. наук. – Севастополь: МГИ АН УССР, 1985. – 122 с.
  33. Halliwell G.R., Peng J.J., Olson D.B. Stability of the Sargasso Sea subtropical frontal zone // J. Phys. Oceanogr. – 1994. – 24. – P. 1166 – 1183.
  34. Fischer J., Schott F.A. Seasonal transport variability of the Deep Western Boundary Current in the equatorial Atlantic // J. Geophys. Res. – 2012. – 102. – P. 27751 – 27769.
  35. Нелепо Б.А., Булгаков Н.П., Тимченко И.Е. и др. Синоптические вихри в океане. – Киев: Наук. думка, 1980. – 288 с.
  36. Stammer D. On eddy characteristics, eddy transports, and mean flow properties // J. Phys. Oceanogr. – 1998. – 28. – P. 727 – 739.
  37. Leaman K.D., Molinari R.L., Vertes P.S. Structure and variability of the Florida Current at 27°N: April 1982 – July 1984 // Ibid. – 1987. – 17. – P. 565 – 583.
  38. Wunsch C. Where do ocean eddy heat fluxes matter? // J. Geophys. Res. – 1999. – 104. – P. 13235 – 13249.

Скачать статью в PDF-формате