ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 79-90

Об идентификации синоптических вихрей по спутниковым данным на примере акватории северо-западной части Тихого океана

Т.В. Белоненко 1 , П.В. Шоленинова 1 
1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 28.07.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-79-90
Рассматриваются три метода, традиционно использующиеся для идентификации синоптических вихрей по спутниковым данным. Сравнение проводится на примере акватории, расположенной в северо-западной части Тихого океана, для которой картируются аномалии уровня океана, относительная завихренность и параметр Окубо−Вейса, рассчитанные по данным спутниковой альтиметрии. Выявлено, что распределения аномалий уровня океана, относительной завихренности и параметра Окубо−Вейса для рассматриваемой акватории существенно отличаются по числу, масштабам и локализации выделенных неоднородностей, которые идентифицируются как синоптические вихри. Неоднородности, идентифицируемые в поле относительной завихренности, имеют меньшие пространственные масштабы по сравнению с неоднородностями, выделенными в поле аномалий уровня океана. Распределения аномалий уровня океана или относительной завихрённости могут давать ложную картину вихрей. Неоднородности, выделенные в этих полях, часто не являются синонимами вихрей, так как для них оценки параметра Окубо−Вейса имеют положительные значения. Показано, что при анализе альтиметрических данных только по одной характеристике исследователи могут допускать ошибочную трактовку полученных результатов, находя вихри там, где их в действительности нет. Образование различных неоднородностей в полях аномалий уровня океана, а также в полях относительной завихрённости может быть обусловлено другими причинами, прежде всего, распространяющимися на запад градиентно-вихревыми волнами (низкочастотными волнами Россби), а также их взаимодействием с течениями.
Ключевые слова: альтиметрические измерения, SLA, аномалии уровня океана, относительная завихренность, параметр Окубо-Вейса, Тихий океан, синоптические вихри, волны Россби
Полный текст

Список литературы:

  1. Белоненко Т.В., Захарчук Е.А., Фукс В.Р. Волны или вихри? // Вестник СПбГУ. Сер. 7. Вып. 3. № 21. 1998. С. 37−44.
  2. Белоненко Т.В., Захарчук Е.А., Фукс В.Р. Градиентно-вихревые волны в океане. СПб: Изд-во СПбГУ, 2004. 215 с.
  3. Белоненко Т.В., Колдунов А.В., Колдунов В.В., Май Р.И., Рубченя А.В., Старицын Д.К., Фукс В.Р. Атлас изменчивости уровня Северо-западной части Тихого океана. Санкт-Петербург: Изд-во СМИО-ПРЕСС, 2011. 304 с.
  4. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 511 с.
  5. Коняев К.В., Сабинин К.Д. Волны внутри океана. СПб: Гидрометеоиздат. 1992. 271 с.
  6. Bracco A., LaCasce J., Pasquero C., Provenzale A. The velocity distribution of barotropic turbulence. Physics of Fluids. 2000. V. 12. Issue 10. P. 2478−2488. DOI: 10.1063/1.1288517.
  7. Chaigneau A., Eldin G., Dewitte B. Eddy activity in the four major upwelling systems from satellite altimetry (1992–2007) // Prog. Oceanogr. 2009. 83. P. 117–123.
  8. Charria G., Mélin F., Dadou I., Radenac M.-H., Garçon V. Rossby wave and ocean color: The cells uplifting hypothesis in the South Atlantic Subtropical Convergence Zone // Geophysical Research Letters. 2003. V. 30. No. 3.
  9. Chelton D.B., Schlax M.G., Samelson R.M., de Szoeke R.A. Global observations of large oceanic eddies // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. No. 15.
  10. Chelton, D.B., Gaube P., Schlax M.G., Early J.J., Samelson R.M. The influence of nonlinear mesoscale eddies on near-surface oceanic chlorophyll // Science. 2011. V. 334. No. 6054. P. 328–332.
  11. Cheng Y.H., Ho C.-R. 1, Zheng Q., Kuo N.-J. Statistical characteristics of mesoscale eddies in the North Pacific derived from satellite altimetry // Remote Sensing. 2014. V. 6. No. 6. P. 5164–5183.
  12. Fu L.L., Le Traon P-Y. Satellite altimetry and ocean dynamics // Comptes Rendus Geosciences. 2006. V. 338, Issues 14–15. P. 1063–1076.
  13. Henson S.A., Thomas A.C. A census of oceanic anticyclonic eddies in the Gulf of Alaska // Deep Sea Res., Part I. 2008. 163–176.
  14. Isern-Fontanet J., García-Ladona E., Font J. Identification of marine eddies from altimetric maps // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2003. V. 20. No. 5. P. 772–778.
  15. Kurian J., Colas F., Capet X., McWilliams J.C., Chelton D.B. Eddy properties in the California current system // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. V. 116. No. C8.
  16. Morrow R., Birol F., Griffin D., Sudre J. Divergent pathways of cyclonic and anti-cyclonic ocean eddies // Geophys. Res. Lett. 2004. 31. L24311. doi:10.1029/2004GL020974.
  17. Okubo A. Horizontal dispersion of floatable particles in the vicinity of velocity singularities such as convergences // Deep Sea Res., Oceanogr. Abstr. 1970. 17. 445–454.
  18. Pasquero C., Provenzale A., Babiano A. Parameterization of dispersion in two-dimensional turbulence // Journal of Fluid Mechanics. 2001. Vol. 439. P. 279–303.
  19. Samelson R.M., Wiggins S. Lagrangian Transport in Geophysical Jets and Waves: The Dynamical Systems Approach. Springer, New York. 2006. 147 p.
  20. Stegmann P.M., Schwing F. Demographics of mesoscale eddies in the California Current // Geophys. Res. Lett. 2007. 34. L14602. DOI:10.1029/2007GL029504.
  21. Weiss J. The dynamics of enstrophy transfer in two dimensional hydrodynamics // Physica D. 1991. 48 (2–3). P. 273–294.