Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 268-281
Сезонный и суточный ход температуры вод Чёрного моря по данным термопрофилирующих дрейфующих буёв
В.А. Рубакина
1 , А.А. Кубряков
1 , С.В. Станичный
1 1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 18.09.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-268-281
В настоящей работе исследованы особенности суточного хода температуры в верхнем слое Чёрного моря в различные сезоны по данным термопрофилирующих дрейфующих буёв и сканера SEVIRI. По данным термодрифтеров максимальные по модулю отрицательные аномалии температуры в поверхностном слое (горизонт 0,2 м) приходятся на период с 06:00 до 07:00 утра, а максимальные положительные ― на вторую половину дня с 15:00 до 17:00. Наибольшие по модулю суточные отклонения температуры от среднесезонных значений наблюдаются в весенне-летний период с максимумом в мае. Отмечен ряд особенностей суточного хода в холодный период года. В январе температура на горизонте 0,2 м ниже, чем на горизонтах 12,2 и 15,2 м в течение суток. На горизонте 0,2 м выражен суточный ход с максимумом в 16:00 и минимумом в 08:00. В феврале – марте днём поверхность нагревается сильнее, чем слои 12,2–15,2 м, а в период ночного охлаждения температура становится меньше, чем на данных горизонтах. Рассмотрены случаи значительного дневного прогрева в холодный и тёплый периоды года. В феврале 2014 г. по данным дрифтера № 248990 выделено четыре таких случая. Разность максимального и минимального значений температуры за сутки на горизонте 0,2 м достигала 0,6 °С. На горизонтах ниже 10 м изменений температуры практически не наблюдалось. В тёплое время года в периоды прогрева разница максимального и минимального значений за сутки на горизонте 0,2 м превысила 4 °С и достигла 5,1 °С. Во всех случаях значимый дневной прогрев наблюдался во время минимальных скоростей ветра, которые не превышали 5 м/с, а облачный покров отсутствовал. Уменьшение ветрового перемешивания и потоки коротковолновой радиации способствовали стратификации жидкости и наблюдаемому дневному прогреву в летний и зимний периоды года. Выполнено краткое сопоставление данных сканера SEVIRI c данными термопрофилирующих дрейфующих буёв. Проведённая интеркалибрация показывает хорошее соответствие между спутниковыми и контактными данными. Относительные ошибки спутниковых измерений не превышают 0,4 °С.
Ключевые слова: термопрофилирующие дрейфующие буи, SEVIRI, сезонный и суточный ход температуры, Чёрное море, дневной прогрев
Полный текстСписок литературы:
- Акимов Е. А., Станичный С. В., Полонский А. Б. Использование данных сканера SEVIRI для оценки температуры поверхностного слоя Черного моря // Морской гидрофиз. журн. 2014. № 6. C. 37–46.
- Ефимов В. В., Барабанов В. С. Бризовая циркуляция в Черноморском регионе // Морской гидрофиз. журн. 2009. № 5. С. 23–36.
- Рубакина В. А., Кубряков А. А., Станичный С. В. Сезонная изменчивость суточного хода температуры поверхностного слоя Чtрного моря по данным сканера SEVIRI // Морской гидрофиз. журн. 2019. № 2. С. 171–184. DOI: 10.22449/0233-7584-2019-2-171-184.
- Толстошеев А. П. Использование термопрофилирующих дрейфующих буев для изучения верхнего слоя Черного моря // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу. 2011. С. 273–278.
- Толстошеев А. П., Лунев Е. Г., Мотыжев В. С. Развитие средств и методов дрифтерной технологии применительно к проблеме изучения Черного моря // Океанология. 2008. Т. 48. № 1. С. 149–158.
- Толстошеев А. П., Лунев Е. Г., Мотыжев С. В. Анализ результатов натурных экспериментов с термопрофилирующими дрейфующими буями в Черном море и других районах Мирового океана // Морской гидрофиз. журн. 2014. № 5. С. 9–32.
- Castro S. L., Wick G. A., Buck J. J. Comparison of diurnal warming estimates from unpumped Argo data and SEVIRI satellite observations // Remote Sensing of Rnvironment. 2014. V. 140. P. 789–799. URL: https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.08.042.
- Dee D. P., Uppala S. M., Simmons A. J., Berrisford P., Poli P., Kobayashi S., Andrae U., Balmaseda M. A., Balsamo G., Bauer P., Bechtold P., Beljaars A. C.M., van de Berg L., Bidlot J., Bormann N., Delsol C., Dragani R., Fuentes M., Geer A. J., Haimberger L., Healy S. B., Hersbach H., Hólm E. V., Isaksen L., Kållberg P., Köhler M., Matricardi M., McNally A. P., Monge‐Sanz B. M., Morcrette J.‐J., Park B.‐K., Peubey C., de Rosnay P., Tavolato C., Thépaut J.‐N., Vitart F. The ERA-Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 2011. V. 137. No. 65. P. 553–597. URL: https://doi.org/10.1002/qj.828.
- Efimov V. V., Krupin A. V. Breeze circulation in the Black Sea region // Russian Meteorology and Hydrology. 2016. V. 41. Iss. 4. P. 240–246. DOI: 10.3103/S1068373916040026.
- Filipiak M. J., Merchant C. J., Kettle H., Borgne P. L. An empirical model for the statistics of sea surface diurnal warming // Ocean Science. 2012. V. 8. Iss. 2. P. 197–209. DOI: 10.5194/os-8-197-2012.
- Garmashov A. V., Kubryakov A. A., Shokurov M. V., Stanichny S. V., Toloknov Y. N., Korovushkin A. I. Comparing satellite and meteorological data on wind velocity over the Black Sea // Izvestiya ― Atmospheric and Oceanic Physics. 2016. V. 52. Iss. 3. P. 309–316. DOI: 10.1134/S000143381603004X.
- Gentemann C. L., Minnett P. J., Le Borgne P., Merchant C. J. Multi‐satellite measurements of large diurnal warming events // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. Iss. 22. P. 1–6. DOI: 10.1029/2008GL035730.
- Greenwald T. J., Stephens G. L., Vonder Haar T. H., Jackson D. L. A physical retrieval of cloud liquid water over the global oceans using Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) observations // J. Geophysical Research: Atmospheres. 1993. V. 98. No. D10. Р. 18471–18488. URL: https://doi.org/10.1029/93JD00339.
- Grodsky S. A., Kudryavtsev V. N., Bentamy A., Carton J. A., Chapron B. Does direct impact of SST on short wind waves matter for scatterometry? // Geophysical Research Letters. 2012. V. 39. Iss. 12. P. 1–6. DOI: 10.1029/2012GL052091.
- Karagali I., Hoyer J. L. Characterisation and quantification of regional diurnal SST cycles from SEVIRI // Ocean Science. 2014. V. 10. Iss. 5. P. 745–758. DOI: 10.5194/os-10-745-2014.
- Marullo S., Santoleri R., Banzon V., Evans R. H., Guarracino M. A diurnal‐cycle resolving sea surface temperature product for the tropical Atlantic // J. Geophysical Research: Oceans. 2010. V. 115. Iss. 5. P. 1–18. DOI: 10.1029/2009JC005466.
- Marullo S., Minnett P. J., Santoleri R., Tonani M. The diurnal cycle of sea‐surface temperature and estimation of the heat budget of the Mediterranean Sea // J. Geophysical Research: Oceans. 2016. V. 121. Iss. 11. P. 8351–8367. DOI: 10.1002/2016JC012192.
- Meissner T., Wentz F., Hilburn K., Lagerloef G., Le Vine D. The Aquarius salinity retrieval algorithm // Proc. Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2012. P. 386–388.
- Merchant C. J., Filipiak M. J., Le Borgne P., Roquet H., Autret E., Piollé J. F., Lavender S. Diurnal warm‐layer events in the western Mediterranean and European shelf seas // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. Iss. 4. P. 1–4. DOI: 10.1029/2007GL033071.
- Mikaelyan A. S., Chasovnikov V. K., Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Phenology and drivers of the winter–spring phytoplankton bloom in the open Black Sea: The application of Sverdrup’s hypothesis and its refinements // Progress in Oceanography. 2017. V. 151. P. 163–176. URL: https://doi.org/10.1016/j.pocean.2016.12.006.
- Saunders P. M. The temperature at the ocean-air interface // J. Atmospheric Sciences. 1967. V. 24. No. 3. P. 269–273. DOI: 10.1002/2017MS001175.
- Stuart-Menteth A. C., Robinson I. S., Challenor P. G. A global study of diurnal warming using satellite-derived sea surface temperature // J. Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108. No. С5. P. 1–16. DOI: 10.1029/2002JC001534.