Тенденции и региональные особенности изменчивости термических условий северо-восточной части Тихого океана севернее 30° с. ш. в последние четыре десятилетия

И. Д. Ростов✉, Е. В. Дмитриева, Н. И. Рудых

Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, Россия

✉ e-mail: rostov@poi.dvo.ru

Аннотация

Цель. Выявить региональные особенности современных климатических изменений температуры воды в северо-восточной части внетропической зоны Тихого океана, оценить характеристики температурных трендов на поверхности и в верхнем слое океана и их связи с крупномасштабными процессами в океане и атмосфере – цель настоящей работы.

Методы и результаты. На основе климатических массивов NOAA c использованием статистических методов анализа и аппарата эмпирических ортогональных функций определены характеристики межгодовой изменчивости температуры воды на поверхности и в верхнем 1000-метровом слое различных районов исследуемой акватории. Дана количественная оценка температурных трендов, корреляционных связей с влияющими факторами и их статистической значимости для отдельных 20-летних периодов последних 40 лет.

Выводы. В первые десятилетия XXI в. тренды потепления явно выражены на поверхности и в верхнем 200-метровом слое северо-восточного и центрального районов акватории. По сравнению с предшествующим 20-летним периодом величина положительных трендов ТПО в среднем по всей акватории увеличилась примерно в 4 раза. За последние два десятилетия теплосодержание верхнего 200-метрового слоя увеличилось на 5%, а всего 1000-метрового – на 2%, что в 1,5 раза меньше, чем в северо-западном секторе внетропической зоны Тихого океана, где в отличие от поверхности потепление толщи вод проходило более высокими темпами. В целом по исследуемому району корреляционные связи колебаний теплосодержания верхнего 200-метрового слоя океана с изменениями влияющих факторов проявляются через климатические индексы NPGO, PDO, NP, PNA, SOI, AD и градиенты атмосферного давления между ведущими центрами действия атмосферы.

Ключевые слова

северо-восточная часть Тихого океана, внетропическая зона, современные климатические изменения, региональные особенности, температура воды, теплосодержание, тренды потепления, климатические индексы, корреляционные связи

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ТОИ ДВО РАН по теме 0211-2021-0008, регистрационный № 121021700346-7. Авторы благодарят разработчиков за возможность использовать климатические данные, размещенные на сайтах NOAA. Авторы признательны рецензенту за конструктивные замечания.

Для цитирования

Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Рудых Н. И. Тенденции и региональные особенности изменчивости термических условий северо-восточной части Тихого океана севернее 30° с. ш. в последние четыре десятилетия // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 4. С. 448–466. EDN SLYDJV.

Rostov, I.D., Dmitrieva, E.V. and Rudykh, N.I., 2023. Trends and Regional Features of Variability of the Northeast Pacific Ocean Thermal Conditions North of 30°N over the Last Four Decades. Physical Oceanography, 30(4), pp. 410-427.

Список литературы

  1. Belkin I., Krishfield R., Honjo S. Decadal variability of the North Pacific Polar Front: Subsurface warming versus surface cooling // Geophysical Research Letters. 2002. Vol. 29, iss. 9. P. 65-1–65-4. https://doi.org/10.1029/2001GL013806
  2. The Transition Region Mode Water of the North Pacific and Its Rapid Modification / H. Saito [et al.] // Journal of Physical Oceanography. 2011. Vol. 41, iss. 9. P. 1639–1658. https://doi.org/10.1175/2011JPO4346.1
  3. Favorite F., Dodimead A. J., Nasu R. Oceanography of the Subarctic Pacific region, 1960-71. Vancouver, Canada, 1976. 187 p. (International North Pacific Fisheries Commission Bulletin ; No. 33). URL: https://waves-vagues.dfo-mpo.gc.ca/library-bibliotheque/17465.pdf (date of access: 20.10.2022).
  4. Qiu B. Large-Scale Variability in the Midlatitude Subtropical and Subpolar North Pacific Ocean: Observations and Causes // Journal of Physical Oceanography. 2002. Vol. 32, iss. 1. P. 353–375. https://doi.org/10.1175/1520-0485(2002)032%3C0353:LSVITM%3E2.0.CO;2
  5. Interdecadal variability of the Western Subarctic Gyre in the North Pacific Ocean / H. Kuroda [et al.] // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2021. Vol. 169. 103461. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2020.103461
  6. Barnett T. P. On the Nature and Causes of Large-Scale Thermal Variability in the Central North Pacific Ocean // Journal of Physical Oceanography. 1981. Vol. 11, iss. 7. P. 887–904. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1981)011%3C0887:OTNACO%3E2.0.CO;2
  7. The North Pacific Oxygen Uptake Rates over the Past Half Century / E. Y. Kwon [et al.] // Journal of Climate. 2016. Vol. 29, iss. 1. P. 61–76. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00157.1
  8. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Рудых Н. И. Климатические изменения термических условий в тихоокеанской субарктике в условиях современного глобального потепления // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С.162–178. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-2-162-178
  9. Archer C. L., Caldeira K. Historical trends in the jet streams // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35, iss. 8. L08803. https://doi.org/10.1029/2008GL033614
  10. Nieves V., Willis J. K., Patzert W. C. Recent hiatus caused by decadal shift in Indo-Pacific heating // Science. 2015. Vol. 349, iss. 6247. P. 532–535. https://doi.org/10.1126/science.aaa4521
  11. Trenberth K. E., Fasullo J. T. An apparent hiatus in global warming? // Earth’s Future. 2013. Vol. 1, iss. 1. P. 19–32. https://doi.org/10.1002/2013EF000165
  12. Physical drivers of the summer 2019 North Pacific marine heatwave / D. J. Amaya [et al.] // Nature Communications. 2020. Vol. 11, iss. 1. 1903. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15820-w
  13. Causes and impacts of the 2014 warm anomaly in the NE Pacific / N. A. Bond [et al.] // Geophysical Research Letters. 2015. Vol. 42, iss. 9. P. 3414–3420. https://doi.org/10.1002/2015GL063306
  14. Changes in Earth’s Energy Budget during and after the ”Pause” in Global Warming: An Observational Perspective / N. G. Loeb [et al.] // Climate. 2018. Vol. 6, iss. 3. 62. https://doi.org/10.3390/cli6030062
  15. Ross T., Jackson J., Hannah C. The Northeast Pacific: Update on marine heatwave status and trends // PICES Press. 2021. Vol. 29, no. 1. P. 46–48. URL: https://meetings.pices.int/publications/pices-press/volume29/PPJan2021.pdf#page=46 (date of access: 20.10.2022).
  16. Di Lorenzo E., Mantua N. Multi-year persistence of the 2014/15 North Pacific marine heatwave // Nature Climate Change. 2016. Vol. 6, iss. 11. P. 1042–1047. https://doi.org/10.1038/nclimate3082
  17. Removing the Effects of Tropical Dynamics from North Pacific Climate Variability / Y. Zhao [et al.] // Journal of Climate. 2021. Vol. 34, iss. 23. P. 9249–9265. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0344.1
  18. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В. Региональные особенности межгодовых изменений температуры воды в субарктической зоне Тихого океана // Метеорология и гидрология. 2021. № 2. С. 67–79.
  19. Externally Forced and Internally Generated Decadal Climate Variability Associated with the Interdecadal Pacific Oscillation / G. A. Meehl [et al.] // Journal of Climate. 2013. Vol. 26, iss. 18. P. 7298–7310. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00548.1
  20. Hartmann B., Wendler G. The Significance of the 1976 Pacific Climate Shift in the Climatology of Alaska // Journal of Climate. 2005. Vol. 18, iss. 22. P. 4824–4839. https://doi.org/10.1175/JCLI3532.1
  21. Interannual to Decadal Variability of the Upper-Ocean Heat Content in the Western North Pacific and Its Relationship to Oceanic and Atmospheric Variability / H. Na [et al.] // Journal of Climate. 2018. Vol. 31, iss. 13. P. 5107–5125. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0506.1
  22. A Hybrid Global Ocean Data Assimilation System at NCEP / S. G. Penny [et al.] // Monthly Weather Review. 2015. Vol. 143, iss. 11. P. 4660–4677. https://doi.org/10.1175/MWR-D-14-00376.1
  23. World Ocean Database 2018 / T. P. Boyer [et al.] ; tech. ed. A. V. Mishonov. Silver Spring, MD : U.S. Department of Commerce, 2018. 207 p. (NOAA Atlas NESDIS 87). URL: https://www.ncei.noaa.gov/sites/default/files/2020-04/wod_intro_0.pdf (date of access: 20.10.2022)
  24. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Рудых Н. И. Межгодовая изменчивость термических характеристик верхнего 1000-метрового слоя внетропической зоны северо-западной части Тихого океана на рубеже XX-XXI веков // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 2. С. 157–176. EDN ALOUMA.
  25. Лучин В. А., Матвеев В. И. Межгодовая изменчивость термического состояния холодного подповерхностного слоя Охотского моря // Известия ТИНРО. 2016. Т. 187. C. 205– 216.
  26. On the Response of the Aleutian Low to Greenhouse Warming / B. Gan [et al.] // Journal of Climate. 2017. Vol. 30, iss. 10. P. 3907–3925. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0789.1
  27. Future changes in coastal upwelling ecosystems with global warming: The case of the California Current System. / P. Xiu [et al.] // Scientific Reports. 2018. Vol. 8. 2866. https://doi.org/10.1038/s41598-018-21247-7
  28. Overland J. E., Adams J. M., Bond N. A. Decadal Variability of the Aleutian Low and Its Relation to High-Latitude Circulation // Journal of Climate. 1999. Vol. 12, iss. 5. P. 1542–1548. https://doi.org/10.1175/1520-0442(1999)012%3C1542:DVOTAL%3E2.0.CO;2
  29. On the Pacific Ocean regime shift / C. Stephens [et al.] // Geophysical Research Letters. 2001. Vol. 28, iss. 19. P. 3721–3724. doi:10.1029/2000GL012813
  30. Budgets for Decadal Variability in Pacific Ocean Heat Content / Z. Hu [et al.] // Journal of Climate. 2020. Vol. 33, iss. 17. P. 7663–7678. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0360.1
  31. Western Boundary Currents and Frontal Air–Sea Interaction: Gulf Stream and Kuroshio Extension / K. A. Kelly [et al.] // Journal of Climate. 2010. Vol. 23, iss. 21. P. 5644–5667. https://doi.org/10.1175/2010JCLI3346.1
  32. North Pacific Gyre Oscillation Synchronizes Climate Fluctuations in the Eastern and Western Boundary Systems / L. I. Ceballos [et al.] // Journal of Climate. 2009. Vol. 22, iss. 19. P. 5163– 5174. https://doi.org/10.1175/2009JCLI2848.1
  33. Deser C., Phillips A. S., Hurrell J. W. Pacific Interdecadal Climate Variability: Linkages between the Tropics and the North Pacific during Boreal Winter since 1900 // Journal of Climate. 2004. Vol. 17, iss. 16. P. 3109–3124. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2004)017%3C3109:PICVLB%3E2.0.CO;2

Скачать статью в PDF-формате