Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 1. С. 191-201
Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 2: индексы интенсивности конвекции
И.Л. Башмачников
1, 2 , А.М. Федоров
1, 2 , А.В. Весман
2, 3, 1 , Т.В. Белоненко
1 , Д.С. Духовской
4 1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Международный центр по окружающей среде и дистанционному зондированию им. Нансена, Санкт-Петербург, Россия
3 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
4 Центр прогнозов океана и атмосферы Флоридского университета, Таллахасси, США
Одобрена к печати: 16.10.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-1-191-201
Изменчивость местоположения областей максимального развития глубокой конвекции при малом их размере создаёт трудности при выявлении межгодовой изменчивости интенсивности конвекции по разреженным натурным данным. В настоящей работе межгодовая изменчивость максимальной глубины конвекции получена на основе наиболее полного массива данных ARMOR, в котором совместно используются in situ и спутниковые данные. Глубины конвекции, полученные по ARMOR, использованы для тестирования эффективности двух индексов: аномалии уровня моря по данным спутниковой альтиметрии и интегральной плотности воды в областях наиболее частого развития глубокой конвекции. Первый индекс, улавливая некоторые детали межгодовой изменчивости, показал невысокую корреляцию с межгодовой изменчивостью интенсивности глубокой конвекции. Второй индекс, напротив, показал высокую корреляцию с межгодовой изменчивостью глубокой конвекции во всех трёх морях. Выявлена асинхронность изменчивости глубин конвекции в морях Лабрадор, Ирмингера и Гренландском. В морях Лабрадор и Ирмингера в интенсивности конвекции выделяются квазисемилетние цикличности.
Ключевые слова: глубокая конвекция, массивы с ассимиляцией спутниковых данных, альтиметрия, плотность воды, Гренландское море, море Лабрадор, море Ирмингера
Полный текстСписок литературы:
- Алексеев Г. В., Йоханнессен О. М., Ковалевский Д. В. О развитии конвективных движений под воздействием локальных возмущений плотности на поверхности моря // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 3. С. 368–377.
- Башмачников И. Л., Федоров А. М., Весман А. В., Белоненко Т. В., Колдунов А. В., Духовской Д. C. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 1: локализация областей конвекции // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 7. С. 184–194.
- Белоненко Т. В., Федоров А. М. Стерические колебания уровня и глубокая конвекция в Лабрадорском море и море Ирмингера // Исследования Земли из космоса. 2018. № 3. С. 56–69.
- Гладышев С. В., Гладышев В. С., Фалина А. С., Сарафанов А. А. Зимняя конвекция в море Ирмингера в 2004–2014 гг. // Океанология. 2016. Т. 56. № 3. С. 353–363.
- Ковалевский Д. В. Анализ и моделирование глубокой конвекции в Гренландском море: дис. … канд. физ.-мат. наук. СПб., 2002. 230 с.
- Миронов Е. У. Ледовые условия в Гренландском и Баренцевом морях и их долгосрочный прогноз. СПб.: ААНИИ, 2004. 320 с.
- Нагурный А. П., Попов А. В. Интенсивное поднятие глубинных и донных вод и их формирование на поверхности в районе Гренландской котловины // Метеорология и гидрология. 1985. № 7. С. 70–75.
- Bönisch G., Blindheim J., Bullister J. L., Schlosser P., Wallace D. W. Long‐term trends of temperature, salinity, density, and transient tracers in the central Greenland Sea // J. Geophysical Research. С: Oceans. 1997. V. 102. No. C8. P. 18553–18571.
- Budeus G., Schneider W., Krause G. Winter convective events and bottom water warming in the Greenland Sea // J. Geophysical Research. С: Oceans. 1998. V. 103. No. C9. P. 18 513–18 527.
- de Boyer Montegut C., Madec G., Fischer A. S., Lazar A., Iudicone D. Mixed layer depth over the global ocean: An examination of profile data and a profile-based climatology // J. Geophysical Research. С: Oceans. 2004. V. 109. P. C12003.
- de Jong M. F., van Aken H. M., Våge K., Pickart R. S. Convective mixing in the central Irminger Sea: 2002–2010 // Deep Sea Research. Pt. I. 2012. V. 63. No. 1. P. 36–51.
- Dukhovskoy D. S., Myers P. G., Platov G., Timmermans M. L., Curry B., Proshutinsky A., Bamber J. L., Chassignet E., Hu X., Lee C. M., Somavilla R. Greenland freshwater pathways in the sub-Arctic Seas from model experiments with passive tracers // J. Geophysical Research. C: Oceans. 2016. V. 121. No. 1. P. 877–907.
- Fischer J., Schott F., Visbeck M. Greenland Sea convection monitoring // Nordic Seas Symp. 1995. P. 61–64.
- Fröb F., Olsen A., Våge K., Moore G., Yashayaev I., Jeansson E., Rajasakaren B. Irminger Sea deep convection injects oxygen and anthropogenic carbon to the ocean interior // Nature Communications. 2016. V. 7. No. 13244. P. 1–8. DOI: 10.1038/ncomms13244.
- Gelderloos R., Katsman C. A., Våge K. Detecting Labrador sea water formation from space // J. Geophysical Research. C: Oceans. 2013. V. 118. No. 4. P. 2074–2086.
- Greenland Sea Project ― a venture toward improved understanding of the ocean’s role in climate // EOS Transactions. AGU. 1990. V. 71(24). P. 750–756. DOI: 10.1029/90EO00208.
- Guinehut S., Dhomps A. L., Larnicol G., Le Traon P. Y. High resolution 3-D temperature and salinity fields derived from in situ and satellite observations // Ocean Science. 2012. V. 8. No. 5. P. 845–857.
- Herrmann M., Bouffard J., Beranger K. Monitoring open-ocean deep convection from space // Geophysical Research Letters. 2009. V. 36. No. L03. DOI: 0.1029/2008GL036422.
- Holte J., Talley L. D., Gilson J., Roemmich D. An Argo mixed layer climatology and database // Geophysical Research Letters. 2017. V. 44. P. 5618–5626. DOI: 10.1002/2017GL073426.
- Johannessen O. M., Lygre K., Eldevik T. Convective chimneys and plumes in the Northern Greenland Sea // The Nordic Seas: An Integrated Perspective / eds. H. Drange, T. M. Dokken, T. Furevik, R. Gerdes, W. Berger. AGU, 2005. P. 251–272.
- Kara A. B., Rochford P. A., Hurlburt H. E. An optimal definition for ocean mixed layer depth // J. Geophysical Research. C: Oceans. 2000. V. 105. P. 16803–16821.
- Khatiwala S., Schlosser P., Visbeck M. Rates and mechanisms of water mass transformation in the Labrador Sea as inferred from tracer observations // J. Physical Oceanography. 2002. V. 32. No. 2. P. 666–686.
- Latarius K., Quadfasel D. Water mass transformation in the deep basins of the Nordic Seas: Analyses of heat and freshwater budgets // Deep Sea Research. Pt. I. 2016. V. 114. P. 23–42.
- Malmberg S. A. Hydrographic investigations in the Iceland and Greenland seas in late winter 1971: “Deep Water Project” // Jokull. 1983. V. 33. P. 133–140.
- Marshall J., Schott F. Open-ocean convection: Observations, theory, and models // Reviews of Geophysics. 1999. V. 37. No. 1. P. 1–64.
- Meincke J., Jonsson S., Swift J. H. Variability of convective conditions in the Greenland Sea // ICES Marine Science Symp. 1992. V. 195. P. 32–39.
- Pickart R. S., Straneo F., Moore G. W. K. Is Labrador Sea Water formed in the Irminger basin? // Deep Sea Research. Pt. I. 2003. V. 50. P. 23–52. DOI: 10.1016/S0967-0637(02)00134-6.
- Rhein M. Convection in the Greenland Sea, 1982–1993 // J. Geophysical Research. C: Oceans. 1996. V. 101. No. C8. P. 18183–18192.
- Rhein M., Kieke D., Hüttl-Kabus S., Roessler A., Mertens C., Meissner R., Klein B., Boning C. W., Yashayaev I. Deep water formation, the subpolar gyre, and the meridional overturning circulation in the subpolar North Atlantic // Deep Sea Research. Pt. II. 2011. V. 58. No. 17. P. 1819–1832.
- Ronski S., Budeus G. Time series of winter convection in the Greenland Sea // J. Geophysical Research. C: Oceans. 2005. V. 110. No. C04015. DOI: 10.1029/2004JC002318.
- Schlosser P., Bonisch G., Rhein M., Bayer R. Reduction of deepwater formation in the Greenland Sea during the 1980s: Evidence from tracer data // Science. 1991. V. 251. No. 4997. P. 1054–1056.
- Somavilla R., Schauer U., Budeus G. Increasing amount of Arctic Ocean deep waters in the Greenland Sea // Geophysical Research Letters. 2013. V. 40. No. 16. P. 4361–4366.
- 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. V. 40. No. 4. P. 738–743.
- Yashayaev I. Hydrographic changes in the Labrador Sea, 1960–2005 // Progress in Oceanography. 2007. V. 73. P. 242–276.
- Yashayaev I., Loder J. W. Enhanced production of Labrador Sea Water in 2008 // Geophysical Research Letters. 2009. V. 3. P. L0160. DOI: 10.1029/2008GL036162.