Межгодовая изменчивость термических характеристик верхнего 1000-метрового слоя внетропической зоны северо-западной части Тихого океана на рубеже XX–XXI веков

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. Определить тенденции и пространственно-временные особенности межгодовых изменений температуры воды на поверхности (ТПО) и 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 отдельные фазы современного периода глобального потепления.

Методы и результаты. Для анализа данных климатических массивов NOAA использовались методы кластерного, корреляционного, регрессионного анализа и аппарата эмпирических ортогональных функций. Полученные результаты позволили охарактеризовать тенденции межгодовой динамики термических характеристик верхнего, промежуточного и глубинного слоев отдельных районов при различных условиях 20-летних фаз 40-летнего периода современных климатических изменений и дать количественную оценку их особенностей и статистической значимости.

Выводы. В целом по региону в обе фазы современного периода климатических изменений наблюдались положительные статистически значимые тренды среднегодовой ТПО, величина которых в 1982–2000 гг. была в 1,3–1,5 раза выше, чем в 2000–2021 гг. В течение второго периода площадь области с положительными трендами ТПО значительно сократилась и локализовалась в северо-западной части исследуемой акватории. В отличие от ТПО положительные тренды температуры воды в толще вод верхнего 1000-метрового слоя в этот период прослеживаются на большей части исследуемой акватории. Наиболее масштабно корреляционные связи вариаций теплосодержания верхнего слоя океана с процессами в океане и атмосфере проявляются через климатические индексы NPGO, PDO, WP, PTW и аномалии поля геопотенциала ΔH500.

Ключевые слова

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

Благодарности

Работа выполнена в рамках Комплексной межведомственной программы «Экологическая безопасность Камчатки: изучение и мониторинг опасных природных явлений и антропогенных воздействий» (НИОКТР 122012700198-9).

Для цитирования

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. doi:10.29039/0233-7584-2023-2-157-176

Rostov, I.D., Dmitrieva, E.V. and Rudykh, N.I., 2023. Interannual Variability of Thermal Characteristics of the Upper 1000-meter Layer in the Extratropical Zone of the Northwestern Part of the Pacific Ocean at the Turn of the XX–XXI Centuries. Physical Oceanography, 30(2), pp. 141-159. doi:10.29039/1573-160X-2023-2-141-159

DOI

10.29039/0233-7584-2023-2-157-176

EDN

ALOUMA

Список литературы

  1. Johnson G. C., Lyman J. M. Warming trends increasingly dominate global ocean // Nature Climate Change. 2020. Vol. 10. P. 757–761. doi:10.1038/s41558-020-0822-0
  2. 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. doi:10.1175/JCLI-D-17-0506.1
  3. 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
  4. 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. doi:10.22449/0233-7584-2021-2-162-178
  5. 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. doi:10.1175/jcli-d-12-00548.1
  6. 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. doi:10.3390/cli6030062
  7. 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. doi:10.1126/science.aaa4521
  8. Истоки Ойясио / Ред. В. Р. Фукс, А. Н. Мичурин. СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1997. 248 c.
  9. Favorite F., Dodimead A. J., Nasu K. Oceanography of the Subarctic Pacific Region, 1960-71 // International North Pacific Fisheries Commission. Vancouver, Canada. Bulletin Number 33. Japan, Tokyo : Kenkyusha Printing Company, 1976. 187 p. URL: https://npafc.org/wp-content/uploads/Bulletin-33.pdf (date of access 9.06.2022).
  10. 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. doi:10.1016/j.dsr.2020.103461
  11. Yasuda I. Hydrographic Structure and Variability in the Kuroshio-Oyashio Transition Area // Journal of Oceanography. 2003. Vol. 59. P. 389–402. doi:10.1023/A:1025580313836
  12. Ростов И. Д., Дмитриева Е. В., Рудых Н. И. Межгодовая изменчивость термических условий энергоактивной зоны Куросио и сопредельных районов Филиппинского моря // Метеорология и гидрология. 2022. № 4. С. 59–78.
  13. North Pacific Gyre Oscillation links ocean climate and ecosystem change / E. Di Lorenzo [et al.] // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35, iss. 8. L08607. doi:10.1029/2007GL032838
  14. Панин Г. Н., Выручалкина Т. Ю., Соломонова И. В. Региональные климатические изменения в Северном полушарии и их взаимосвязь с циркуляционными индексами // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2010. Т. XXIII. С. 92–108.
  15. 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. doi:10.1029/2001GL013806
  16. 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. doi:10.1175/1520-0485(2002)0320353:LSVITM2.0.CO;2
  17. Бышев В. И., Фигуркин А. Л., Анисимов И. М. Современные климатические изменения термохалинной структуры вод СЗТО // Известия ТИНРО. 2016. Т. 185. С. 215–227. EDN WCAHXF.
  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. Некоторые особенности океанологических условий осеннего цветения микроводорослей у юго-восточного побережья Камчатки / М. К. Пичугин [и др.] // Подводные исследования и робототехника. 2020. № 4 (34). С. 70–73. doi:10.37102/24094609.2020.34.4.010
  20. World Ocean Database 2018 / T. P. Boyer [et al.] // NOAA Atlas NESDIS 87 / Techn. ed. A. V. Mishonov. 2018. 207 p. URL: https://www.ncei.noaa.gov/products/world-ocean-database (date of access 9.06.2022).
  21. Hybrid Global Ocean Data Assimilation System at NCEP / S. G. Penny [et al.] // Monthly Weather Review. 2015. Vol. 143, iss. 11. P. 4660–4677. doi:10.1175/MWR-D-14-00376.1
  22. Budgets for Decadal Variability in Pacific Ocean Heat Content / Z. Hu [et al.] // Journal of Climate. 2020. Vol. 33, iss. 17. P. 7633–7678. doi:10.1175/JCLI-D-19-0360.1
  23. Decadal variability of the upper ocean heat content in the East/Japan Sea and its possible relationship to northwestern Pacific variability / H. Na [et al.] // Journal of Geophysical Research. 2012. Vol. 117, iss. C2. C02017. doi:10.1029/2011JC007369
  24. Role of the Gulf Stream and Kuroshio–Oyashio Systems in Large-Scale Atmosphere–Ocean Interaction: A Review / Y.-O. Kwon [et al.] // Journal of Climate. 2010. Vol. 23, iss. 12. P. 3249–3281. doi:10.1175/2010JCLI3343.1
  25. 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. doi:10.1175/2009JCLI2848.1
  26. Hasegawa T., Yasuda T., Hanawa K. Multidecadal Variability of the Upper Ocean Heat Content Anomaly Field in the North Pacific and its Relationship to the Aleutian Low and the Kuroshio Transport // Papers in Meteorology and Geophysics. 2007. Vol. 58. P. 155–166. doi:10.2467/mripapers.58.155
  27. Wang Y-L., Wu Ch.-R. Enhanced Warming and Intensification of the Kuroshio Extension, 1999–2013 // Remote Sensing. 2019. Vol. 11, iss. 1. 101. doi:10.3390/rs11010101
  28. Interannual-to-Decadal Variability in the Oyashio and its Influence on Temperature in the Subarctic Frontal Zone: An Eddy-Resolving OGCM Simulation / M. Nonaka [et al.] // Journal of Climate. 2008. Vol. 21, iss. 23. P. 6283–6303. doi:10.1175/2008JCLI2294.1
  29. Projected increase in El Niño-driven tropical cyclone frequency in the Pacific / S. S. Chand [et al.] // Nature Climate Change. 2017. Vol. 7. P. 123–127. doi:10.1038/nclimate3181
  30. Kumar A., Wen C. An Oceanic Heat Content–Based Definition for the Pacific Decadal Oscillation // Monthly Weather Review. 2016. Vol. 144, iss. 10. P. 3977–3984. doi:10.1175/mwr-d-16-0080.1
  31. The Pacific Decadal Oscillation, Revisited / M. Newman [et al.] // Journal of Climate. 2016. Vol. 29, iss. 12. P. 4399–4427. doi:10.1175/jcli-d-15-0508.1
  32. Geng T., Yang Y., Wu L. On the Mechanisms of Pacific Decadal Oscillation Modulation in a Warming Climate // Journal of Climate. 2019. Vol. 32, iss. 5. P. 1443–1459. doi:10.1175/jcli-d-18-0337.1

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.