Климатическая структура и внутригодовая изменчивость температурных фронтов на поверхности океана в районе Патагонского шельфа

Ю. В. Артамонов✉, Е. А. Скрипалева, Н. В. Никольский

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: artam-ant@yandex.ru

Аннотация

Цель. Цель работы – проанализировать особенности среднемноголетней структуры и внутригодовой изменчивости характеристик температурных фронтов на поверхности океана в районе Патагонского шельфа.

Методы и результаты. Использовались среднесуточные значения температуры на поверхности океана из массива NOAA OI SST и составляющих геострофической скорости на поверхности из реанализа CMEMS в узлах регулярной сетки с шагом 0,25° за 1993–2020 гг. На западной периферии крупномасштабного циклонического меандра, образуемого течениями в районе Патагонского шельфа, южнее 45° ю. ш. выделены три ветви Субантарктического фронта, соответствующие Западному Фолклендскому течению и двум струям Восточного Фолклендского течения. Севернее 45° ю. ш., где наблюдается одна струя Фолклендского течения, выделена одна ветвь Субантарктического фронта. На восточной периферии выделены фронт, соответствующий общему потоку Бразильского течения и рециркуляции Фолклендского течения, и южнее 40° ю. ш. – отдельная ветвь Субантарктического фронта, соответствующая еще одной рециркуляции Фолклендского течения. Показано, что на западной периферии меандра ветви фронта максимально обостряются в феврале – марте, на восточной периферии – в марте – апреле, в зоне схождения Фолклендского и Бразильского течений – в апреле – мае и ноябре.

Выводы. Выявлено, что основная ветвь Субантарктического фронта на западной периферии циклонического меандра южнее 45° ю. ш. проходит над изобатами 900–1000 м, севернее 45° ю. ш. – над изобатами 150–170 м, ближе к зоне схождения Фолклендского и Бразильского течений – над изобатами 50–60 м. На восточной периферии меандра севернее 40° ю. ш. основная ветвь фронта проходит над изобатами 800–1000 м, южнее 40° ю. ш. – над изобатами 1000–2500 м. Установлено, что отличия сезонного цикла интенсивности разных ветвей Субантарктического фронта связаны с различиями в скорости прогрева и охлаждения поверхностных вод, разделяемых этими ветвями.

Ключевые слова

Патагонский шельф, крупномасштабный циклонический меандр, донная топография, Субантарктический фронт, Фолклендское течение, Бразильское течение, сезонная изменчивость, горизонтальный градиент температуры

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014 «Фундаментальные исследования процессов взаимодействия в системе океан – атмосфера, формирующих изменчивость физического состояния морской среды на различных пространственно-временных масштабах».

Для цитирования

Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Никольский Н. В. Климатическая структура и внутригодовая изменчивость температурных фронтов на поверхности океана в районе Патагонского шельфа // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 4. С. 514–533. EDN QJJFVQ.

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A. and Nikolsky, N.V., 2024. Сlimatic Structure and Intra-Annual Variability of Temperature Fronts on the Ocean Surface in the Patagonian Shelf Region. Physical Oceanography, 31(4), pp. 467-485.

Список литературы

  1. Зырянов В. Н., Северов Д. Н. Циркуляция вод Фолклендско-Патагонского района и ее сезонная изменчивость // Океанология. 1979. Т. 19, № 5. С. 782–790. EDN DSXZHG.
  2. Гурецкий В. В. Поверхностные термические фронты в атлантическом секторе Южного океана // Метеорология и гидрология. 1987. № 8. С. 81–88. URL : https://www.researchgate.net/publication/263766610 (дата обращения: 05.07.2024).
  3. Peterson R. G., Whitworth T. III. The subantarctic and polar fronts in relation to deep water masses through the southwestern Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1989. Vol. 94, iss. C8. P. 10817–10838. https://doi.org/10.1029/JC094iC08p10817
  4. Peterson R. G., Stramma L. Upper-level circulation in the South Atlantic Ocean // Progress in Oceanography. 1991. Vol. 26, iss. 1. Р. 1–73. https://doi.org/10.1016/0079-6611(91)90006-8
  5. Белкин И. М. Фронтальная структура Южной Атлантики // Пелагические экосистемы Южного океана / Отв. ред. Н. М. Воронина. Москва : Наука, 1993. С. 40–53.
  6. Orsi A. H., Whitworth T. III, Nowlin W. D. Jr. On the meridional extent and fronts of the Antarctic Circumpolar Current // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1995. Vol. 42, iss. 5. P. 641–673. https://doi.org/10.1016/0967-0637(95)00021-W
  7. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А. Структура и сезонная изменчивость Субантарктического фронта в юго-западной Атлантике по данным спутниковых измерений температуры поверхности океана // Системы контроля окружающей среды, 2005. Вып. 8. С. 237–239.
  8. Sokolov S., Rintoul S. R. Сircumpolar structure and distribution of the Antarctic Circumpolar Current fronts: 1. Mean circumpolar paths // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2009. Vol. 114, iss. C11. C11018. https://doi.org/10.1029/2008JC005108
  9. Fronts, meanders and eddies in Drake Passage during the ANT-XXIII/3 cruise in January–February 2006: A satellite perspective / N. Barré [et al.] // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2011. Vol. 58, iss. 25–26. P. 2533–2554. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2011.01.003
  10. Southern Ocean fronts: Controlled by wind or topography? / R. M. Graham [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2012. Vol. 117, iss. С8. C08018. https://doi.org/10.1029/2012JC007887
  11. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Никольский Н. В. Климатическая структура динамических и температурных фронтов в море Скоша и прилегающих акваториях // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 2. С. 127–150. EDN OKWWJW.
  12. Roden G. I. Thermohaline fronts and baroclinic flow in the Argentine basin during the austral spring of 1984 // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1986. Vol. 91, iss. C4. P. 5075–5093. https://doi.org/10.1029/JC091iC04p05075
  13. Structure and Variability of the Falkland Current / A. V. Remeslo [et al.] // Doklady Earth Sciences. 2004. Vol. 399, iss. 8. P. 1156–1159. EDN LIOLMN.
  14. Multiple thermal fronts near the Patagonian shelf break / B. C. Franco [et al.] // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35, iss. 2. L02607. https://doi.org/10.1029/2007GL032066
  15. Multiple jets in the Malvinas Current / A. R. Piola [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2013. Vol. 118, iss. 4. P. 2107–2117. https://doi.org/10.1002/jgrc.20170
  16. Malvinas Current variability from Argo floats and satellite altimetry / C. Artana [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. Vol. 121, iss. 7. P. 4854–4872. https://doi.org/10.1002/2016JC011889
  17. Fronts of the Malvinas Current System: Surface and Subsurface Expressions Revealed by Satellite Altimetry, Argo Floats, and Mercator Operational Model Outputs / C. Artana [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2018. Vol. 123, iss. 8. P. 5261–5285. https://doi.org/10.1029/2018JC013887
  18. Saraceno M., Provost C., Piola A. R. On the relationship between satellite-retrieved surface temperature fronts and chlorophyll a in the western South Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2005. Vol. 110, iss. C11. C11016. https://doi.org/10.1029/2004JC002736
  19. Sokolov S., Rintoul S. R. On the relationship between fronts of the Antarctic Circumpolar Current and surface chlorophyll concentrations in the Southern Ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2007. Vol. 112, iss. C7. C07030. https://doi.org/10.1029/2006JC004072
  20. Defining Southern Ocean fronts and their influence on biological and physical processes in a changing climate / C. C. Chapman [et al.] // Nature Climate Change. 2020. Vol. 10. P. 209–219. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0705-4
  21. Velocity and transport of the Falkland Current at 46°S / E. G. Morozov [et al.] // Russian Journal of Earth Sciences. 2016. Vol. 16, iss. 6. ES6005. EDN XESXYR. https://doi.org/10.2205/2016ES000588
  22. Direct Measurements of the Malvinas Current Velocity Structure / D. I. Frey [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. Vol. 126, iss. 4. e2020JC016727. https://doi.org/10.1029/2020JC016727
  23. Артамонов Ю. В. Сезонная изменчивость положения Субантарктического фронта в юго-западной части Атлантики // Доклады НАН Украины. 2000. № 10. С. 115–120.
  24. Daily High-Resolution-Blended Analyses for Sea Surface Temperature / R. W. Reynolds [et al.] // Journal of Climate. 2007. Vol. 20, iss. 22. Р. 5473–5496. https://doi.org/10.1175/2007JCLI1824.1
  25. Matano R. P., Schlax M. G., Chelton D. B. Seasonal variability in the southwestern Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1993. Vol. 98, iss. C10. P. 18027–18035. https://doi.org/10.1029/93JC01602

Скачать статью в PDF-формате