Вертикальная структура течений в западной части моря Уэдделла

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Южный океан играет ключевую роль в глобальной циркуляции вод Мирового океана. Круговорот Уэдделла, являясь одним из двух круговоротов, определяющих крупномасштабную динамику вод Южного океана, оказывает значительное влияние на глобальную термохалинную циркуляцию. В связи с этим, исследование динамики и структуры вод в море Уэдделла представляется весьма актуальной задачей для улучшения нашего понимания происходящих в Мировом океане процессов. В данной работе на основе собранного из открытого источника (Pangaea) массива данных о скоростях течений с автономных заякоренных буйковых станций изучалась вертикальная структура течений на склоне в западной части моря Уэдделла (северо-западная и южная части). Основным результатом анализа средних значений скоростей является интенсификация течений в придонном слое. По всей видимости, этот эффект является характерной особенностью круговорота Уэдделла как для его западной ветви, так и для южной. Отмечавшееся раннее в отдельных работах увеличение значений скоростей в придонном слое на отдельных буйковых постановках в отдельных локациях, было подтверждено и показано на основе массива данных о скоростях течений по 108 датчикам на 37 заякоренных буйковых станциях для континентального склона в северо-западной и южной части моря Уэдделла.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. З. Мухаметьянов

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: rinat0233@mail.ru
Россия, Москва, Нахимовский пр. 36, 117997; Долгопрудный, Институтский пер. 9., 141700

Список литературы

  1. Антипов Н. Н., Багрянцев Н. В., Данилов А. И., Клепиков А. В. Зимние исследования антарктической зоны Южного океана (к 25-летию организации советско-российско-американской дрейфующей станции «Уэдделл –1») // Океанология. 2019. Т. 59. № 2. С. 308–310.
  2. Дианский Н. А., Морозов Е. Г., Фомин В. В., Фрей Д. И. Распространение загрязнений в Норвежском море от придонного источника // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. T. 57. № 2. С. 218–230. https://doi.org/10.31857/S0002351521020048
  3. Клепиков В. В. Гидрология моря Уэдделла // Труды Сов. Антарктической Экспедиции 1963. Т. 17. С. 45–93.
  4. Darelius E., Fer I., Janout M. A., Daae K., Steiger N. Observations of the shelf break current in the southern Weddell Sea: seasonal variability and mean state // ESS Open Archive. 2023. https://doi.org/10.22541/essoar.169945617.72057337/v1
  5. Fahrbach E., Rohardt G., Krause G. The Antarctic coastal current in the southeastern Weddell Sea // Polar Biology. 1992. V. 12. P. 171–182.
  6. Fahrbach E., Rohardt G., Scheele N., Schroder M., Strass V., Wisotzki A. Formation and discharge of deep and bottom water in the northwestern Weddell sea // Journal of Marine Research. 1995. V. 53. № 4. P. 515–538.
  7. Frey D., Krechik V., Gordey A., Gladyshev S., Churin D., Drozd I., Osadchiev A., Kashin S., Morozov E. and Smirnova D. Austral summer circulation in the Bransfield Strait based on SADCP measurements and satellite altimetry // Front. Mar. Sci. V. 10:1111541. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1111541
  8. Frey D. I., Krechik V. A., Morozov E. G., Drozd I. D., Gordey A. S., Latushkin A. A., Mekhova O. S., Mukhametianov R. Z., Murzina S. A., Ostroumova S. A., Ponomarev V. I., Salyuk P. A., Smirnova D. A., Shutov S. A., Zuev O. A. Water Exchange between Deep Basins of the Bransfield Strait // Water. 2022. V. 14. P. 3193. https://doi.org/10.3390/w14203193
  9. Jullion L., Naveira Garabato A. C., Bacon S., Meredith M. P., Brown P. J., Torres-Valdes S., Speer K. G., Holland P. R., Dong J., Bakker D., Hoppema M., Loose B., Venables H. J., Jenkins W. J., Messias M.-J., Fahrbach E. The contribution of the Weddell Gyre to the lower limb of the Global Overturning Circulation // Journal of Geophysical Research. 2014. V. 119. P. 3357–3377. https://doi.org/10.1002/2013JC⁰09725
  10. Nicholls K. W., Østerhus S., Makinson K., Gammelsrød T., Fahrbach E. Ice-Ocean Processes over the Continental Shelf of the Southern Weddell Sea, Antarctica: A Review // Reviews of Geophysics. 2009. V. 47. P. 1–23.https://doi.org/10.1029/ 2007RG000250
  11. Orsi A. H., Jacobs S. S., Gordon A. L., Visbeck M. Cooling and ventilating the abyssal ocean // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. P. 2923–2926.
  12. Orsi A. H., Nowlin W. D., Whitworth T. III. On the circulation and stratification of the Weddell Gyre // Deep-Sea Research Part I. 1993. V. 40. P. 169–203.
  13. https://doi.org/10.1016/0967–0637(93)90060-G
  14. Pangaea. Data Publisher for Earth & Environmental Science. URL: https://www.pangaea.de/?t=Oceans.
  15. Schlitzer R. Ocean Data View. https://odv.awi.de, 2022.
  16. Thompson F., Heywood K. Frontal structure and transport in the northwestern Weddell Sea // Deep-Sea Research Part I. 2008. V. 55. P. 1229–1251. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2008.06.001
  17. Vernet M., Geibert W., Hoppema M., Brown P. J., Haas C., Hellmer H. H., Jokat W., Jullion L., Mazloff M., Bakker D. C.E., Brearley J. A., Croot P., Hatterman T., Hauck J., Hillenbrand C.-D., Hoppe C. J.M., Huhn O., Koch B. P., Lechtenfel O. J., Meredith M. P., Naveira Garabato A. C., Nöthig E.-M., Peeken I., Rutgers van der Loeff M. M., Schmidtko S., Schröder M., Strass V. H., Torres-Valdes S., Verdy A. The Weddell Gyre, Southern Ocean: present knowledge and future challenges // Reviews of Geophysics. 2019. V. 57. № 3. P. 623–708.
  18. Von Gyldenfeldt A.-B., Farhbach E., Garca M. A., Schröder M. Flow variability at the tip of the Antarctic Peninsula // Deep-Sea Research Part II. 2002. V. 49. P. 4743–4766.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта с расположением, рассматриваемых в данной работе, автономных заякоренных буйковых станций в море Уэдделла (слева). Станции в северо-западной части моря Уэдделла обведены синим прямоугольником, а станции в южной части – зеленым. Также справа представлена карта с расположением всех собранных станций, в том числе не принятых к анализу. Изобаты в 500 м и 3500 м отмечены более жирными линиями.

Скачать (458KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гистограмма, показывающая суммарную продолжительность измерений, выраженную в днях, для всех датчиков с автономных буйковых постановок в зависимости от года измерения.

Скачать (143KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Гистограмма, показывающая суммарную для всех датчиков (со всех заякоренных буйковых станций) продолжительность измерения, выраженную в днях, в зависимости от дня года.

Скачать (121KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение датчиков с автономных заякоренных буйковых станций по горизонтам их размещения. По оси х отложена глубина расположения датчика, а по y – их количество.

Скачать (101KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение количества датчиков по продолжительности их работы на автономных станциях, выраженной в месяцах.

Скачать (238KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Магнитуда скорости со всех имеющихся датчиков на автономной заякоренной буйковой станции AWI207–10 за 2018 г. Горизонты размещения датчиков следующие: 245 м, 750 м, 2143 м, 2350 м. Глубина постановки станции 2502 м. Красной линией отмечена средняя за представленный период скорость на датчике. Даны соответствующие подписи средних скоростей.

Скачать (780KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределение осредненных за период измерения значений скоростей: слева для отдельных датчиков на буйковых постановках, справа для буйковых станций в целом, т.е осредненные по датчикам.

Скачать (179KB)
Метаданные
9. Рис. 8. По оси y отложена высота над морским дном, а по оси x – средняя за период измерения скорость на отдельном датчике. Цветом показан горизонт размещения датчика. Красной линией отмечена высота 200 м над дном.

Скачать (134KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Карта с указанными осредненными за период измерения значениями скоростей для датчиков на АБС, относящихся к условно верхнему слою (на рисунках a и в, показаны синим цветом) с глубинами до 0.75 H, где H – глубина постановки станции, и для датчиков, размещенных в придонном слое (на рисунках б и г, показаны красным цветом) с глубинами от 0.75 H (нижние 0.25 H водной толщи). Показаны и северо-западная часть моря Уэдделла (а и б) и южная часть (в и г). Справа внизу представлена схема района, на которой синим прямоугольником отмечена северо-западная часть моря Уэдделла, а зеленым – южная часть.

Скачать (267KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Распределение средних за период измерения скоростей на датчиках отдельно для верхнего слоя в 0.75 H и отдельно для придонного слоя в 0.25 H, где H – глубина постановки автономной буйковой станции.

Скачать (112KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Относительные скорости на датчиках в зависимости от относительной глубины размещения датчика. Под относительной скоростью понимается отношение, осредненных за период измерения датчика, скоростей на отдельных датчиках к средней скорости на станции (т. е. осредненной по датчикам). Под относительной глубиной понимается отношение горизонта размещения датчика к глубине постановки автономной заякоренной буйковой станции. Цветом указана глубина постановки станции. Красной линией отмечена прямая y = 1 и соответственно, положение точки выше или ниже прямой говорит о том, выше или ниже средняя за период измерения скорость на этом датчике по отношению к средней скорости на станции.

Скачать (128KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Относительные значения средних скоростей, с разделением по сезонам, показаны по оси у. Под относительной скоростью понимается отношение средней скорости за сезон на датчике к средней скорости за сезон на станции (т. е. осредненной по датчикам). Относительные глубины размещения датчиков указаны по оси х. Под относительной глубиной понимается отношение горизонта размещения датчика к глубине постановки автономной заякоренной буйковой станции. Цветом также указаны глубины размещения датчиков. Синим цветом отмечена прямая y = 1, положение точки выше или ниже этой прямой говорит о том, выше или ниже осредненная скорость на этом датчике по отношению к осредненной скорости на станции.

Скачать (500KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.