Межгодовые изменения солености верхнего 1000-метрового слоя внетропической зоны северо-западной части Тихого океана в условиях интенсификации глобального гидрологического цикла

И. Д. Ростов✉, Е. В. Дмитриева

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

✉ e-mail: rostov@poi.dvo.ru

Аннотация

Цель. Определить тенденции и региональные особенности межгодовых изменений солености и солесодержания в верхнем 1000-метровом слое внетропической зоны северо-западной части Тихого океана и дать анализ их возможных причинно-следственных связей с крупномасштабными и региональными процессами в океане и атмосфере за два последних десятилетия современного периода глобального потепления – цель настоящей работы.

Методы и результаты. Использовались данные климатических массивов NOAA по солености и скорости течений системы усвоения океанографических наблюдений GODAS (NCEP Global Ocean Data Assimilation System) в узлах регулярной сетки 0,3° × 1° на 31 горизонте за период 2000–2022 гг., ряды климатических индексов с сайтов NOAA и срочных наблюдений солености на прибрежных гидрометеостанциях Росгидромета. Также были взяты среднемесячные данные реанализа ERA5 по величинам осадков (Reanalysis Data ERA5 monthly 2d Surface) и испарения с подстилающей поверхности (WHOI OAFlux version3 monthly evapr oaflux) с сервера ERDDAP доступа к океанографическим данным NOAA. В ходе анализа применялись методы кластерного, корреляционного, регрессионного анализа и аппарата эмпирических ортогональных функций. Проведенные исследования позволили выявить и охарактеризовать региональные пространственно-временные особенности ускоренных изменений солености и солесодержания в толще вод верхних 1000 м исследуемого района в условиях современной фазы потепления, сопровождающегося интенсификацией глобального и местных гидрологических циклов. Дана оценка количественных характеристик отмеченных тенденций и их статистической значимости.

Выводы. В целом по акватории прослеживается тенденция постепенного уменьшения средних значений солености у поверхности и опреснения вод верхнего 1000-метрового слоя, которая сопровождалась приростом теплосодержания вод этого слоя на 3%.

Ключевые слова

северо-западная часть Тихого океана, внетропическая зона, климатические изменения, гидрологический цикл, соленость, солесодержание, тренды, региональные особенности, климатические индексы, корреляционные связи

Благодарности

Работа выполнена в рамках Комплексной межведомственной программы «Экологическая безопасность Камчатки: изучение и мониторинг опасных природных явлений и антропогенных воздействий» (Регистрационный номер НИОКТР 122012700198-9). Авторы благодарят разработчиков за возможность использовать климатические данные, размещенные на сайтах NOAA и Росгидромета.

Для цитирования

Ростов И. Д., Дмитриева Е. В. Межгодовые изменения солености верхнего 1000-метрового слоя внетропической зоны северо-западной части Тихого океана в условиях интенсификации глобального гидрологического цикла // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 2. С. 215–230. EDN TEOSTA.

Rostov, I.D. and Dmitrieva, E.V., 2024. Interannual Salinity Changes in the Upper 1000-Meter Layer of Extratropical Zone in the Northwestern Pacific Ocean under Conditions of the Intensification of Global Hydrological Cycle. Physical Oceanography, 31(2), pp. 194-207.

Список литературы

  1. Climate change 2021 – The physical science basis: Working group I contribution to the Sixth assessment report of the Intergovernmental panel on climate change / Eds. V. Masson-Delmotte [et al.]. Cambridge, United Kingdom : Cambridge University Press, 2023. 2391 p. https://doi.org/10.1017/9781009157896
  2. Durack P. J., Wijffels S. E. Fifty-year trends in global ocean salinities and their relationship to broad-scale warming // Journal of Climate. 2010. Vol. 23, iss. 16. P. 4342–4362. https://doi.org/10.1175/2010JCLI3377.1
  3. Salinity changes in the World Ocean since 1950 in relation to changing surface freshwater fluxes / N. Skliris [et al.] // Climate Dynamics. 2014. Vol. 43, iss. 3–4. P. 709–736. https://doi.org/10.1007/s00382-014-2131-7
  4. Improved estimates of changes in upper ocean salinity and the hydrological cycle / L. Cheng [et al.] // Journal of Climate. 2020. Vol. 33, iss. 23. P. 10357–10381. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0366.1
  5. Durac P. J., Wijffels S. E., Matear R. J. Ocean salinities reveal strong global water cycle intensification during 1950 to 2000 // Science. 2012. Vol. 336, iss. 6080. P. 455–458. https://doi.org/10.1126/science.1212222
  6. Helm K. P., Bindoff N. L., Church J. A. Changes in the global hydrological-cycle inferred from ocean salinity // Geophysical Research Letters. 2010. Vol. 37, iss. 18. L18701. https://doi.org/10.1029/2010GL044222
  7. Global surface layer salinity change detected by Argo and its implication for hydrological cycle intensification / S. Hosoda [et al.] // Journal of Oceanography. 2009. Vol. 65, iss. 4. P. 579–586. https://doi.org/10.1007/s10872-009-0049-1
  8. Малинин В. Н. Уровень океана: настоящее и будущее. СПб. : РГГМУ, 2012. 260 с.
  9. Aretxabaleta A. L., Smith K. W., Kalra T. S. Regime changes in global sea surface salinity trend // Journal of Marine Science and Engineering. 2017. Vol. 5, iss. 4. 57. https://doi.org/10.3390/jmse5040057
  10. Maintenance and broadening of the ocean's salinity distribution by the water cycle / J. D. Zika [et al.] // Journal of Climate. 2015. Vol. 28, iss. 24. P. 9550–9560. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0273.1
  11. Climatological seasonal variation of the upper ocean salinity / Y. Liu [et al.] // International Journal of Climatology. 2022. Vol. 42, iss. 6. P. 3477–3498. https://doi.org/10.1002/joc.7428
  12. Intensification of the global water cycle and evidence from ocean salinity: a synthesis review / L. Yu [et al.] // Annals of the New York Academy of Sciences. 2020. Vol. 1472, iss. 1. P. 76–94. https://doi.org/10.1111/nyas.14354
  13. Corbett C. M., Subrahmanyam B., Giese B. S. A comparison of sea surface salinity in the equatorial Pacific Ocean during the 1997–1998, 2012–2013, and 2014–2015 ENSO events // Climate Dynamics. 2017. Vol. 49, iss. 9–10. P. 3513–3526. https://doi.org/10.1007/s00382-017-3527-y
  14. Examining the salinity change in the upper Pacific Ocean during the Argo period / G. Li [et al.] // Climate Dynamics. 2019. Vol. 53, iss. 9–10. P. 6055–6074. https://doi.org/10.1007/s00382-019-04912-z
  15. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Рудых Н. И. Межгодовая изменчивость термических условий во внетропической зоне южной части Тихого океана на рубеже XX–XXI веков // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 6. С. 659–679. EDN EPGAOP. http://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-6-659-679
  16. On the reset of the wind-forced decadal Kuroshio extension variability in late 2017 / B. Qiu [et al.] // Journal of Climate. 2020. Vol. 33, iss. 24. P. 10813–10828. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0237.1
  17. 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
  18. Yasuda I. Hydrographic structure and variability in the Kuroshio-Oyashio Transition Area // Journal of Oceanography. 2003. Vol. 59, iss. 4. P. 389–402. https://doi.org/10.1023/A:1025580313836
  19. 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. http://doi.org/10.29039/0233-7584-2023-2-157-176
  20. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме / Под ред. В. М. Катцова. СПб. : Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.
  21. Atmospheric rivers over the Northwestern Pacific: Climatology and interannual variability / Y. Kamae [et al.] // Journal of Climate. 2017. Vol. 30, iss. 15. P. 5605–5619. https://doi.org/10.1175/jcli-d-16-0875.1
  22. Oey L.-Y., Chou S. Evidence of rising and poleward shift of storm surge in western North Pacific in recent decades // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. Vol. 121, iss. 7. P. 5181–5192. https://doi.org/10.1002/2016jc011777
  23. Long-term change and variation of salinity in the western North Pacific subtropical gyre revealed by 50-year long observations along 137°E / E. Oka [et al.] // Journal of Oceanography. 2017. Vol. 73, iss. 4. P. 479–490. https://doi.org/10.1007/s10872-017-0416-2
  24. Cold-core anticyclonic eddies south of the Bussol’ Strait in the Northwestern Subarctic Pacific / I. Yasuda [et al.] // Journal of Physical Oceanography. 2000. Vol. 30, iss. 6. P. 1137–1157. https://doi.org/10.1175/1520-0485(2000)030%3C1137:CCAESO%3E2.0.CO;2
  25. Itoh S., Yasuda I. Characteristics of mesoscale eddies in the Kuroshio–Oyashio extension region detected from the distribution of the sea surface height anomaly // Journal of Physical Oceanography. 2010. Vol. 40, iss 5. P. 1018–1034. https://doi.org/10.1175/2009JPO4265.1
  26. Transport of North Pacific intermediate water across Japanese WOCE sections / Y. You [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C6. 3196. https://doi.org/10.1029/2002JC001662
  27. 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
  28. Observed freshening and warming of the western Pacific Warm Pool / S. Cravatte [et al.] // Climate Dynamics. 2009. Vol. 33, iss. 4. P. 565–589. https://doi.org/10.1007/s00382-009-0526-7
  29. A Tripole Index for the Interdecadal Pacific Oscillation / B. J. Henley [et al.] // Climate Dynamics. 2015. Vol. 45, iss. 11–12. P. 3077–3090. https://doi.org/10.1007/s00382-015-2525-1

Скачать статью в PDF-формате