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. 114-120

Cпектральный и вейвлет анализ аномалий уровня Японского моря

А.Е. Зверева 1 
1 Государственный океанографический институт им. Н.Н. Зубова, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 29.09.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-114-120
В данной работе исследуются низкочастотные колебания аномалий уровня Японского моря за 1992–2012 гг. на основе спутниковой альтиметрической информации. С помощью спектрального анализа выделены основные временные масштабы колебаний – 4, 2,5, 1 и 0,5 года. В результате вейвлет-анализа выявлена существенная нестационарность колебаний уровня. Наличие нелинейного перераспределения энергии между энергонесущими частотами связано с «Колмогоровским каскадным механизмом» передачи энергии в направлении от крупномасштабных движений к мелкомасштабным, а также с явлением «отрицательной вязкости» при потоках в обратном направлении. В рамках развития гипотезы о волновом характере низкочастотных колебаний уровня Японского моря к временным рядам альтиметрических данных был применен частотно-направленный спектральный анализ, результаты которого позволили оценить основные параметры низкочастотных волн годового масштаба, их направления распространения, отнести их к классу градиентно-вихревых волн, а также показать сложную пространственную структуру. Полученные результаты согласуются с ранее выдвинутой гипотезой о стояче-поступательном характере градиентно-вихревых волн в поле уровня Японского моря, которые представляют собой систему узловых линий с распространяющимися между ними прогрессивными волнами Россби (Зверева, Фукс, 2014, 2016).
Ключевые слова: волны Россби, альтиметрия, стояче-поступательные волны, Японское море, спектральный анализ, частотно-направленный спектр
Полный текст

Список литературы:

  1. Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. № 11. С. 1145–1170.
  2. Белоненко Т.В., Колдунов В.В., Старицын Д.К., Фукс В.Р., Шилов И.О. Изменчивость уровня Северо-западной части Тихого океана. СПб.: СМИО-ПРЕСС, 2009. 309 с.
  3. Белоненко Т.В., Колдунов В.В., Фукс В.Р. О cтояче-поступательных волнах Россби в море и океане // Вестн. С.-Петерб. ун-та. 2012. Сер. 7. Вып. 2. С. 91–103.
  4. Витязев В.В. Вейвлет-анализ временных рядов. Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2001. 58 с.
  5. Гренджер К., Хатанака М. Спектральный анализ временных рядов в экономике. М., 1972. 362 с.
  6. Зверева А.Е., Фукс В.Р. Градиентно-вихревые волны в котловине Уллын Японского моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 19–27
  7. Зверева А.Е., Фукс В.Р. Конвергенция потоков в поле градиентно-вихревых волн в котловине Уллын Японского моря, Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 25–33
  8. Полякова А.М. Особенности действия атмосферной циркуляции над японским морем в 2000–2010 гг. // Океанологические исследования дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана. Владивосток: Дальнаука, 2013. Т. 1. C. 52–63.
  9. Свешников А.А. Определение вероятностных характеристик трехмерного волнения моря // Изв. АН СССР. Отд. тех. наук. Механика и машиностроение. 1959. № 3. С. 32–41.
  10. Сеидов Д.Г. Синергетика океанских процессов: Л.: Гидрометоиздат, 1989. 287 с.
  11. Смирнов Н.П. Воробьёв В.Н. Северо-Тихоокеанское колебание и динамика климата в северной части Тихого океана. СПб: РГГМУ, 2002. 121 с.
  12. Старр В.П. Физика явлений с отрицательной вязкостью. М.: Мир, 1971. 260 с.
  13. Юрасов Г.И., Яричин В.Г. Течения Японского моря. Владивосток: ДВО РАН, 1991. 176 с.
  14. Choi B.J., Haidvogel D.B., Cho Y.K. Nonseasonal sea level variations in the Japan/East Sea from satellite altimetry data // J. of Geophys. Res. 2004. Vol. 109. C12028.
  15. Hirose N., Ostrovskii A.G. Quasi-biennial variability in the Japan Sea // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. C12028. P. 14011–14027.
  16. Volkov D.L, Belonenko T.V., Foux V.R. Puzzling over the dynamics of the Lofoten Basin – a sub-Arctic hot spot of ocean variability // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40. P. 738–743.