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. 2021. Т. 18. № 5. С. 181-192

Оценка фазовой скорости внутренних волн в Арктике по данным последовательных спутниковых РСА-измерений

И.Е. Козлов 1 , Т.В. Михайличенко 1 
1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 16.08.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-5-181-192
В работе получены прямые оценки фазовой скорости короткопериодных внутренних волн (КВВ) в Арктике на основе анализа последовательных измерений спутниковых РСА Sentinel 1A/B. Анализ спутниковых данных вблизи арх. Шпицберген с июня по сентябрь 2018 г. выявил основной пик наблюдений КВВ в августе (51 %). Выделено три ключевых района генерации КВВ: глубоководная часть прол. Фрама, южная и центральная части плато Ермак и шельфовая область к северо-западу от арх. Шпицберген. Максимальные значения фазовой скорости КВВ наблюдаются над плато Ермак и достигают здесь 0,84±0,03 м/с. В прол. Фрама и на шельфе арх. Шпицберген значения фазовой скорости близки и составляют в среднем 0,2–0,3±0,03 м/с. Полученные значения фазовой скорости КВВ превосходят значения максимальной скорости баротропных приливных течений во всех трёх районах их наблюдения, что подтверждает приливной механизм их генерации и распространение при докритических значениях числа Фруда. Сопоставление спутниковых оценок фазовой скорости КВВ с теоретическими оценками, полученными на основе двуслойной модели с использованием актуальных гидрологических измерений, показало наилучшее соответствие для случаев с разницей по времени между спутниковыми и контактными измерениями не более одних суток.
Ключевые слова: короткопериодные внутренние волны, фазовая скорость внутренних волн, приливные течения, спутниковая радиолокация морской поверхности, пролив Фрама, архипелаг Шпицберген, плато Ермак, Северный Ледовитый океан, Арктика
Полный текст

Список литературы:

  1. Баханов В. В., Зуев А. Л., Маров М. Н., Пелиновский Е. Н. Влияние внутренних волн на характеристики СВЧ-сигналов, рассеиваемых морской поверхностью // Изв. Акад. наук СССР. Физика атмосферы и океана. 1989. Т. 25. № 4. С. 387–395.
  2. Зубкова Е. В., Козлов И. Е., Кудрявцев В. Н. Наблюдение короткопериодных внутренних волн в море Лаптевых на основе спутниковых радиолокационных измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 99–109. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-99-109.
  3. Козлов И. Е., Плотников Е. В. Динамика вихрей в Арктике по данным квазисинхронных спутниковых РСА-измерений Sentinel 1 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 178–186. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-178-186.
  4. Морозов Е. Г., Писарев С. В. Внутренние волны и образование полыней в море Лаптевых // Докл. Российской акад. наук. 2004. Т. 398. № 2. С. 255–258.
  5. Alpers W. Theory of radar imaging of internal waves // Nature. 1985. V. 314. P. 245–247. DOI: 10.1038/314245a0.
  6. Atadzhanova O. A., Zimin A. V., Romanenkov D. A., Kozlov I. E. Satellite radar observations of small eddies in the White, Barents and Kara Seas // Physical Oceanography. 2017. V. 2. P. 75–83. DOI: 10.22449/1573-160X-2017-2-75-83.
  7. Badulin S., Kostianoy A., Shabanov P., Sharmar V., Grigorieva V., Lebedev S. Self- and Inter-Crossover Points of Jasons’ Missions as New Essential Add-on of Satellite Altimetry in the Sub-Arctic Seas and the Southern Ocean // Remote Sensing. 2021. V. 13. No. 4. Art. No. 658. DOI: 10.3390/rs13040658.
  8. Carr M., Sutherland P., Haase A., Evers K. U., Fer I., Jensen A., Kalisch H., Berntsen J., Parau E., Thiem O., Davies P. A. Laboratory Experiments on Internal Solitary Waves in Ice-Covered Waters // Geophysical Research Letters. 2019. V. 46. No. 21. P. 12230–12238. DOI: 10.1029/2019GL084710.
  9. Czipott P. V., Levine M. D., Paulson C. A., Menemenlis D., Farmer D. M., Williams R. G. Ice flexure forced by internal wave packets in the Arctic Ocean // Science. 1991. V. 254. No. 5033. P. 832–835. DOI: 10.1126/science.254.5033.832.
  10. Erofeeva S., Egbert G. Arc5km2018: Arctic Ocean Inverse Tide Model on a 5 kilometer grid, 2018. Arctic Data Center, 2020. DOI: 10.18739/A21R6N14K.
  11. Fer I., Koenig Z., Kozlov I. E., Ostrowski M., Rippeth T. P., Padman L., Bosse A., Kolas E. (2020a) Tidally forced lee waves drive turbulent mixing along the Arctic Ocean margins // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. No. 16. Art. No. e2020GL088083. DOI: 10.1029/2020GL088083.
  12. Fer I., Koenig Z., Bosse A., Falck E., Kolås E., Nilsen F. (2020b) Physical oceanography data from the cruise KB2018616 with R. V. Kristine Bonnevie. 2020. https://doi.org/10.21335/NMDC-2047975397.
  13. Hong D. B., Yang C. S., Ouchi K. Estimation of internal wave velocity in the shallow South China Sea using single and multiple satellite images // Remote Sensing Letters. 2015. V. 6. No. 6. P. 448–457. DOI: 10.1080/2150704X.2015.1034884.
  14. Jackson C. R., da Silva J. C. B., Jeans G. The generation of nonlinear internal waves // Oceanography. 2012. V. 25. No. 2. P. 108–123.
  15. Kozlov I., Kudryavtsev V., Zubkova E., Atadzhanova O., Zimin A., Romanenkov D., Myasoedov A., Chapron B. (2015a) SAR observations of internal waves in the Russian Arctic seas // IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS). 2015. P. 947–949.
  16. Kozlov I. E., Kudryavtsev V. N., Zubkova E. V., Zimin A. V., Chapron B. (2015b) Characteristics of short-period internal waves in the Kara Sea inferred from satellite SAR data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2015. V. 51. No. 9. P. 1073–1087. DOI: 10.1134/S0001433815090121.
  17. Kozlov I. E., Zubkova E. V., Kudryavtsev V. N. Internal solitary waves in the Laptev Sea: first results of spaceborne SAR observations // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2017. V. 14. No. 11. P. 2047–2051. DOI: 10.1109/LGRS.2017.2749681.
  18. Kozlov I. E., Artamonova A. V., Manucharyan G. E., Kubryakov A. A. Eddies in the Western Arctic Ocean from spaceborne SAR observations over open ocean and marginal ice zones // J. Geophysical Research: Oceans. 2019. V. 124. No. 9. P. 6601–6616. DOI: 10.1002/2019JC015113.
  19. Kozlov I. E., Plotnikov E. V., Manucharyan G. E. Brief Communication: Mesoscale and submesoscale dynamics in the marginal ice zone from sequential synthetic aperture radar observations // The Cryosphere. 2020. V. 14. P. 2941–2947. DOI: 10.5194/tc-14-2941-2020.
  20. Kudryavtsev V., Kozlov I., Chapron B., JohannessenJ. A. Quad-polarization SAR features of ocean currents // J. Geophysical Research: Oceans. 2014. V. 119. No. 9. P. 6046–6065. DOI: 10.1002/2014JC010173.
  21. Lavrova O., Mityagina M. Satellite Survey of Internal Waves in the Black and Caspian Seas // Remote Sensing. 2017. V. 9. No. 9. Р. 892. DOI: 10.3390/rs9090892.
  22. Liu B., Yang H., Ding X., Li X. Tracking the internal waves in the South China Sea with environmental satellite sun glint images // Remote Sensing Letters. 2014. V. 5. No. 7. P. 609–618. DOI: 10.1080/2150704X.2014.949365.
  23. Magalhaes J. M., da Silva J. C. Internal solitary waves in the Andaman Sea: New insights from SAR imagery // Remote Sensing. 2018. V. 10. No. 6. Art. No. 861. DOI: 10.3390/rs10060861.
  24. Morozov E. G., Kozlov I. E., Shchuka S. A., Frey D. I. Internal tide in the Kara Gates Strait // Oceanology. 2017. V. 57. No. 1. P. 8–18. DOI: 10.1134/S0001437017010106.
  25. Morozov E. G., Marchenko A. V., Filchuk K. V., Kowalik Z., Marchenko N. A., Ryzhov I. V. Sea ice evolution and internal wave generation due to a tidal jet in a frozen sea // Applied Ocean Research. 2019. V. 87. P. 179–191. DOI: 10.1016/j.apor.2019.03.024.
  26. Phillips O. M. The dynamics of the upper ocean. 2nd ed. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press, 1877. 336 p.
  27. Tensubam C. M., Raju N. J., Dash M. K., Barskar H. Estimation of internal solitary wave propagation speed in the Andaman Sea using multi-satellite images // Remote Sensing of Environment. 2020. V. 252. Art. No. 112123. DOI: 10.1016/j.rse.2020.112123.
  28. Zimin A. V., Kozlov I. E., Atadzhanova O. A., Chapron B. Monitoring short-period internal waves in the White Sea // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2016. V. 52. No. 9. P. 951–960. DOI: 10.1134/S0001433816090309.