Исследование изменчивости верхнего квазиоднородного слоя в Баренцевом и Карском морях

А. А. Букатов, Е. А. Павленко✉, Н. М. Соловей

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: ekk.pavlenko@yandex.ru

Аннотация

Цель. Исследование пространственно-временной изменчивости верхнего квазиоднородного слоя в Баренцевом и Карском морях на климатическом масштабе – цель настоящей работы.

Методы и результаты. На основе данных реанализа ORAS5 о среднемесячных значениях потенциальной температуры и солености в узлах ~ 10-километровой сетки с неравномерным шагом по глубине до ~ 400 м за период 1958–2022 гг. была рассчитана потенциальная плотность вод. На основе сформированного массива плотности найдена толщина верхнего квазиоднородного слоя Баренцева и Карского морей. Для оценки этого слоя использовался пороговый критерий Δσ = 0,03 кг/м3. Полученные результаты позволили выделить районы со значительной изменчивостью толщины верхнего квазиоднородного слоя.

Выводы. Анализ показал, что максимального развития верхний квазиоднородный слой достигает в феврале, марте, минимального – в июне, июле. Таким образом, наибольшие значения толщины этого слоя в рассматриваемых морях наблюдаются в период усиления осенне-зимней конвекции. В холодное полугодие (ноябрь – апрель) толщина верхнего квазиоднородного слоя в среднем по акватории Баренцева моря составляет 105 м, Карского – 23 м. Анализ межгодовой изменчивости среднегодовых значений толщины этого слоя показал наличие положительного климатического тренда за период 1958–2022 гг. в Баренцевом и Карском морях (рост толщины верхнего квазиоднородного слоя). Тенденция увеличения прослеживается как в холодное, так и в теплое полугодие. Тренд среднегодовой толщины верхнего квазиоднородного слоя в среднем для Баренцева моря составил 1,3 м/10 лет, для Карского 1,2 м/10 лет.

Ключевые слова

Баренцево море, Карское море, толщина верхнего квазиоднородного слоя, вертикальное перемешивание, линейный тренд, межгодовая изменчивость

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0001.

Для цитирования

Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Исследование изменчивости верхнего квазиоднородного слоя в Баренцевом и Карском морях // Морской гидрофизический журнал. 2025. Т. 41, № 2. С. 160–170. EDN RFHCOE.

Bukatov, A.A., Pavlenko, E.A. and Solovei, N.M., 2025. Investigation of the Upper Mixed Layer Variability in the Barents and Kara Seas. Physical Oceanography, 32(2), pp. 187-196.

Список литературы

  1. Luchin V. A. Intra-annual variability of the mixed layer parameters in the Okhotsk Sea // Izvestiya TINRO. 2018. Vol. 195, iss. 4. P. 170–183. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2018-195-170-183
  2. Aagaard K., Coachman L. K. Toward an ice-free Arctic Ocean // Eos, Transactions American Geophysical Union. 1975. Vol. 56, iss. 7. P. 484–486. https://doi.org/10.1029/EO056i007p00484
  3. Rudels B., Anderson L. G., Jones E. P. Formation and evolution of the surface mixed layer and halocline of the Arctic Ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1996. Vol. 101, iss. C4. P. 8807–8821. https://doi.org/10.1029/96JC00143
  4. Захаров В. Ф. Морские льды в климатической системе. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1996. 213 с.
  5. Interannual variability of parameters of the Arctic Ocean surface layer and halocline / E. Cherniavskaia [et al.] // Arctic and Antarctic Research. 2020. Vol. 66, iss. 4. P. 404–426. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-4-404-426
  6. Научные исследования в Арктике. Т. 2. Климатические изменения ледяного покрова морей Евразийского шельфа / И. Е. Фролов [и др.]. Санкт-Петербург : Наука, 2007. 135 с.
  7. Arctic sea ice decline: Faster than forecast / J. Stroeve [et al.] // Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34, iss. 9. L09501. https://doi.org/10.1029/2007GL029703
  8. Kwok R., Rothrock D. A. Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958–2008 // Geophysical Research Letters. 2009. Vol. 36, iss. 15. L15501. https://doi.org/10.1029/2009gl039035
  9. Климатические изменения термических условий Карского моря за последние 40 лет / И. Д. Ростов [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65, № 2. С. 125–147. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2019-65-2-125-147
  10. Моря российской Арктики в современных климатических условиях. Санкт-Петербург : ААНИИ, 2021. 360 с.
  11. Macdonald R. W., Harner T., Fyfe J. Recent climate change in the Arctic and its impact on contaminant pathways and interpretation of temporal trend data // Science of the Total Environment. 2005. Vol. 342, iss. 1–3. P. 5–86. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.12.059
  12. Аномальные изменения термохалинной структуры Северного Ледовитого океана / И. Е. Фролов [и др.] // Доклады Академии наук. 2009. Т. 429, № 5. С. 688–690. EDN KYGOOB.
  13. Peralta-Ferriz С., Woodgate R. A. Seasonal and interannual variability of pan-Arctic surface mixed layer properties from 1979 to 2012 from hydrographic data, and the dominance of stratification for multiyear mixed layer depth shoaling // Progress in Oceanography. 2015. Vol. 134. P. 19–53. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2014.12.005
  14. Власенков Р. Е., Смирнов А. В., Макштас А. П. Оценка потенциального прогрева поверхностного слоя морей Карского и Лаптевых в 2007 и 2008 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 2 (85). С. 35–39. EDN NAVNPR.
  15. Mixing, heat fluxes and heat content evolution of the Arctic Ocean mixed layer / A. Sirevaag [et al.] // Ocean Science. 2011. Vol. 7, iss. 3. P. 335–349. https://doi.org/10.5194/os-7-335-2011
  16. Bukatov A. A., Pavlenko E. A., Solovei N. M. River Runoff Influence on the Density Stratification of the Russian Arctic Seas // Processes in GeoMedia – Volume VI / Ed. T. Chaplina. Cham : Springer, 2023. P. 523–536. (Springer Geology Series). https://doi.org/10.1007/978-3-031-16575-7_47
  17. Смирнов А. В., Кораблев А. А. Взаимосвязь между характеристиками перемешанного слоя и потоками тепла на границе раздела океан – атмосфера в Северо-Европейском бассейне // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3 (86). С. 79–88. EDN NDLAGL.
  18. Influences of the ocean surface mixed layer and thermohaline stratification on Arctic Sea ice in the central Canada Basin / J. M. Toole [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2010. Vol. 115, iss. C10. C10018. https://doi.org/10.1029/2009JC005660
  19. Jackson J. M., Williams W. J., Carmack E. C. Winter sea-ice melt in the Canada Basin, Arctic Ocean // Geophysical Research Letters. 2012. Vol. 39, iss. 3. L03603. https://doi.org/10.1029/2011gl050219
  20. Система Баренцева моря / Под ред. академика А. П. Лисицына. Мocква : ГЕОС, 2021. 672 с. EDN NXXCXU.
  21. Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Особенности пространственно-временной изменчивости частоты Вяйсяля – Брента в Баренцевом и Карском морях // Процессы в геосредах. 2018. № 3. С. 1004–1013. EDN YPOVXN.
  22. Букатов А. А., Соловей Н. М., Павленко Е. А. Региональные особенности плотностной стратификации вод и характеристик внутренних волн в арктических морях // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 6. С. 779–796. EDN WVSPOB.
  23. Ivanov V. V., Frolov I. E., Filchuk K. V. Transformation of Atlantic Water in the north-eastern Barents Sea in winter // Arctic and Antarctic Research. 2020. Vol. 66, iss. 3. P. 246–266 (in Russian). https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-3-246-266
  24. Влияние Арктики на формирование аномалий солености в Северо-Западной Атлантике и Северо-Европейском бассейне / А. Е. Вязилова [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 3 (105). P. 39–50. EDN VCYGQZ.

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.