Исследование пространственно-временной изменчивости стратификации плотности и характеристик внутренних волн в Баренцевом и Карском морях

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

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: nele7@mail.ru

Аннотация

Цель. Исследование пространственно-временной изменчивости вертикальной структуры поля плотности и характеристик внутренних волн на климатическом масштабе в Баренцевом и Карском морях – цель настоящей работы.

Методы и результаты. На основе данных реанализа ORAS5 о среднемесячных значениях потенциальной температуры и солености в узлах ~ 10-километровой сетки за период 1958–2022 гг. рассчитана плотность вод. На основе сформированного массива плотности определены максимальные значения частоты плавучести и глубины их залегания. Рассчитаны амплитуды вертикальной составляющей скорости первой моды свободных внутренних волн, определены максимальные значения амплитуд и глубины их залегания в Баренцевом и Карском морях.

Выводы. В результате анализа получено, что на рассмотренном временном отрезке средний по морю климатический максимум частоты плавучести имеет тенденцию уменьшения и заглубления как в Баренцевом, так и в Карском море. Наибольшие тренды максимума частоты плавучести отмечаются в теплое полугодие (июнь – ноябрь): положительные – в южной части Баренцева моря в сентябре – ноябре в районе влияния атлантических вод, отрицательные – в июне – августе в районе Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена, куда поступают холодные арктические воды и льды из Северного Ледовитого океана. Наибольшие тренды максимума амплитуды вертикальной составляющей скорости внутренних волн отмечаются в холодное полугодие (декабрь – май): положительные – с января по апрель в северных районах Баренцева и Карского морей, отрицательные – в ноябре – январе в южной части Баренцева моря.

Ключевые слова

Баренцево море, Карское море, частота плавучести, внутренние волны, амплитуда вертикальной составляющей скорости, линейный тренд, межгодовая изменчивость

Благодарности

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

Информация об авторах

Букатов Антон Алексеевич, заведующий отделом океанографии, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат физико-математических наук, ORCID ID: 0000-0002-1165-8428, ResearcherID: P-6733-2017, SPIN-код: 7790-4651, newisland@list.ru

Соловей Неля Михайловна, младший научный сотрудник, отдел океанографии, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), ORCID ID: 0000-0003-3359-0345, SPIN-код: 4078-4270, nele7@mail.ru

Павленко Екатерина Анатольевна, младший научный сотрудник, отдел океанографии, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), ORCID ID: 0000-0001-9146-5708, SPIN-код: 3047-6419, pavlenko.ea@mhi-ras.ru

Для цитирования

Букатов А. А., Соловей Н. М., Павленко Е. А. Исследование пространственно-временной изменчивости стратификации плотности и характеристик внутренних волн в Баренцевом и Карском морях // Морской гидрофизический журнал. 2026. Т. 42, № 1. С. 5–20. EDN JXNZTE.

Bukatov, A.A., Solovei, N.M. and Pavlenko, E.A., 2026. Study of Spatial-Temporal Variability in Density Stratification and Characteristics of Internal Waves in the Barents and Kara Seas. Physical Oceanography, 33(1), pp. 3-17.

Список литературы

  1. Латонин М. М., Башмачников И. Л., Бобылёв Л. П. Явление арктического усиления и его движущие механизмы // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, № 3. С. 3–19. https://doi.org/10.7868/S2073667320030016
  2. Климатические изменения в Арктике и Северной Полярной области / Г. В. Алексеев [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 1. С. 67–80. EDN MSMHPF.
  3. Изменения климата Арктики и Антарктики – результат действия естественных причин / И. Е. Фролов [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 2. С. 52–61. EDN NAVNSJ.
  4. Климатическая изменчивость ледяных массивов Карского моря / В. П. Карклин [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. № 4. С. 37–46. EDN ZXPAZV.
  5. Алексеев Г. В., Данилов А. И., Смоляницкий В. М. Летнее сокращение морских льдов в Арктике в 2012 г. // Российские полярные исследования. 2012. № 3. С. 11–13. EDN PQJCKJ.
  6. Lind S., Ingvaldsen R. B., Furevik T. Arctic warming hotspot in the northern Barents Sea linked to declining sea-ice import // Nature Climate Change. 2018. Vol. 8, iss. 7. P. 634–639. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0205-y
  7. Изменение гидрологических условий в Баренцевом море как индикатор климатических трендов в евразийской Арктике в ХХI веке / В. В. Иванов [и др.] // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2022. № 1. С. 13–25. EDN TKYDXO.
  8. Воды Баренцева моря: структура, циркуляция, изменчивость / В. К. Ожигин [и др.]. Мурманск : Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н. М. Книповича, 2016. 260 с. EDN WQEAPR.
  9. 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.
  10. Коник А. А., Зимин А. В., Атаджанова О. А. Количественные оценки изменчивости характеристик температуры поверхности моря в районе фронтальных зон Карского моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019. Т. 12, № 1. С. 54–61. EDN TXLIBC. https://doi. org/10.7868/S2073667319010076
  11. Поверхностные и внутренние волны в арктических морях / Под ред. И. В. Лавренова, Е. Г. Морозова. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 2002. 362 с.
  12. Shiklomanov I. A., Shiklomanov A. I. Сlimatic Change and the Dynamics of River Runoff into the Arctic Ocean // Water Resources. 2003. Vol. 30, iss. 6. P. 593–601. EDN LIGAAT. https://doi.org/10.1023/B:WARE.0000007584.73692.ca
  13. 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. (Book Series Springer Geology, vol. 4). EDN HMXRFR. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16575-7_47
  14. Сток рек России при происходящих и прогнозируемых изменениях климата: обзор публикаций. 1. Оценка изменений водного режима рек России по данным наблюдений / Н. Л. Фролова [и др.] // Водные ресурсы. 2022. Т. 49, № 3. С. 251–269. EDN YBZDRN. https/doi.org/10.31857/S032105962203004X
  15. Букатов А. А., Соловей Н. М., Павленко Е. А. Оценка связи дисперсионных свойств свободных внутренних волн и вертикальной структуры поля плотности в Баренцевом и Карском морях // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 1. С. 20–30. EDN SBCHJI. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-1-20-30
  16. 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.
  17. Миропольский Ю. З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1981. 302 с.
  18. Гриценко В. А., Красицкий В. П. Об одном способе расчета дисперсионных соотношений и собственных функций внутренних волн в океане по данным натурных измерений // Океанология. 1982. Т. XXII, вып. 4. С. 545–549.
  19. Козлов И. Е., Кудрявцев В. Н., Сандвен С. Некоторые результаты исследования внутренних волн в Баренцевом море методами радиолокационного зондирования из космоса // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3. С. 60–69. EDN NDLAFR.
  20. Короткопериодные внутренние волны в Белом море: оперативный подспутниковый эксперимент летом 2012 г. / А. В. Зимин [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2014. № 3. С. 41–55. EDN SDXHBR. https://doi.org/10.7868/S0205961414030087
  21. Характеристики поля короткопериодных внутренних волн в Карском море по данным спутниковых радиолокационных измерений / И. Е. Козлов [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2015. № 4. С. 44–59. EDN UDEYRL. https://doi.org/10.7868/S0205961415040053
  22. Трансформация бризера внутренних волн первой моды над вертикальным уступом в трехслойной жидкости / П. В. Лобовиков [и др.] // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55, № 6. С. 182–193. EDN JRYIMF. https://doi.org/10.31857/S0002-3515556182-193
  23. Моря российской Арктики в современных климатических условиях / Под ред. И. М. Ашика. Санкт-Петербург : ААНИИ, 2021. 359 с.
  24. Система Баренцева моря / А. П. Лисицын [и др.]. Москва : ООО «Издательство ГЕОС», 2021. 672 с. EDN NXXCXU. https://doi.org/10.29006/978-5-6045110-0-8
  25. Тимофеев В. Т. Устойчивость вод Баренцева моря // Проблемы Арктики. 1944. Вып. 3. С. 5–37.
  26. Карлин Л. Н., Малинин В. Н., Гордеева С. М. Изменчивость гидрофизических характеристик в Гольфстриме // Океанология. 2013. Т. 53, № 4. С. 454–462. EDN QMFYTN. https://doi.org/10.7868/S0030157413040047
  27. Bryden H. L., Longworth H. R., Cunningham S. A. Slowing of the Atlantic meridional overturning circulation at 25° N // Nature. 2005. Vol. 438. P. 655–657. https://doi.org/10.1038/nature04385
  28. Букатов А. Е., Букатов А. А., Бабий М. В. Отклик воздействия внутренних и внешних факторов в широтном смещении кромки морского льда в арктическом бассейне // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 6. С. 28–36. EDN XGXULB. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2016-6-28-36

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.