Характеристики плотностных инверсий в Гренландском море в холодный сезон за 1993–2019 годы

А. С. Каледина1, ✉, И. Л. Башмачников2

1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

2 Международный центр по окружающей среде и дистанционному зондированию им. Нансена, Санкт-Петербург, Россия

✉ e-mail: a.kaledina@spbu.ru

Аннотация

Цель. Выявить пространственно-временную изменчивость характеристик плотностных инверсий и предложить механизмы их формирования в холодный сезон в Гренландском море за период 1993–2019 гг. для изучения механизмов развития конвекции в море – цель настоящей работы.

Методы и результаты. Используются данные натурных наблюдений температуры и солености массива EN.4.2.1 (база данных Met Office Hadley Centre) за холодный сезон (ноябрь – апрель). По вертикальным профилям выявляются инверсии потенциальной плотности. Наибольшие средние за холодный сезон вертикальные мощности инверсий ~ 400 м зафиксированы в годы с максимальной конвекцией (2008, 2011, 2013), а наибольшая величина скачка плотности наблюдается в 1990-е гг. с наименьшей интенсивностью конвекции. Во всем регионе преобладает дестабилизация плотности с доминирующим вкладом солености (~ 70% всех профилей с инверсиями), особенно выраженная в северо-восточной части исследуемого района. Профили с исключительно соленостной дестабилизацией составляют 40% от общего количества, с исключительно термической – только 13%, остальные инверсии имели смешанное происхождение. Вклад солености в формирование инверсий в 2010-х больше по сравнению с серединой 1990-х гг.

Выводы. Данными прямых наблюдений подтверждается ведущая роль зимнего роста солености поверхностного слоя в формировании инверсий плотности воды, а, следовательно, и в развитии глубокой конвекции. Это может говорить о существенной роли потенциальной неустойчивости в развитии конвекции в регионе.

Ключевые слова

конвекция, Атлантический океан, Гренландское море, глубокая конвекция, плотностные инверсии, потенциальная неустойчивость

Благодарности

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта СПбГУ № 93016972.

Для цитирования

Каледина А. С., Башмачников И. Л. Характеристики плотностных инверсий в Гренландском море в холодный сезон за 1993–2019 годы // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 1. С. 21–30. EDN MOQPNJ. doi:10.29039/0233-7584-2023-1-21-30

Kaledina, A.S. and Bashmachnikov, I.L., 2023. Characteristics of Density Inversions in the Greenland Sea during the Cold Seasons in 1993–2019. Physical Oceanography, 30(1), pp. 18-26. doi:10.29039/1573-160X-2023-1-18-26

DOI

10.29039/0233-7584-2023-1-21-30

Список литературы

  1. Broecker W. S. The Great Ocean Conveyor // Oceanography. 1991. Vol. 4, iss. 2. P. 79–89. doi:10.5670/oceanog.1991.07
  2. Is the Thermohaline Circulation Changing? / M. Latif [et al.] // Journal of Climate. 2006. Vol. 19, iss. 18. P. 4631–4637. https://doi.org/10.1175/JCLI3876.1
  3. Фалина А. С., Сарафанов А. А. О формировании нижнего звена меридиональной термохалинной циркуляции вод Северной Атлантики // Доклады Академии наук. 2015. T. 461, № 6. C. 710–714. doi:10.7868/S0869565215120178
  4. A sea change in our view of overturning in the subpolar North Atlantic / M. S. Loizer [et al.] // Science. 2019. Vol. 363, iss. 6426. P. 516–521. doi:10.1126/science.aau6592
  5. Аверьянова Е. А., Полонский А. Б. Резкие климатические изменения в прошлом и их связь с режимами меридиональной циркуляции в Атлантическом океане // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. Т. 1. С. 20–53. doi:10.21513/2410-8758-2017-1-20-53
  6. Влияние Атлантики на потепление и сокращение морского ледяного покрова в Арктике / Г. В. Алексеев [и др.] // Лед и снег. 2017. Т. 57, № 3. С. 381–390. doi:10.15356/2076-6734-2017-3-381-390
  7. Кузнецова Д. А., Башмачников И. Л. О механизмах изменчивости Атлантической меридиональной океанической циркуляции (АМОЦ) // Океанология. 2021. Т. 61, № 6. С. 843–855. doi:10.31857/S0030157421060071
  8. Chu P. C. Geophysics of Deep Convection and Deep Water Formation in Oceans // Deep Convection and Deep Water Formation in the Oceans / Eds. P. C. Chu, J. C. Gascard. Elsevier, 1991. P. 3–16. (Elsevier Oceanography Series ; vol. 57). https://doi.org/10.1016/S0422-9894(08)70057-6
  9. Mechanisms of interannual variability of deep convection in the Greenland Sea / I. L. Bashmachnikov [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2021. Vol. 174. 103557. P. 1–20. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2021.103557
  10. Алексеев Г. В., Богородский П. В., Нагурный А. П. Структура термохалинных полей в районе циклонической циркуляции и поднятия донных вод Гренландского моря // Структура и изменчивость крупномасштабных океанологических процессов и полей в Норвежской энергоактивной зоне / Под ред. Ю. В. Николаева, Г. В. Алексеева. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. С. 37–43.
  11. Killworth P. D. Deep convection in the World Ocean // Reviews of Geophysics. 1983. Vol. 21, iss. 1. P. 1–26. https://doi.org/10.1029/RG021i001p00001
  12. Marshall J., Schott F. Open-ocean convection: Observations, theory, and models // Reviews of Geophysics. 1999. Vol. 37, iss. 1. P. 1–64. https://doi.org/10.1029/98RG02739
  13. The multi‐year development of long‐lived convective chimneys in the Greenland Sea / P. Wadhams [et al.] // Geophysical Research Letters. 2004. Vol. 31, iss. 6. L06306. https://doi.org/10.1029/2003GL019017
  14. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 2: индексы интенсивности конвекции / И. Л. Башмачников [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 1. С. 191–201. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-1-191-201
  15. Hofmann Z., von Appen W.-J., Wekerle C. Seasonal and Mesoscale Variability of the Two Atlantic Water Recirculation Pathways in Fram Strait // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. Vol. 126, iss. 17. e202JC017057. https://doi.org/10.1029/2020JC017057
  16. Good S. A., Martin M. J., Rayner N. A. EN4: Quality controlled ocean temperature and salinity profiles and monthly objective analyses with uncertainty estimates // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2013. Vol. 118, iss. 12. P. 6704–6716. https://doi.org/10.1002/2013JC009067
  17. Федоров А. М., Башмачников И. Л., Белоненко Т. В. Локализация областей глубокой конвекции в морях Северо-Европейского бассейна, Лабрадор и Ирмингера // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2018. Т. 63, № 3. С. 345–362. https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.306
  18. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 1: Локализация областей конвекции / И. Л. Башмачников [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15, № 7. С. 184–194. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-7-184-194

Скачать статью в PDF-формате