Свободные короткопериодные внутренние волны в арктических морях России

А. А. Букатов, Н. М. Соловей✉, Е. А. Павленко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: ne.le.7@hotmail.com

Аннотация

Цель. Цель данной работы – исследование зависимости вертикальной структуры и фазовых характеристик свободных короткопериодных внутренних волн (ВВ) от стратификации плотности в Баренцевом, Карском, Лаптевых и Восточно-Сибирском морях.

Методы и результаты. В результате решения основной краевой задачи типа Штурма – Лиувилля рассчитаны амплитуды вертикальной составляющей скорости, собственные частоты и собственные периоды первой моды внутренних волн. Для расчета поля плотности использовались данные реанализа World Ocean Atlas 2018 о температуре и солености за период 1955–2017 гг. с разрешением 0,25 × 0,25°. Проанализирована связь вертикальной структуры и дисперсионных свойств внутренних волн с распределением плотности по глубине. Показано, что осредненная по акватории моря глубина залегания максимума амплитуды вертикальной составляющей скорости ВВ в Баренцевом и Карском морях составляет в середине зимы ~ 90 м и ~ 75–80 м летом, в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море ~ 60 м в течение всего года.

Выводы. В месяцы максимальных градиентов плотности наблюдаются самые высокочастотные и самые короткопериодные ВВ. Максимальная устойчивость вод в Баренцевом море наступает в июле – августе, в Карском – в июле – сентябре и ноябре, в море Лаптевых – в июне, ноябре, в Восточно-Сибирском море – в июле. В эти же месяцы наблюдаются максимальные значения осредненных собственных частот, минимальные значения осредненных собственных периодов и амплитуд вертикальной составляющей скорости внутренних волн.

Ключевые слова

Баренцево море, Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское море, частота плавучести, внутренние волны, собственная частота, собственный период, вертикальная составляющая скорости

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0555-2021-0004.

Для цитирования

Букатов А. А., Соловей Н. М., Павленко Е. А. Свободные короткопериодные внутренние волны в арктических морях России // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 6. С. 645–658. EDN PJTDAA. doi:10.22449/0233-7584-2021-6-645-658

Bukatov, A.A., Solovei, N.M. and Pavlenko, E.A., 2021. Free Short-Period Internal Waves in the Arctic Seas of Russia. Physical Oceanography, 28(6), pp. 599-611. doi:10.22449/1573-160X-2021-6-599-611

DOI

10.22449/0233-7584-2021-6-645-658

Список литературы

  1. Morozov E. G. Oceanic Internal Tides: Observations, Analysis and Modeling. A Global View. Springer International Publishing, 2018. 304 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-73159-9
  2. Поверхностные и внутренние волны в арктических морях / Под ред. И. В. Лавренова, Е. Г. Морозова. СПб. : Гидрометеоиздат, 2002. 362 с.
  3. Морозов Е. Г., Пака В. Т. Внутренние волны в высокоширотном бассейне // Океанология. 2010. Т. 50, № 5. С. 709–715.
  4. Внутренние волны на склоне желоба острова Медвежий по данным эксперимента «Полярный фронт Баренцева моря (BSPF-92)» / Г. И. Козубская [и др.] // Океанология. 1999. Т. 39, № 2. С. 165–173.
  5. World Ocean Atlas 2018. Volume 1: Temperature // R. A. Locarnini [et al.] ; Techn. ed. A. Mishonov. Silver Spring, MD : U.S. Department of Commerce, 2019. 52 p. (NOAA Atlas NESDIS ; No. 81). URL: https://www.ncei.noaa.gov/sites/default/files/2021-03/woa18_vol1.pdf (date of access: 31.10.2021).
  6. World Ocean Atlas 2018. Volume 2: Salinity / M. M. Zweng [et al.] ; A. Mishonov (technical ed.). Silver Spring, MD : U.S. Department of Commerce, 2019. 50 p. (NOAA Atlas NESDIS ; No. 82). URL: https://www.ncei.noaa.gov/sites/default/files/2020-04/woa18_vol2.pdf (date of access: 31.10.2021).
  7. Букатов А. Е., Соловей Н. М. Оценка связи вертикальной структуры поля плотности и характеристик внутренних волн с крупномасштабной атмосферной циркуляцией в акваториях Перуанского и Бенгельского апвеллингов // Процессы в геосредах. 2017. № 2. C. 485–490.
  8. Краусс В. Внутренние волны. Л. : Гидрометеоиздат, 1968. 272 с.
  9. Миропольский Ю. З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Л. : Гидрометеоиздат, 1981. 302 с.
  10. Гриценко В. А., Красицкий В. П. Об одном способе расчета дисперсионных соотношений и собственных функций внутренних волн в океане по данным натурных измерений // Океанология. 1982. Т. 22, № 4. С. 545–549.
  11. Трансформация бризера внутренних волн первой моды над вертикальным уступом в трехслойной жидкости / П. В. Лобовиков [и др.] // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55, № 6. С. 182–193. https://doi.org/10.31857/S0002-3515556182-193
  12. Козлов И. Е., Кудрявцев В. Н., Сандвен С. Некоторые результаты исследования внутренних волн в Баренцевом море методами радиолокационного зондирования из космоса // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3. С. 60–69. URL: http://www.aari.ru/misc/publicat/paa/PAA-86/PAA86-06(60-69).pdf (дата обращения: 29.10.2021).
  13. Тимофеев В. Т. Устойчивость вод Баренцева моря // Проблемы Арктики. Л. : Изд-во Главсевморпути, 1946. Вып. 3. С. 5–37.
  14. Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Региональные особенности распределения частоты Вяйсяля – Брента в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 437–448. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-437-448
  15. Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР. М. : Изд-во МГУ, 1982. 192 с.
  16. Доронин Ю. П., Хейсин Д. Е. Морской лед. Л. : Гидрометеоиздат, 1975. С. 8–12.

Скачать статью в PDF-формате