Многолетний линейный меридиональный сдвиг струйной структуры антарктического циркумполярного течения к югу от африки по данным спутниковой альтиметрии: зональное распределение

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Для периода спутниковых альтиметрических наблюдений 1993–2018 гг. выполнена оценка зонального распределения линейного меридионального сдвига струйной структуры и изменения интенсивности течений в секторе Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) к югу от Африки (9.875° з.д. – 25.125° в.д.). Под струйной структурой понимается чередование в меридиональном направлении зон повышенных и пониженных значений модуля градиента абсолютной динамической топографии (АДТ), |∇ζ|. Работа проведена с использованием разработанной ранее и дополненной в настоящей статье методики, базирующейся на расчетах линейных регрессий, включающей также оценку ошибок расчетов. Для оценки зональных распределений сектор был разделен на меридиональные полосы, для каждой из которых проводился расчет. Оптимальная ширина полосы оценена в 2.5° д. Показано наличие заметной зональной неоднородности сдвига струйной структуры и изменения интенсивности течений. С этой неоднородностью очевидно связаны количественные расхождения в расчетах указанных параметров с разделением на полосы, с последующим их осреднением по зональному ряду, и без разделения на полосы. Качественно картины сдвигов струйной структуры и изменения интенсивности течений с разделением на полосы и без него сходны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. Ю. Тараканов

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rtarakanov@gmail.com
Россия, 117997, Москва, Нахимовский просп., 36

Список литературы

  1. Бурков В.А. Антарктические струи // Океанология. 1994. Т. 34. № 2. С. 169–177.
  2. Кошляков М.Н., Гладышев С.В., Тараканов Р.Ю., Федоров Д.А. Течения в западной части пролива Дрейка по данным наблюдений в январе 2010 г. // Океанология. 2011. Т. 51. № 2. С. 197–209.
  3. Тараканов Р.Ю. О сезонном меридиональном смещении струйной структуры Антарктического циркумполярного течения к югу от Африки // Океанология. 2023. Т. 63. № 2. С. 182–199.
  4. Tarakanov R.Yu. Comparative analysis of jet detection methods on the basis of satellite altimetry data by example of the Antarctic Circumpolar Current sector to the south of Africa // Oceanology. 2023. V 63. № Suppl. P. S23-S41.
  5. Тараканов Р.Ю., Гриценко А.М. Структура струй и фронтов к югу от Африки по данным разреза SR02 в декабре 2009 г. // Океанология. 2014. Т. 54. № 4. С. 437–450.
  6. Тараканов Р.Ю., Гриценко А.М. Тонкая струйная структура Антарктического циркумполярного течения к югу от Африки // Океанология. 2014. Т. 54. № 6. С. 725–736.
  7. Тараканов Р.Ю., Гриценко А.М. Струи Антарктического циркумполярного течения в проливе Дрейка по данным гидрофизических разрезов // Океанология. 2018. Т. 58. № 4. С. 541–555.
  8. Ablain M., Legeais J.F., Prandi P. et al. Satellite altimetry-based sea level at global and regional scales // Surv. Geophys. 2017. V. 38. P. 7–31.
  9. Chapman C.C. New perspectives on frontal variability in the Southern Ocean // J. Phys. Oceanogr. 2017. V. 47. P. 1151–1168.
  10. Chapman C.C., Lea M.A., Meyer A. et al. Defining Southern Ocean fronts and their influence on biological and physical processes in a changing climate // Nat. Clim. Change. 2020. V. 10. P. 210–219. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0705-4
  11. Graham R.M., de Boer A.M., Heywood K.J. et al. Southern Ocean fronts: controlled by wind or topography? // J. Geophys. Res. Oceans. 2012. V. 117. https://doi.org/10.1029/2012JC007887
  12. Mulet S., Rio M.-H., Etienne H. et al. New CNES-CLS18 Mean dynamic topography // Ocean Sci. 2021. V. 17. № 6. P. 789–808.
  13. Orsi A.H., Whitworth Th. III, Nowlin W.D. Jr. On the meridional extent and fronts of the Antarctic Circumpolar Current // Deep-Sea Res. 1995. V. 42. № 5. P. 641–673.
  14. Sokolov S., Rintoul S.R. The circumpolar structure and distribution of the Antarctic Circumpolar Current fronts. Part А: Mean circumpolar paths // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. № C11018. https://doi.org/10.1029/2008JC005108
  15. Sokolov S., Rintoul S.R. The circumpolar structure and distribution of the Antarctic Circumpolar Current fronts. Part B: Variability and relationship to sea surface height // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. № C11019. https://doi.org/10.1029/2008JC005248
  16. Tarakanov R. Yu. On the long-term linear meridional shift of the jet structure of the Antarctic Circumpolar Current south of Africa // Oceanology. 2021. V. 61. № 6. P. 815–829.
  17. Thompson A.F., Haynes P.H., Wilson C., Richards K.J. Rapid Southern Ocean front transitions in an eddy-resolving ocean GCM // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. № 23. L23602.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Абсолютная динамическая топография (изолинии и заливка цветом) в районе к югу от Африки (9.875° з.д. – 25.125° в.д.) на 01.01.2003 г. Жирные изолинии –130 и 20 см показывают ориентировочные границы АЦТ. Аббревиатура АТ – Агульясское течение, в котором значения АДТ также попадают в диапазон, характерный для АЦТ. Затемненные области, оконтуренные белыми линиями, соответствуют районам океана с глубинами менее 3000 м. Косыми линиями показаны основные треки спутников T/P, Jason-1, -2, -3. Штриховая линия на 39° ю.ш. показывает ограничение с севера для расчета кривых зависимости h от ζ.

Скачать (891KB)
Метаданные
3. Рис. 2. К расчету сдвига струйной структуры АЦТ к югу от Африки относительно широты и изменения интенсивности течений: (а) – 26-летние ряды среднегодовых распределений в зависимости от широты φ; (б), (г) – линейные сдвиги (°ш.) струйной структуры течений в зависимости от срединной широты и масштаба расчета, соответственно без разделения и с разделением на меридиональные полосы; положительные значения сдвига – сдвиг на север; темная штриховка соответствует областям расчетных точек с оценкой сдвига, меньшей стандартной ошибки расчета, светлая – меньшей 95% уровня вероятности (по t-критерию Стьюдента); (в), (д) – соответствующие изменения интенсивности течений (10–3 · см/км); 10–3 · см/км в исследуемом секторе примерно соответствует 1 мм/с. Штриховые и штрих-пунктирные горизонтальные линии – условные границы АЦТ и границы между зонами повышенных градиентов АДТ внутри АЦТ. Кресты на рис. 2б, в, г, д обозначают точки, соответствующие полосам расчета САТ, ЮПТ и ЮАТ, а также АЦТ в целом; результаты расчетов для этих точек приведены в табл. 1. Аббревиатуры на рис. 2а: САТ – Субантарктическое течение, ЮПТ – Южное полярное течение, ЮАТ – Южное антарктическое течение, УТ – течение Уэдделла.

Скачать (957KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оценки среднего сдвига струйной структуры АЦТ (° ш.) в расчетах с разделением исходного сектора к югу от Африки на меридиональные полосы в зависимости от срединной широты и масштаба расчета: (а) – на 2 полосы шириной 17.5° д.; (б) – на 4 полосы шириной 8.75° д.; (в) – на 7 полос шириной 5.0° д.; (г) – на 14 полос шириной 2.5° д.; (д) – на 28 полос шириной 1.25° д.; (е) – на 140 полос шириной 0.25° д. Остальное – как на рис. 2.

Скачать (732KB)
Метаданные
5. Рис. 4. 26-летние ряды среднегодовых распределений в зависимости от широты φ для отдельных 2.5-градусных меридиональных полос: (а) – 7.375°– 4.375° з.д.; (б) – 2.375° з.д. – 0.125° в.д.; (в) – 5.125°–7.625° в.д.; (г) – 12.625°–15.125° в.д.; (д) – 17.625°–20.125° в.д.; (е) – 22.625°–25.125° в.д. Остальное – как на рис. 2а.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределения меридионального сдвига (° ш.) и изменения интенсивности течения (10–3 · см/км) в зависимости от долготы и срединной широты, построенные по 2.5-градусным меридиональным полосам: (а), (в), (д) – сдвиг; (б), (г), (е) – изменение интенсивности течения. Рис. 5а и 5б – масштаб расчета 3.5° ш., 5в и 5г – масштаб расчета 7° ш., 5д и 5е – масштаб расчета 15° ш. Синие штриховые линии – широты, ограничивающие АЦТ.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. К расчету сдвига струйной структуры АЦТ к югу от Африки относительно приведенной шкалы АДТ, ζ’ и изменения интенсивности течений: (а) – 26-летние ряды среднегодовых распределений в зависимости от ζ’; (б), (г) – линейные сдвиги (см) струйной структуры течений в зависимости от срединных значений АДТ и масштаба расчета, соответственно без разделения и с разделением на меридиональные полосы; (в), (д) – соответствующие изменения интенсивности течений (10–3 · см/км). Кресты на рис. 6б, в, г, д обозначают точки, соответствующие полосам расчета САТ, ЮПТ и ЮАТ, а также АЦТ в целом; результаты расчетов для этих точек приведены в табл. 2. Остальное – как на рис. 2.

Скачать (817KB)
Метаданные
8. Рис. 7. 26-летние ряды среднегодовых распределений в зависимости от приведенной АДТ, ζ’ для отдельных 2.5-градусных меридиональных полос: (а) – 7.375°– 4.375° з.д.; (б) – 2.375° з.д. – 0.125° в.д.; (в) – 5.125°–7.625° в.д.; (г) – 12.625°–15.125° в.д.; (д) – 17.625°–20.125° в.д.; (е) – 22.625°–25.125° в.д. Остальное – как на рис. 6а.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Распределения меридионального сдвига (см) и изменения интенсивности течения (10–3 · см/км) в зависимости от долготы и срединных значений АДТ, построенные по 2.5- градусным меридиональным полосам: (а), (в), (д) – сдвиг; (б), (г), (е) – изменение интенсивности течения. Рис. 8а и 8б – масштаб расчета 36 см, 8в и 8г – масштаб расчета 70 см, 8д и 8е – масштаб расчета 150 см. Синие штриховые линии – изогипсы, ограничивающие АЦТ.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024