Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 281-294
Изменчивость уровня и циркуляции океана в Северной Атлантике по спутниковой альтиметрии
В.Н. Малинин
1 , Я.И. Ангудович
1
1 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 08.06.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-281-294
Обсуждается взаимосвязь межгодовых колебаний уровня моря с системой течений в области североатлантического антициклонического круговорота вод по спутниковой альтиметрии (1993–2019). Исходными данными послужила база среднемесячных данных по морскому уровню архива Copernicus GLOBAL_REANALYSIS_PHY_001_030. Выявлена отчётливо выраженная связь годового расхода Флоридского течения и градиента уровня на разрезе 25° широты между 80 и 78° з. д. (r = 0,79). Выполнен расчёт межгодовых изменений уровня моря на широтном разрезе 26° для его отдельных участков и через всю Северную Атлантику в пределах 80–15° з. д., который выступает реперным в мониторинге атлантической меридиональной опрокидывающейся циркуляции (АМОС). Рассматривались годовые оценки градиента уровня Δh и его средние значения hср между крайними точками разрезов. Выявлена высокая положительная корреляция между Δh и hср для разрезов 70–25° з. д. (r = 0,81) и 80–15° з. д. (r = 0,71), а также североатлантического колебания с Δh и hср на этих разрезах. Показано, что, несмотря на резкое ослабление АМОС до 2010 г., в дальнейшем происходит относительное восстановление его мощности почти до среднего значения. Очевидно, ослабление АМОС до 2010 г. — это лишь отрицательная фаза его более длительных колебаний. Выполнена статистическая параметризация среднегодовых значений переноса воды на широте 26° с. ш. на север и юг (АМОС и QUMO) по данным об уровне океана на этой широте. Получены регрессионные уравнения, которые по данным Δh и hср довольно точно (77–92 %) описывают дисперсию временных рядов АМОС и QUMO.
Ключевые слова: Северная Атлантика, уровень моря, течения, североатлантический антициклонический круговорот вод, атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция
Полный текстСписок литературы:
- Барышевская Г. И. Течения системы Гольфстрим и температурный режим Северной Атлантики. М.: Гидрометеоиздат, 1990. 141 с.
- Дуванин А. И. О модели взаимодействия между макропроцессами в океане и атмосфере // Океанология. 1968. Т. 8. Вып. 4. С. 571–580.
- Карлин Л. Н., Малинин В.Н, Гордеева С. М. Изменчивость гидрофизических характеристик в Гольфстриме // Океанология. 2013. Т. 53. № 4. С. 454–462. DOI: 10.7868/S0030157413040047.
- Малинин В. Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: Изд во РГГМУ, 2008. 408 с.
- Малинин В. Н., Ангудович Я. И. Изменчивость уровня морей Северной Атлантики по альтиметрическим данным // Общество. Среда. Развитие. 2021. № 4. С. 79–83.
- Малинин В. Н., Шмакова В. Ю. Изменчивость энергоактивных зон океана в Северной Атлантике // Фундам. и приклад. климатология. 2018. № 4. С. 55–70. DOI: 10.21513/2410-8758-2018-4-55-70.
- Малинин В. Н., Гордеева С. М., Шевчук О. И. Изменения уровня Мирового океана в текущем столетии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 9–22. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-9-22.
- Смирнов Н. П., Воробьев В. Н., Дроздов В. В. Циклонический центр действия атмосферы и океана в Северной Атлантике // Ученые записки Российского гос. гидрометеоролог. ун та. 2010. № 15. С. 117–134.
- Степанов В. Н. Атлантический перенос тепла и вод по данным океанских моделей и наблюдений // Тр. Гидрометеорол. научно-исследоват. центра Российской Федерации. 2017. № 364. С. 104–130.
- Bryden H. L., King B. A., McCarthy G. D., McDonagh E. L. Impact of a 30 % reduction in Atlantic meridional overturning during 2009–2010 // Ocean Science . 2014. V. 245. No. 10. P. 683–691.
- Buckley M. W., Marshall J. Observations, inferences, and mechanisms of the Atlantic Meridional Overturning Circulation: A review // Reviews of Geophysics. 2016. V. 54. P. 5–63. https://doi.org/10.1002/2015RG000493.
- Ceasar L., Rahmstorf S., Robinson A., Feulner G., Saba V. Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation // Nature. 2018. No. 556. P. 191–196. DOI: 10.1038/s41586-018-0006-5.
- Chafik L., Nilsen J. E., Dangendorf S., Reverdin G., Frederikse T. North Atlantic Ocean Circulation and Decadal Sea Level Change During the Altimetry Era // Scientific Reports. 2019. V. 9. Art. No. 1041. 9 p. https://doi.org/10.1038/s41598-018-37603-6.
- Chen C., Wang G., Xie S-P., Liu W. Why Does Global Warming Weaken the Gulf Stream but Intensify the Kuroshio? // J. Climate. 2020. V. 32. P. 7437–7451. DOI: 10.1175/JCLI-D-18-0895.1.
- Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: IPCC Report. / eds. T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P. M. Midgley. Cambridge, N. Y.: Cambridge University Press, 2013. 1535 p.
- Curry J. Sea Level and Climate Change: Special Report. Climate Forecast Applications Network. 2018. 79 p. URL: https://curryja.files.wordpress.com/2018/11/special-report-sea-level-rise3.pdf.
- Dong S., Baringer M. O., Goni G. J. Slow Down of the Gulf Stream during 1993–2016 // Scientific Reports. 2019. V. 9. Art. No. 6672. 10 p. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42820-8.
- Ezer T. Detecting changes in the transport of the Gulf Stream and the Atlantic overturning circulation from coastal sea level data: The extreme decline in 2009–2010 and estimated variations for 1935–2012 // Global and Planetary Change. 2015. V. 129. P. 23–36.
- Frajka-Williams E., Ansorge I. J., Baehr J., Bryden H. L., Chidichimo M. P., Cunningham S. A., Danabasoglu G., Dong S., Donohue K. A., Elipot S. Atlantic Meridional Overturning Circulation: Observed Transport and Variability // Frontiers in Marine Science. 2019. V. 6. Art. No. 260. 18 p. DOI: 10.3389/fmars.2019.00260.
- Frajka-Williams E., Moat B. I., Smeed D. A., Rayner D., Johns W. E., Baringer M. O., Volkov D., Collins J. Atlantic meridional overturning circulation observed by the RAPID-MOCHA-WBTS (RAPID-Meridional Overturning Circulation and Heatflux Array-Western Boundary Time Series) array at 26N from 2004 to 2020 (v2020.1) / British Oceanographic Data Centre — Natural Environment Research Council UK. 2021. DOI: 10.5285/cc1e34b3-3385-662b-e053-6c86abc03444.
- Hobbs W. R., Willis J. K. Midlatitude North Atlantic heat transport: A time series based on satellite and drifter data // J. Geophysical Research: Oceans. 2012. V. 117. Art. No. C01008. 14 p.
- Ivchenko V. O., Sidorenko D., Danilov S., Losch M., Schröter J. Can sea surface height be used to estimate oceanic transport variability? // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38. Iss. 11. Art. No. L11601. 5 p. DOI: 10.1029/2011GL047387.
- Kopp R. E. Does the mid-Atlantic United States sea level acceleration hot spot reflect ocean dynamic variability? // Geophysical Research Letters. 2013. V. 40. P. 3981–3985.
- Lellouche J.-M., Greiner E., Le Galloudec O., Garric G., Regnier C., Drevillo M., Benkiran M., Testut C.-E., Romain B.-B., Gasparin F., Hernandez O., Levier B., Drillet Y., Remy E., Le Traon P.-Y. Recent updates to the Copernicus Marine Service global ocean monitoring and forecasting real-time 1/12° high resolution system // Ocean Science. 2018. V. 14. P. 1093–1126. https://doi.org/10.5194/os-14-1093-2018.
- Lellouche J.-M., Greiner E., Bourdallé-Badie R., Garric G., Melet N., Drévillon M., Bricaud C., Hamon M., Le Galloudec O., Regnier C., Candela T., Testut C-E., Gasparin F., Ruggiero G., Benkiran M., Drillet Y., Le Traon P.-Y. The Copernicus Global 1/12° Oceanic and Sea Ice GLORYS12 Reanalysis // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. Art. No. 698876. 27 p. DOI: 10.3389/feart.2021.698876.
- McCarthy G. D., Smeed D. A., Johns W. E., Frajka-Williams E., Moat B. I., Rayner D., Baringer M. O., Meinen C. S., Collins J., Bryden H. L. Measuring the Atlantic Meridional Overturning Circulation at 26°N // Progress in Oceanography. 2015. V. 130. P. 91–111. DOI: 10.1016/j.pocean.2014.10.006.
- Palter J. B. The role of the Gulf Stream in European climate // Annul Review of Marine Science. 2015. V. 7. P. 113–137. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010814-015656.
- Park J. C., Sweet W. V. Accelerated sea level rise and Florida Current transport // Ocean Science. 2015. V. 11. No. 4. P. 607–615.
- Rahmstorf S., Box J. E., Michael G. F., Mann E., Robinson A., Rutherford S., Schaffernicht E. J. Exceptional twentieth-Century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation // Nature Climate Change. 2015. Р. 475–480. DOI: 10.1038/nclimate2554.
- Repschläger J., Garbe-Schönberg D., Weinelt M., Schneider R. Holocene evolution of the North Atlantic subsurface transport // Climate of the Past. 2017. V. 13. P. 333–344.
- Smeed D. A., McCarthy G., Cunningham S. A., Frajka-Williams E., Rayner D., Johns W. E., Meinen C. S., Baringer M. O., Moat B. I., Duchez A., Bryden H. L. Observed decline of the Atlantic meridional overturning circulation 2004 to 2012 // Ocean Science. 2014. V. 10. P. 29–38. DOI: 10.5194/os-10-29-2014.
- Smeed D. A., Josey S., Johns W., Moat B., Frajka-Williams E., Rayner D., Meinen C. S., Baringer M. O., Bryden H. L., McCarthy G. D. The North Atlantic Ocean is in a state of reduced overturning // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. P. 1527–1533. DOI: 10.1002/2017GL076350.
- Srokosz M. A., Bryden H. L. Observing the Atlantic Meridional Overturning Circulation yields a decade of inevitable surprises // Science. 2015. V. 348(6241). Art. No. 1255575. DOI: 10.1126/science.1255575.
- Srokosz M., Baringer M., Bryden H., Cunningham S., Delworth T., Lozier S., Marotzke J., Sutton R. Past, present, and future changes in the Atlantic meridional overturning circulation // Bull. American Meteorological Society. 2012. V. 93. No. 11. P. 1663–1676. http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00151.1.
- Volkov D. L. Monitoring the variability of sea level and surface circulation with satellite altimetry. 2004. 157 р. URL: https://www.researchgate.net/publication/27685963.