Влияние долговременных изменений крупномасштабного поля приземного давления на ветровой режим и завихренность напряжения трения ветра в Черном море

И. Г. Шокурова✉, А. А. Кубряков, М. В. Шокуров

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: igshokurova@mail.ru

Аннотация

Цель. Изучается связь ветрового режима и завихренности напряжения трения ветра в Черном море с долговременными изменениями крупномасштабных полей приземного давления в зимние месяц.

Методы и результаты. Используются данные о скорости ветра и приземного давления в январе – феврале из реанализа NCEP/NСAR за 1948–2018 гг. На основе 6-часовых данных определены синоптические условия, сопровождающиеся высокими и низкими значениями завихренности напряжения трения ветра в море. Синоптические ситуации, при которых обширный антициклон находится к северу и северо-востоку от моря, а область с низким давлением располагается к юго-западу от моря в Средиземноморском регионе, сопровождаются северо-восточными и восточными ветрами и преобладанием циклонической завихренности. Наоборот, прохождение циклонов к северу от моря и увеличение давления к юго-западу сопровождается западными и юго-западными ветрами и преобладанием антициклонической завихренности. Экстремально высокие среднемесячные значения циклонической завихренности наблюдались в годы, когда область, занимаемая Сибирским антициклоном, увеличивалась и расширялась в западном направлении, так что Черное море оказывалось на юго-западной периферии его отрога. Экстремально низкие значения антициклонической завихренности отмечались при расширении области Азорского антициклона на Средиземноморский регион. Изменения завихренности на мультидекадных временных масштабах показали связь с глобальными изменениями полей приземного давления и знака аномалий давления в низких широтах.

Выводы. Противоположный знак аномалий приземного давления к северо-востоку и юго-западу от моря сопровождается наиболее высокими значениями завихренности напряжения трения ветра.

Ключевые слова

Черное море, приземное давление, направление ветра, завихренность напря-жения трения ветра, долговременная изменчивость

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по темам № 0827-2019-0001 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан – атмосфера, определяющих региональную пространственно-временную изменчивость природной среды и климата» и № 0555-2021-0006 «Разработка перспективных методов, программно-информационных и технических средств исследований гидрофизических, биогеохимических, оптических характеристик морской среды, в том числе методами дистанционного зондирования».

Для цитирования

Шокурова И. Г., Кубряков А. А., Шокуров М. В. Влияние долговременных изменений крупномасштабного поля приземного давления на ветровой режим и завихренность напряжения трения ветра в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 179–194. EDN MQENUU. doi:10.22449/0233-7584-2021-2-179-194

Shokurova, I.G, Kubryakov, A.A. and Shokurov, M.V., 2021. Influence of Long-Term Changes in the Large-Scale Sea Level Pressure Field on the Wind Regime and the Wind Stress Curl in the Black Sea. Physical Oceanography, 28(2), pp. 165-179. doi:10.22449/1573-160X-2021-2-165-179

DOI

10.22449/0233-7584-2021-2-179-194

Список литературы

  1. Stanev E. V. Understanding Black Sea Dynamics: Overview of recent numerical modeling // Oceanography. 2015. Vol. 18, iss. 2. P. 56–75. https://doi.org/10.5670/oceanog.2005.42
  2. Коротаев Г. К. О причине сезонного хода циркуляции Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2001. № 6. С. 14–20.
  3. Ефимов В. В., Шокуров М. В., Барабанов В. С. Физические механизмы возбуждения ветровой циркуляции внутренних морей // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2002. Т. 38, № 2. С. 247–258.
  4. Seasonal, interannual, and mesoscale variability of the Black Sea upper layer circulation derived from altimeter data / G. Korotaev [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C4. 3122. https://doi.org/10.1029/2002JC001508
  5. 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. P. 80–91. doi:10.1016/j.dsr.2014.12.002
  6. 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
  7. Ефимов В. В., Анисимов А. Е. Климатические характеристики изменчивости поля ветра в Черноморском регионе – численный реанализ региональной атмосферной циркуля-ции // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47, № 3. С. 380–392.
  8. Ефимов В. В., Юровский А. В. Формирование завихренности поля скорости ветра в атмосфере над Черным морем // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 3−12. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-3-12
  9. Чернякова А. П. Типовые поля ветра Черного моря // Сборник работ Бассейновой гидрометеорологической обсерватории Черного и Азовского морей. Л. : Гидрометеорологическое издательство, 1965. Вып. 3. С. 78–121.
  10. Справочник по климату Черного моря / Под ред. А. И. Соркиной. М. : Гидрометеоиздат, 1974. 406 с.
  11. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. А. И. Симонова и Э. Н. Альтмана. СПб. : Гидрометеоиздат, 1991. 430 с.
  12. Яровая Д. А., Шокуров М. В. Мезомасштабные циклонические вихри, возникающие над Черным морем вблизи Кавказского побережья // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 3. C. 14–30.
  13. Wind velocity and wind curl variability over the Black Sea from QuikScat and ASCAT satellite measurements / A. Kubryakov [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2019. Vol. 224. С. 236–258. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.01.034
  14. Григорьев А. В., Петренко Л. А. Черное море как фактор влияния на атмосферные процессы в регионе // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : МГИ НАН Украины, 1999. С. 17–26.
  15. Ефимов В. В., Анисимов А. Е. Численное моделирование влияния температурных контрастов суша – море на атмосферную циркуляцию в Черноморском регионе // Морской гидрофизический журнал. 2011. № 4. С. 3–12.
  16. 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
  17. Шокуров М. В., Шокурова И. Г. Завихренность напряжения трения ветра на поверхности Черного моря при различных ветровых режимах // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 13–26. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-13-26
  18. Shokurova I. G. Interannual variability of wind stress curl in the Black Sea and its response to changes in prevailing wind frequency // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 386. 012014. doi:10.1088/1755-1315/386/1/012014
  19. Ефимов В. В., Комаровская О. И. Возмущения, вносимые Крымскими горами в поля скорости ветра // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 2. С. 134–146. doi:10.22449/0233-7584-2019-2-134-146
  20. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project / E. Kalnay [et al.] // Bulletin of the American Meteorological Society. 1996. Vol. 77, iss. 3. С. 437–472. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1996)0770437:TNYRP2.0.CO;2
  21. The ERA Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system / D. P. Dee [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2011. Vol. 137, iss. 656. P. 553–597. https://doi.org/10.1002/qj.828
  22. Point-Wise Wind Retrieval and Ambiguity Removal Improvements for the QuikSCAT Climatological Data Set / A. G. Fore [et al.] // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2014. Vol. 52, iss. 1. P. 51–59. doi:10.1109/TGRS.2012.2235843
  23. Verhoef A., Portabella M., Stoffelen A. High-Resolution ASCAT Scatterometer Winds near the Coast // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2012. Vol. 50, iss. 7. P. 2481–2487. doi:10.1109/TGRS.2011.2175001
  24. Полонский А. Б., Шокурова И. Г. Десятилетняя изменчивость характеристик пикноклина и геострофической циркуляции вод Черного моря в зимний период // Метеорология и гидрология. 2009. № 4. С. 75–92.
  25. Large W. G., Pond S. Open Ocean Momentum Flux Measurements in Moderate to Strong Winds // Journal of Physical Oceanography. 1981. Vol. 11, iss. 3. P. 324–336. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1981)0110324:OOMFMI2.0.CO;2
  26. Bhend J., Whetton P. Consistency of simulated and observed regional changes in temperature, sea level pressure and precipitation // Climatic Change. 2013. Vol. 118. P. 799–810. https://doi.org/10.1007/s10584-012-0691-2
  27. Gillett N. P., Fyfe J. C., Parker D. E. Attribution of observed sea level pressure trends to greenhouse gas, aerosol, and ozone changes // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40, iss. 10. P. 2302–2306. https://doi.org/10.1002/grl.50500
  28. McCabe G. J., Clark M. P., Serreze M. C. Trends in Northern Hemisphere Surface Cyclone Frequency and Intensity // Journal of Climate. 2001. Vol. 14, iss. 12. P. 2763–2768. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)0142763:TINHSC2.0.CO;2
  29. Karaca M., Deniz A., Tayanç M. Cyclone track variability over Turkey in association with regional climate //International Journal of Climatology. 2000. Vol. 20, iss. 10. P. 1225–1236. https://doi.org/10.1002/1097-0088(200008)20:101225::AID-JOC5353.0.CO;2-1

Скачать статью в PDF-формате