Исследование процесса перемешивания верхнего слоя Черного моря в зоне действия Основного Черноморского течения в зимний период по данным дрифтеров

А. А. Cизов✉, Т. М. Баянкина, А. В. Юровский

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: sizov_anatoliy@mail.ru

Аннотация

Цель. Исследуется процесс перемешивания верхнего слоя западной части Черного моря в период повышенной теплоотдачи с его поверхности в зимний сезон. Анализируется механизм формирования средней температуры верхнего квазиоднородного слоя и слоя, лежащего глубже нижней границы сезонного термоклина.

Методы и результаты. Для расчетов использовались измерения дрифтеров с термокосой, а также данные реанализа MERRA и результаты расчетов по региональной модели RegCM4 с входными данными реанализа ERA-Interim за 2012–2014 гг. Установлено, что увеличение скорости ветра и суммарной теплоотдачи с поверхности моря сопровождалось возрастанием скорости течения, которое приводило к интенсификации турбулентного перемешивания верхнего слоя глубиной 40–50 м и понижению его средней температуры. Получено, что усиление скорости течения приводило к заглублению сезонного термоклина и холодного промежуточного слоя, а ее ослабление вызывало подъем на меньшие глубины холодных вод с нижней границы верхнего квазиоднородного слоя. Одновременно наблюдалось уменьшение глубины залегания холодного промежуточного слоя. Это приводило к тому, что при ослаблении скорости течения средняя температура верхнего квазиоднородного слоя понижалась, а температура слоя, расположенного под сезонным термоклином, повышалась.

Выводы. Интенсификация скорости течения вызывает заглубление сезонного термоклина и холодного промежуточного слоя, а ее ослабление приводит к подъему этих слоев на меньшие глубины. В результате этого процесса происходит понижение средней температуры верхнего квазиоднородного слоя.

Ключевые слова

Основное Черноморское течение, верхний квазиоднородный слой, холодный промежуточный слой, сезонный термоклин, атмосферный форсинг

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0827-2018-0001 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан – атмосфера, определяющих региональную пространственно-временную изменчивость природной среды и климата». Авторы выражают благодарность доктору физико-математических наук, профессору В. В. Ефимову за обсуждения материалов и полученных результатов, а также рецензенту – за полезные замечания.

Для цитирования

Cизов А. А., Баянкина Т. М., Юровский А. В. Исследование процесса перемешивания верхнего слоя Черного моря в зоне действия Основного Черноморского течения в зимний период по данным дрифтеров // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 3. С. 287–298. EDN ZYMWRV. doi:10.22449/0233-7584-2019-3-287-298

Sizov, A.A., Bayankina, T.M. and Yurovsky, A.V., 2019. Study of the Process of the Black Sea Upper Layer Mixing in the Zone of the Rim Current Activity in Winter Based on the Drifters Data. Physical Oceanography, 26(3), pp. 260-270. doi:10.22449/1573-160X-2019-3-260-270

DOI

10.22449/0233-7584-2019-3-287-298

Список литературы

  1. Кривошея В. Г., Овчинников И. М., Скирта А. Ю. Межгодовая изменчивость обновления холодного промежуточного слоя Черного моря // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря // Отв. ред. А. Г. Зацепин, М. В. Флинт. М. : Наука, 2002. С. 27–39.
  2. Titov V. B. Effect of multiannual variability of climatic conditions on the hydrological structure and interannual renewal of the cold Intermediate layer in the Black Sea // Oceanology. 2003. Vol. 43, no. 2. P. 164–172.
  3. Belokopytov V. N. Interannual variations of the renewal of waters of the cold intermediate layer in the Black Sea for the last decades // Physical Oceanography. 2010. Vol. 20, iss. 5. P. 347–355.
  4. Белокопытов В. Н. Климатическая изменчивость плотностной структуры Черного моря // Украинский гидрометеорологический журнал. 2014. № 14. С. 227–235. URL: http://uhmj.odeku.edu.ua/klimaticheskaya-izmenchivost-plotnostnoj-struktury-chernogo-morya/ (дата обращения: 15.12.2018).
  5. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря // Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 209 с.
  6. Баянкина Т. М., Сизов А. А., Юровский А. В. О роли холодных вторжений в формировании аномалий зимней поверхностной температуры Черного моря // Процессы в геосредах. 2017. № 3 (12). С. 565–572.
  7. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Mesoscale eddies in the Black Sea from Satellite Altimetry data // Oceanology. 2015. Vol. 55, iss. 1. Р. 56–67. doi:10.1134/S0001437015010105
  8. Mesoscale Water Dynamics / A. I. Ginsburg [et al.] // The Black Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry. 2006. Vol. 5Q. P. 195–215. doi:10.1007/698_5_062
  9. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Seasonal and interannual variability of the Black Sea eddies and its dependence on characteristics of the large-scale circulation // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2015. Vol. 97. Р. 80–91. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2014.12.002 (дата обращения: 15.12.2018).
  10. Толстошеев А. П., Лунев Е. Г., Мотыжев С. В. Анализ результатов натурных экспериментов с термопрофилирующими дрейфующими буями в Черном море и других районах Мирового океана // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 5. С. 9–32.
  11. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Reconstruction of mean dynamic topography of the Black Sea for altimetry measurements // Isvestiya, Atmospheric and Ocean Physics. 2012. Vol. 48, iss. 9. Р. 973–979. doi:10.1134/S0001433812090095
  12. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Estimating the quality of the retrieval of the surface geostrophic circulation of the Black Sea by satellite altimetry data based on validation with drifting buoy measurements // Isvestiya, Atmospheric and Ocean Physics. 2013. Vol. 49, iss. 9. Р. 930–938. doi:10.1134/S0001433813090089
  13. Long-term variations of the Black Sea dynamics and their impact on the marine ecosystem / A. A. Kubryakov [et al.] // Journal of Marine Systems. 2016. Vol. 163. Р. 80–94. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2016.06.006
  14. Anisimov A. E., Yarovaya D. A., Barabanov V. S. Reanalysis of atmospheric circulation for the Black Sea-Caspian region // Physical Oceanogphy. 2015. No. 4. Р. 13–25. doi:10.22449/1573-160X-2015-4-13-25
  15. Podymov O. I., Zatsepin A. G., Ostrovsky A. G. Vertical turbulent exchange in the Black Sea pycnocline and its relation to water dynamics // Oceanology. 2017. Vol. 57, iss. 4. Р. 492–504. doi:10.1134/S0001437017040142
  16. Efimov V. V., Yurovsky A. V. Formation of Vorticity of the Wind Speed Field in the Atmosphere over the Black Sea // Physical Oceanography. 2017. Iss. 6. Р. 3–11. doi:10.22449/1573-160X-2017-6-3-11
  17. Efimov V. V., Mikhaylova N. V. The mesoscale atmospheric vortex as a manifestation of the Novorossiysk Bora // Isvestiya, Atmospheric and Ocean Physics. 2017. Vol. 53, iss. 4. Р.449–458. doi:10.1134/S000143381704003X
  18. Kubryakov A. A., Stanichny S. V., Volkov D. L. Quantifying the impact of basin dynamics on the regional sea level rise in the Black Sea // Ocean Science. 2017. Vol. 13, iss. 3. Р. 443–452. doi:10.5194/os-13-443-2017

Скачать статью в PDF-формате