Региональные особенности синоптической изменчивости поля температуры на поверхности Черного моря по спутниковым данным

Ю. В. Артамонов✉, Е. А. Скрипалева, А. В. Федирко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: artam-ant@yandex.ru

Аннотация

Цель. Уточнить региональные особенности синоптической изменчивости температуры на поверхности Черного моря, выявить ее внутригодовые и межгодовые изменения и оценить их связи с крупномасштабными атмосферными процессами – цель данной работы.

Методы и результаты. Используются данные спутниковых измерений температуры поверхности моря за период 1982–2018 гг. из массива Copernicus со среднесуточным разрешением по времени и 0,04° – по пространству. На основе этих данных показано, что максимальная синоптическая изменчивость температуры поверхности моря наблюдается в прибрежной части северо-западного шельфа от Днепро-Бугского лимана до дельты Дуная, в Каркинитском заливе и в Керченском проливе. В глубоководной части моря высокий уровень синоптической изменчивости прослеживается в областях Восточного циклонического круговорота и Батумского антициклона. Установлено, что наибольший вклад синоптической изменчивости в общую дисперсию поля температуры наблюдается в Керченском проливе и южнее Керченского п-ова. Уровень среднемноголетней синоптической изменчивости ниже или сопоставим с уровнем межгодовой изменчивости на большей части акватории, за исключением Керченского пролива, северо-западного и прибосфорского шельфов. Выявлено, что в климатическом внутригодовом цикле основной максимум синоптической изменчивости наблюдается в мае, за месяц до наступления максимума скорости прогрева поверхностных вод, второй максимум – в октябре, за месяц до наступления максимума скорости выхолаживания вод. Минимумы наблюдаются в феврале – марте, в период максимального охлаждения поверхностных вод, и в августе, в период их максимального прогрева. Выявлены заметные межгодовые изменения уровня синоптической изменчивости температуры, которые варьируют в пределах −0,3 ... 0,3°С.

Выводы. Синоптическая изменчивость температуры поверхности Черного моря характеризуется заметными внутригодовыми и межгодовыми изменениями. Ее климатический внутригодовой цикл носит полугодовую периодичность, обусловленную процессами выхолаживания и прогрева вод. Максимальное повышение уровня синоптической изменчивости на межгодовом масштабе наблюдается после 2003 г. на северо-западном шельфе. Значимая корреляционная связь с индексами Североатлантического, Восточноатлантического колебаний и колебания Восточная Атлантика – Западная Россия не выявлена.

Ключевые слова

Черное море, температура поверхности моря, данные спутниковых измерений, синоптическая и межгодовая изменчивость, индексы атмосферной циркуляции

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0827-2019-0003 «Фундаментальные исследования океанологических процессов, определяющих состояние и эволюцию морской среды под влиянием естественных и антропогенных факторов, на основе методов наблюдения и моделирования».

Для цитирования

Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Федирко А. В. Региональные особенности синоптической изменчивости поля температуры на поверхности Черного моря по спутниковым данным // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 2. С. 202−213. EDN UXHHYT. doi:10.22449/0233-7584-2020-2-202-213

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A. and Fedirko, A.V., 2020. Regional Features of the Temperature Field Synoptic Variability on the Black Sea Surface from Satellite Data. Physical Oceanography, 27(2), pp. 186-196. doi:10.22449/1573-160X-2020-2-186-196

DOI

10.22449/0233-7584-2020-2-202-213

Список литературы

  1. Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. Seasonal and interannual variability of the Black Sea surface temperature as revealed from satellite data (1982–2000) // Journal of Marine Systems. 2004. Vol. 52, iss. 1–4. P. 33–50. doi:10.1016/j.jmarsys.2004.05.002
  2. Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. Sea Surface Temperature Variability / The Black Sea Environment // The Handbook of Environmental Chemistry / Eds. A. G. Kostianoy, A. N. Kosarev. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2008. Vol. 5, Part Q. P. 255–275. doi:10.1007/698_5_067
  3. Tuzhilkin V. S. Thermohaline Structure of the Sea / The Black Sea Environment // The Handbook of Environmental Chemistry / Eds. A. G. Kostianoy, A. N. Kosarev. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2008. Vol. 5, part Q. P. 217–253. doi:10.1007/698_5_077
  4. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 212 с.
  5. Artamonov Yu. V., Skripaleva E. A., Fedirko A. V. Regional Features of Long-term Variability of the Black Sea Surface Temperature // Russian Meteorology and Hydrology. 2017. Vol. 42, iss. 2. Р. 105–112. doi:10.3103/S1068373917020042
  6. Oguz T., Dippner J. W., Kaymaz Z. Climatic regulation of the Black Sea hydro-meteorological and ecological properties at interannual-to-decadal time scales // Journal of Marine Systems. 2006. Vol. 60, iss. 3–4. P. 235–254. doi:10.1016/j.jmarsys.2005.11.011
  7. Kazmin A. S., Zatsepin A. G. Long-term variability of surface temperature in the Black Sea, and its connection with the large-scale atmospheric forcing // Journal of Marine Systems. 2007. Vol. 68, iss. 1–2. P. 293–301. doi:10.1016/j.jmarsys.2007.01.002
  8. Гинзбург А. И., Костяной А. Г., Шеремет Н. А. Долговременная изменчивость температуры поверхности Черного моря и ее отклик на глобальные атмосферные воздействия // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Вып. 5, т. II. С. 76–83.
  9. Shapiro G. I., Aleynik D. L., Mee L. D. Long term trends in the sea surface temperature of the Black Sea // Ocean Science. 2010. Vol. 6, iss. 2. P. 491–501. doi:10.5194/os-6-491-2010
  10. Interannual variability of Black Sea’s hydrodynamics and connection to atmospheric patterns / A. Capet [et al.] // Deep-Sea Research. Part II: Topical Studies in Oceanography. 2012, Vol. 77–80. P. 128–142. doi:10.1016/j.dsr2.2012.04.010
  11. Sakalli A., Başusta N. Sea surface temperature change in the Black Sea under climate change: A simulation of the sea surface temperature up to 2100 // International Journal of Climatology. 2018. Vol. 38, iss. 13. P. 4687–4698. doi:10.1002/joc.5688
  12. Mesoscale circulation and thermohaline structure of the Black Sea observed during HydroBlack '91 / T. Oguz [et al.] // Deep-Sea Research. 1994. Vol. 41, iss. 4. P. 603–628. doi:10.1016/0967-0637(94)90045-0
  13. Synoptic variability in the Black Sea: Analysis of hydrographic survey and altimeter data / E. Sokolova [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 45–63. doi:10.1016/S0924-7963(01)00046-X
  14. Зацепин А. Г., Гинзбург А. И., Евдошенко М. А. Вихревые структуры и горизонтальный водообмен в Черном море // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. М. : Наука, 2002. С. 55–81.
  15. Observation of Black Sea mesoscale eddies and associated horizontal mixing / A. G. Zatsepin [et al.] // Journal of Geophysical Research. 2003. Vol. 108, iss. C8. 3246. P. 1–27. doi:10.1029/2002JC001390
  16. Кубряков А. А., Станичный С. В. Синоптические вихри в Черном море по данным спутниковой альтиметрии // Океанология. 2015. Т. 55, № 1. С. 65–77. doi:10.7868/S0030157415010104
  17. Hydrological Conditions in the Western Part of the Black Sea in November, 2015 (Based on the Data Obtained in the 81st Cruise of R/V Professor Vodyanitsky) / Yu. V. Artamonov [et al.] // Physical Oceanography. 2016. Iss. 4. P. 57–70. doi:10.22449/1573-160X-2016-4-57-70
  18. Восстановление синоптической изменчивости гидрофизических полей Черного моря на основе реанализа за 1980–1993 годы / П. Н. Лишаев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 5. С. 49–68.
  19. Изменчивость поля температуры и температурных фронтов в северо-западной части Черного моря по спутниковым данным / Ю. В. Артамонов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 3. С. 237–245. doi:10.21046/2070-7401-2017-14-3-237-245
  20. A re-analysis of Black Sea surface temperature / B. B. Nardelli [et al.] // Journal of Marine Systems. 2010. Vol. 79, iss. 1–2. P. 50–64. doi:10.1016/j.jmarsys.2009.07.001
  21. High and Ultra-High resolution processing of satellite Sea Surface Temperature data over Southern European Seas in the framework of MyOcean project / B. B. Nardelli [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2013. Vol. 129. P. 1–16. doi:10.1016/j.rse.2012.10.012
  22. Монин А. С. Гидродинамика атмосферы, океана и земных недр // СПб. : Гидрометеоиздат, 1999. 524 с.
  23. Belokopytov V. N. Retrospective Analysis of the Black Sea Thermohaline Fields on the Basis of Empirical Orthogonal Functions // Physical Oceanography. 2018. Vol. 25, iss. 5. P. 380–389. doi:10.22449/1573-160X-2018-5-380-389
  24. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Dynamics of Batumi Anticyclone from the Satellite Measurements // Physical Oceanography. 2015. Iss. 2. P. 59–68. doi:10.22449/1573-160X-2015-2-59-68
  25. Среднемноголетний внутригодовой цикл гидрооптических характеристик, хлорофилла а и температуры на поверхности Черного моря по спутниковым данным / Ю. В. Артамонов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 1. С. 171–180. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-1-171-180

Скачать статью в PDF-формате