Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 29-41
Сравнение вклада линейных и нелинейных эффектов в изменчивость уровня океана по спутниковым данным
Т.В. Белоненко
1 , Н.В. Сандалюк
1 1 Санкт-Петербургский государственный университет , Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 14.11.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-1-29-41
На основе данных спутниковых альтиметров сравниваются линейные и нелинейные эффекты в уравнении сохранения потенциального вихря. Анализ проводится для двух районов Мирового океана, расположенных в южном полушарии. Первый район, являющийся одним из самых изменчивых в динамическом отношении в Мировом океане, находится в средних широтах южнее мыса Агульяс. Второй район расположен в низких широтах Индийского океана. Показано, что в рассматриваемых районах в низкочастотной изменчивости уровня доминируют нелинейные эффекты. Этот результат подтверждает ранее полученный вывод, что практически все неоднородности в поле уровня, выделенные методом автоматической идентификации, существенно нелинейны, и, следовательно, критерий определения степени нелинейности структур путём сравнения максимальной окружной скорости частиц этих неоднородностей и скорости их перемещения является надёжным показателем нелинейности.
Сравнение оценок линейных и нелинейных слагаемых для двух районов южного полушария показало, что в низких широтах нелинейные эффекты на порядок превышают линейные, в то время как в средних широтах эти характеристики отличаются на два порядка. Установлено, что в низких широтах Индийского океана вклад линейных волн Россби в низкочастотную изменчивость уровня в более ранних исследованиях значительно преувеличен.
Ключевые слова: уровень океана, альтиметрические измерения, мезомасштабные вихри, волны Россби, критерий нелинейности, относительная завихренность, параметр Окубо-Вейса, Южный океан, Индийский океан
Полный текстСписок литературы:
- Белоненко Т. В., Захарчук Е. А., Фукс В. Р. Градиентно-вихревые волны в океане. СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та. 2004. 215 с.
- Белоненко Т. В., Колдунов А. В., Фукс В. Р. Адвекция хлорофилла волнами Россби // Вестник Санкт-Петербургского ун-та. Сер. 7: Геология, География. 2011. Вып. 4. С. 106–109.
- Белоненко Т. В., Шоленинова П. В. Об идентификации синоптических вихрей по спутниковым данным на примере акватории северо-западной части Тихого океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 79–90.
- Коняев К. В., Сабинин К. Д. Волны внутри океана. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 271 с.
- Незлин М. В., Снежкин Е. Н. Вихри Россби и спиральные структуры: Астрофизика и физика плазмы в опытах на мелкой воде. М.: Наука, 1990. 237 с.
- Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. Т. 1. М.: Мир, 1984. 398 с.
- 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. 1125. DOI:10.1029/2002GL016390.
- Chelton D., Schlax M. Global observations of oceanic Rossby waves // Science. 1996. V. 272. No. 5259. P. 234–238.
- 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. L15606. DOI:10.1029/2007GL030812.
- Chelton D. B., Schlax M. G., Samelson R. M. Global observations of nonlinear mesoscale eddies // Progress in Oceanography. 2011. V. 91. P. 167–216.
- Cipollini P., Cromwell D., Jones M. S., Quartly G. D., Challenor P. G. Concurrent altimeter and infrared observations of Rossby wave propagation near 34 N in the Northeast Atlantic // Geophysical Research Letters. 1997. V. 24. Iss. 8. P. 889–892.
- Cipollini P., Cromwell D., Quartly G. D., Challenor P. G. Remote sensing of oceanic extra-tropical Rossby waves // Satellites, Oceanography and Society / ed. D. Halpern. Elsevier Oceanography Series. V. 63. 2000. P. 99–123.
- Cipollini P., Cromwell D., Challenor P. G., Raffaglio S. Rossby waves detected in global ocean colour data // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. P. 323−326.
- Hill K. L., Robinson I. S., Cipollini P. Propagation characteristics of extratropical planetary waves observed in the ASTR global sea surface temperature record // J. Geophysics Research. 2000. V. 105. P. 21927−21945.
- Killworth P. D., Chelton D. B., de Szoeke R. The speed of observed and theoretical long extra-tropical planetary waves // J. Physical Oceanography. 1997. V. 27. P. 1946–1966.
- Samelson R. M., Wiggins S. Lagrangian Transport in Geophysical Jets and Waves: The Dynamical Systems Approach. N. Y.: Springer, 2006. 147 p.
- Tulloch R., Marshall J., Smith K. S. Interpretation of the propagation of surface altimetric observations in terms of planetary waves and geostrophic turbulence // J. Geophysical Research. 2009. V. 114. C02005.URL: http://dx.doi.org/10.1029/2008JC005055.
- Vasavada A. R., Showman A. Jovian atmospheric dynamics: An update after Galileo and Cassini // Reports on Progress in Physics. 2005. V. 68. No. 8. P. 1935–1996.