Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2020. Т. 17. № 5. С. 228-240

Бароклинный радиус деформации Россби в Норвежском и Гренландском морях

Е.В. Новоселова 1 , Т.В. Белоненко 1 , В.Г. Гневышев 2 
1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт океанологии РАН им. П.П. Ширшова, Москва, Россия
Одобрена к печати: 08.10.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-228-240
В настоящей статье анализируется бароклинный радиус деформации Россби — фундаментальное понятие в океанологии. Обсуждается необычная история появления термина. Истоки этой концепции следует искать в трудах Джакоба Бьёркнеса (J. Bjerknеs), который первым связал динамические характеристики частиц с радиусом кривизны поверхности в синоптических структурах. Однако анализ Бьёркнесом динамических уравнений носит скорее качественный характер и относится к атмосфере. Этот подход получил дальнейшее развитие в работах Карла Россби (Carl Rossby), который сформулировал его через уравнения движения (Россби, 1940). Мы также рассмотрели различные подходы к численным оценкам радиуса деформации. На основе массива данных ARMOR3D получены оценки бароклинного радиуса деформации для Норвежского и Гренландского морей и рассмотрено их пространственное распределение. Проанализирована сезонная и межгодовая изменчивость радиуса деформации. Показано, что в исследуемой области радиус Россби в среднем не превышает 7–9 км. Для большей части исследуемого района сезонные колебания радиуса составляют 1–2 км, при этом наибольшие значения достигаются в тёплое время года, а наименьшие — в холодное. Было показано, что донная топография и конвективные процессы играют значительную роль в пространственном и сезонном распределении радиусов деформации. Выявлено увеличение как средних, так и максимальных значений к концу периода 1993–2018 гг.
Ключевые слова: бароклинный радиус деформации Россби, Лофотенская котловина, Норвежская котловина, Гренландская котловина, ARMOR3D
Полный текст

Список литературы:

  1. Белоненко Т. В., Кубряков А. А., Станичный С. В. Спектральные характеристики волн Россби cеверо-западной части Тихого океана по спутниковым альтиметрическим данным // Исслед. Земли из космоса. 2016. № 1–2. С. 43–52.
  2. Гилл А. Динамика атмосферы и океана / пер. с англ. В 2-х т. Т. 2. М.: Мир, 1986. 415 с.
  3. Зинченко В. А., Гордеева С. М., Собко Ю. В., Белоненко Т. В. Мезомасштабные вихри Лофотенской котловины по спутниковым данным // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2019. Т. 12. № 3. С. 46–54. DOI: 10.7868/S2073667319030067.
  4. Ле Блон П., Майсек Л. Волны в океане / пер. с англ.. В 2-х ч. М.: Мир, 1981. 365 с.
  5. Новоселова Е. В., Белоненко Т. В. Изопикническая адвекция в Лофотенской котловине Норвежского моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13. № 3. С. 56–67. URL: https://doi.org/10.7868/S2073667320030041.
  6. Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. В 2-х т. Т. 1. М.: Мир, 1984. 398 с., Т. 2. 416 с.
  7. Степанов Д. В. Оценка бароклинного радиуса деформации Россби в Охотском море // Метеорология и гидрология. 2017. № 9. С. 83–89.
  8. Травкин В. С., Белоненко Т. В. Оценка глубины зимней конвекции в Лофотенской котловине Норвежского моря и методы ее оценки // Гидрометеорология и экология. 2020. № 59. С. 67–83. URL: https://doi.org/10.33933/2074-2762-2020-59-67-83.
  9. Федоров А. М., Башмачников И. Л., Белоненко Т. В. Локализация областей глубокой конвекции в морях Северо-Европейского бассейна, Лабрадор и Ирмингер // Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. Науки о Земле. 2018. Т. 63. № 3. С. 345–362. URL: https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.306.
  10. Федоров A. М., Башмачников И. Л., Белоненко Т. В. Зимняя конвекция в Лофотенской котловине по данным буев Argo и гидродинамического моделирования // Вестн. Санкт-Петербургского ун та. Науки о Земле. 2019. Т. 64. № 3. С. 491–511. URL: https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.308.
  11. Alenius P., Nekrasov A., Myrberg K. Variability of the baroclinic Rossby radius in the Gulf of Finland // Continental Shelf Research. 2003. V. 23. No. 6. P. 563–573. URL: https://doi.org/10.1016/s0278-4343(03)00004-9.
  12. Bjerknеs J. Die Theorie der außertropischen Zyklonenbildung // Meteorologische Zeitschrift. 1937. V. 54. P. 462–466.
  13. Cai S., Long X., Wu R., Wang S. Geographical and monthly variability of the first baroclinic Rossby radius of deformation in the South China Sea // J. Marine Systems. 2008. V. 74. No. 1–2. P. 711–720. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2007.12.008.
  14. Chelton D. B., deSzoeke R. A., Schlax M. G., El Naggar K., Siwertz N. Geographical variability of the first-baroclinic Rossby radius of deformation // J. Physical Oceanography. 1998. V. 28. P. 433–460.
  15. Emery W. J., Lee W. G., Magaard L. Geographic and seasonal distributions of Brunt-Vaisala frequency and Rossby radii in the North Pacific and North Atlantic // J. Physical Oceanography. 1984. V. 14. P. 294–317.
  16. Fennel W., Seifert T., Kayser B. Rossby radii and phase speeds in the Baltic Sea // Continental Shelf Research. 1991. V. 11. No. 1. P. 23–36. URL: https://doi.org/10.1016/0278-4343(91)90032-2.
  17. Fer I., Bosse A., Ferron B., Bouruet-Aubertot P. The Dissipation of Kinetic Energy in the Lofoten Basin Eddy // J. Physical Oceanography. 2018. V. 48. P. 1299–1316. URL: https://doi.org/10.1175/JPO-D-17-0244.1.
  18. Gordeeva S., Zinchenko V., Koldunov A., Raj R. P., Belonenko T. Statistical analysis of long-lived mesoscale eddies in the Lofoten Basin from satellite altimetry // Space Research. 2020. URL: https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.05.043. (In press)
  19. 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 observation // Ocean Science. 2012. V. 8. No 5. P. 845–857. URL: https://doi.org/10.5194/os-8-845-2012.
  20. Houry S. E., Dombrowsky P., De Mey, Minster J.-F. Brunt-Väisälä Frequency and Rossby Radii in the South Atlantic // J. Physical Oceanography. 1987. V. 17. P. 1619–1626. URL: https://doi.org/10.1175/1520-0485(1987)017<1619:BVFARR>2.0.CO;2.
  21. Köhl A. Generation and Stability of a Quasi-Permanent Vortex in the Lofoten Basin // J. Physical Oceanography. 2007. V. 37. P. 2637–2651.
  22. Kurkin A., Kurkina O., Rybin A., Talipova T. Comparative analysis of the first baroclinic Rossby radius in the Baltic, Black, Okhotsk, and Mediterranean seas // Russian J. Earth Science. 2020. V. 20. Art. No. ES4007. 29 p. URL: https://doi.org/10.2205/2020ES000737.
  23. McDougall T. J., Barker P. M. Getting started with TEOS-10 and the Gibbs Seawater (GSW) Oceanographic Toolbox. 2011. 28 p.
  24. McDougall T. J., Feistel R., Wright D. G., Pawlowicz R., Millero F. J., Jackett D. R., King B. A., Marion G. M., Seitz S., Spitzer P., Chen C-T. A. The international thermodynamic equation of seawater — 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Manuals and Guides No. 56. Intergovernmental Oceanographic Commission, UNESCO, 2010. 196 p.
  25. Meyer A., Sundfjord A., Fer I., Provost C., Robineau N. V., Koenig Z., Onarheim I. H., Smedsrud L. H., Duarte P., Dodd P. A., Graham R. M., Schmidtko S., Kauko H. M. Winter to summer oceanographic observations in the Arctic Ocean north of Svalbard // J. Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. P. 6218–6237. URL: https://doi.org/10.1002/2016JC012391.
  26. Mulet S., Rio M.-H., Mignot A., Guinehut S., Morrow R. A new estimate of the global 3D geostrophic ocean circulation based on satellite data and in-situ measurements // Deep Sea Research. Pt. II: Topical Studies in Oceanography. 2012. P. 70–81. URL: https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2012.04.012.
  27. Nurser A. J. G., Bacon S. The Rossby radius in the Arctic Ocean // Ocean Science. 2014. V. 10. P. 967–975. URL: https://doi.org/10.5194/os-10-967-2014.
  28. Osinski R., Rak D., Walczowski W., Jan P. Baroclinic Rossby radius of deformation in the southern Baltic Sea // Oceanologia. 2010. V. 52. URL: https://doi.org/10.5697/oc.52-3.417.
  29. Pawlowicz R. What every oceanographer needs to know about TEOS-10 (The TEOS-10 Primer). 2010. 10 p.
  30. Østerhus S., Turrell W. R., Hansen B., Lundberg P., Buch E. Observed transport estimates between the North Atlantic and the Arctic Mediterranean in the Iceland-Scotland region // Polar Research. 2001. V. 20. No. 2. P. 169–175. URL: https://doi.org/10.1111/j.1751-8369.2001.tb00053.x.
  31. Raj R. P. The circulation of the Norwegian Sea — An investigation from space and ocean: Doctoral Thesis. University of Bergen, 2013. 173 p.
  32. Rossby С. G. On the mutual adjustment of pressure and velocity distributions in certain simple current systems. I // J. Marine Research. 1937. V. 1. P. 15–28.
  33. Rossby C. G. On the mutual adjustment of pressure and velocity distributions in certain simple current systems. II // J. Marine Research. 1938. V. 2. P. 239–263.
  34. Rossby C. G. Relation between variations in the zonal circulation of the atmosphere and the displacements of the semi-permanent centers of action // J. Marine Research. 1939. V. 2. P. 38–55.
  35. Rossby C. G. Planetary flow patterns in the atmosphere // Quarterly J. Royal Meteorological Society. 1940. V. 66. P. 68–87.
  36. Rossby T., Ozhigin V., Ivshin V., Bacon S. An isopyncal view of the Nordic Seas hydrography with focus on properties of the Lofoten Basin // Deep Sea Research. Pt. I: Oceanographic Research Papers. 2009. V. 56. P. 1955–1971.
  37. Saenko O. A. Influence of Global Warming on Baroclinic Rossby Radius in the Ocean: A Model Intercomparison // J. Climate. 2006. V. 19. P. 1354–1360. URL: https://doi.org/10.1175/JCLI3683.1.
  38. Sueyoshi M., Yasuda T. Reproducibility and future projection of the ocean first baroclinic Rossby radius based on the CMIP3 multi-model dataset // J. Meteorological Society of Japan. 2009. V. 87. P. 821–827. URL: https://doi.org/10.2151/jmsj.87.821.
  39. Verbrugge N., Mulet S., Guinehut S., Buongiorno-Nardelli B. ARMOR3D: A 3D multi-observations T, S, U, V product of the ocean // Geophysical Research Abstracts. 2017. V. 19. EGU2017-17579.
  40. Volkov D. L., Kubryakov A. A., Lumpkin R. Formation and variability of the Lofoten basin vortex in a high-resolution ocean model // Deep Sea Research. Pt. I. 2015. V. 105. P. 142–157. URL: https://doi.org/10.1016/j.dsr.2015.09.001.