Динамика термоклина в зоне действия Основного Черноморского течения в зимний период по данным дрифтерного эксперимента

А. А. Сизов✉, Т. М. Баянкина, Н. Е. Лебедев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: sizov_anatoliy@mail.ru

Аннотация

Цель. Исследуется реакция термоклина на медленное, в течение нескольких суток, и быстрое, до двух суток, изменение скорости течения. Изучается процесс изменения глубины нижней границы верхнего квазиоднородного слоя в зависимости от скорости течения, сопровождающийся изменением толщины и градиента температуры в термоклине.

Методы и результаты. Реакции термоклина анализировались по данным дрифтерного эксперимента, который проводился в 2012–2014 гг. Дрифтеры, оборудованные термокосами, позволяли измерять температуру верхнего слоя моря до глубины 80 м. Анализировались данные за холодный период (декабрь – март), полученные в пяти субрегионах, расположенных в зоне действия Основного Черноморского течения в западной и восточной частях моря. Субрегионы выбирались по критерию отсутствия в них синоптических и мезомасштабных вихрей. В субрегионах оценивалось положение дрифтера относительно оси (стрежня) Основного Черноморского течения. По среднесуточным значениям температуры моря строились профили и определялись границы термоклина, глубина нижней границы верхнего квазиоднородного слоя, толщина термоклина и градиент температуры в нем. Анализ показал, что в случае медленного возрастания (уменьшения) скорости течения во всех субрегионах наблюдается заглубление (подъем) нижней границы верхнего квазиоднородного слоя, уменьшение (увеличение) толщины термоклина и увеличение (уменьшение) градиента температуры в нем. Этот процесс объясняется возможным распространением внутренних волн, возбуждаемых изменяющейся скоростью Основного Черноморского течения в термоклине.

Выводы. Результаты показали, что флуктуация скорости Основного Черноморского течения увеличивает (уменьшает) глубину нижней границы верхнего квазиоднородного слоя, изменение которой связано с увеличением (уменьшением) толщины термоклина и градиента температуры в нем. Данные дрифтеров содержат информацию о пространственных неоднородностях поля температуры в верхнем слое моря, поэтому для получения более точных оценок процессов необходимо проведение исследования на заякоренных измерительных платформах, установленных в зоне действия Основного Черноморского течения.

Ключевые слова

верхний квазиизотермический слой, термоклин, геострофическая скорость, поверхностная скорость, Основное Черноморское течение, дрифтер

Благодарности

Работа выполнена по теме № 0555-2021-0002 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан-атмосфера, определяющих региональную пространственно-временную изменчивость природной среды и климата».

Для цитирования

Сизов А. А., Баянкина Т. М., Лебедев Н. Е. Динамика термоклина в зоне действия Основного Черноморского течения в зимний период по данным дрифтерного эксперимента // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 1. С. 73–88. EDN WGXIBK. doi:10.22449/0233-7584-2022-1-73-88

Sizov, A.A., Bayankina, T.M. and Lebedev, N.E., 2022. Thermocline Dynamics in the Zone of the Rim Current Action in Winter Period (Based on to the Drifter Experiment Data). Physical Oceanography, 29(1), pp. 67-82. doi:10.22449/1573-160X-2022-1-67-82

DOI

10.22449/0233-7584-2022-1-73-88

Список литературы

  1. Булгаков Н. П. Конвекция в океане. М. : Наука, 1975. 272 с.
  2. Конвективное перемешивание в море / Под ред. А. Д. Добровольского. М. : Изд-во Московского университета, 1977. 239 с.
  3. Самодуров А. С., Чухарев А. М. Оценка интенсивности вертикального турбулентного обмена в Черном море по экспериментальным данным // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. Вып. 14. С. 524–529.
  4. Подымов О. И., Зацепин А. Г., Островский А. Г. Вертикальный турбулентный обмен в черноморском пикноклине и его связь с динамикой вод // Океанология. 2017. Т. 57, № 4. С. 546–559. doi:10.7868/S0030157417040049
  5. Морозов А. Н., Лемешко Е. М. Оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии по данным СТД/LADCP-измерений в северо-западной части Черного моря в мае 2004 года // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 1. С. 58–67.
  6. 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.
  7. Кубряков А. А., Станичный С. В. Восстановление средней динамической топографии Черного моря для альтиметрических измерений // Исследование Земли из космоса. 2011. № 5. С. 24–30.
  8. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Reconstruction of mean dynamic topography of the Black Sea for altimetry measurements // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2012. Vol. 48, iss. 9. P. 973–979. doi:10.1134/S0001433812090095
  9. 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. doi:10.22449/0233-7584-2019-3-287-298
  10. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с.
  11. Изменчивость толщины перемешанного слоя в Черном море и ее связь с динамикой вод и атмосферным воздействием / А. А. Кубряков [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 449–468. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-449-468
  12. Mesoscale water dynamics / A. I. Ginzburg [et al.] // The Black Sea environment / A. G. Kostianoy, A. N. Kosarev (eds.). Berlin ; Heidelberg : Springer, 2008. P. 195–215. (Handbook of Environmental Chemistry; vol. 5). doi:10.1007/698_5_062
  13. 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. 80–97. doi:10.1016/j.dsr.2014.12.002
  14. The propagation of a gravity current into a linearly stratified fluid / T. Maxworthy [et al.] // Journal of Fluid Mechanics. 2002. Vol. 453. P. 371–394. doi:10.1017/S0022112001007054
  15. Гриценко В. А., Чубаренко И. П. Об особенностях структуры фронтальной зоны придонных гравитационных течений // Океанология. 2010. Т. 50, № 1. С. 32–39.
  16. Oguz T., Besiktepe S. Observations on the Rim Current structure, CIW formation and transport in the western Black Sea // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1999. Vol. 46, iss. 10. P. 1733–1753. https://doi.org/10.1016/S0967-0637(99)00028-X

Скачать статью в PDF-формате