Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 6. С. 260-273
Анализ мезомасштабной вихревой структуры по данным мультиспектральных спутниковых и гидрологическихизмерений в Авачинском заливе в летний период 2024 г.
М.В. Врублевский
1 , А.А. Коник
2 , О.А. Атаджанова
2 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 29.09.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-6-260-273
В ходе проведения исследований получены пространственные и временные характеристики антициклонического мезомасштабного вихря в Авачинском заливе с помощью широкого ряда спутниковых сенсоров и квазиподспутниковых гидрологических измерений. С помощью данных сенсоров космического базирования проанализировано развитие характеристик вихря (пространственных размеров и положения, влияния на поле температуры поверхности моря и концентрации взвешенных веществ, хлорофилла) с момента его появления в Авачинском заливе (05.07.2024) до момента окончания периода времени (13.08.2024), который можно считать квазиодновременным in situ измерениям. На момент проведения измерений эффективный радиус вихря достиг 78 км, площадь — 9600 км2, а температура поверхности моря в вихре отличалась от внешних вод на 1–2°C. По результатам анализа данных гидрологической съёмки дана оценка влияния исследуемого вихря на гидрологическую структуру вод Авачинского залива. Вихрь заглубляет холодный промежуточный слой, температура которого на верхней и нижней границе была 3,4°C, на 142 м. Комплексный анализ дистанционных и in situ данных позволил оценить глубину вихря (495 м) и объём (2263 км3). Построение полей солёности и температуры позволило оценить изменение структуры вод Авачинского залива под влиянием вихря: полученные изотермы и изогалины имеют характерную параболическую форму. Исследуемый антициклонический вихрь имеет холодное ядро в поле температуры морской поверхности, что является относительно редким явлением в Мировом океане, отчего его комплексное исследование вносит весомый вклад в изучение подобных явлений.
Ключевые слова: мезомасштабный вихрь, спутниковая альтиметрия, SWOT, Sentinel-3, OLCI, MODIS, in situ, гидрологические измерения, Авачинский залив, Тихий океан
Полный текстСписок литературы:
- Ванин Н. С. Термическая структура вод в северо-западной части Тихого океана и роль ветра и адвекции в ее формировании // Изв. ТИНРО. 2017. Т. 190. С. 146–158. DOI: 10.26428/1606-9919-2017-190-146-158.
- Зимин А. В., Романенков Д. А., Коник А. А. и др. Разномасштабная вихревая динамика на акватории Тихого океана, прилегающей к полуострову Камчатка и северным Курильским островам // Эколог. безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 3. С. 16–35.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А. и др. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9–31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31.
- Пранц С. В. Вихри глубоководных желобов северо-западной части Тихого океана: обзор // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57. № 4. С. 387–400. DOI: 10.1134/S0001433821040216.
- Рогачев К. А., Шлык Н. В. Роль мезомасштабных вихрей в динамике Камчатского и Аляскинского течений // Изв. ТИНРО. 2006. Т. 145. С. 228–234.
- Романов А. А., Шевченко Г. В., Цой А. Т. Идентификация мезомасштабных вихревых структур на юго-восточном шельфе Камчатки по спутниковым данным // Исслед. Земли из космоса. 2009. № 5. С. 80–89.
- Тепнин О. Б. Изменчивость гидрологических условий в местах нереста восточно-камчатского минтая (Gadus chalcogrammus) в 2012–2022 гг. // Исслед. водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. 2022. № 66. С. 79–93.
- Шлык Н. В., Рогачев К. А. Быстрое опреснение Камчатского течения // Вестн. Дальневосточного отд-ния Российской акад. наук. 2016. № 5(189). С. 113–119.
- Amores A., Jordà G., Arsouze T., Le Sommer J. Up to what extent can we characterize ocean eddies using present-day gridded altimetric products? // J. Geophysical Research: Oceans. 2018. V. 123. No. 10. P. 7220–7236. DOI: 10.1029/2018JC014140.
- Chelton D. B., Schlax M. G., Samelson R. M. Global observations of nonlinear mesoscale eddies // Progress in Oceanography. 2011. V. 91. No. 2. P. 167–216. DOI: 10.1016/j.pocean.2011.01.002.
- Du Y., Song W., He Q. et al. Deep learning with multi-scale feature fusion in remote sensing for automatic oceanic eddy detection // Information Fusion. 2019. V. 49. P. 89–99. DOI: 10.1016/j.inffus.2018.09.006.
- Gade M., Byfield V., Ermakov S., Lavrova O., Mitnik L. Slicks as indicators for marine processes // Oceanography. 2013. V. 26. No. 2. P. 138–149.
- Itoh S., Yasuda I. Characteristics of mesoscale eddies in the Kuroshio–Oyashio Extension region detected from the distribution of the sea surface height anomaly // J. Physical Oceanography. 2010. V. 40. No. 5. P. 1018–1034. DOI: 10.1175/2009JPO4265.1.
- Johannessen J. A., Digranes G., Espedal H., Johannessen O. M., Samuel P., Browne D., Vachon P. SAR ocean feature catalogue. Noordwijk, Netherlands: ESA Publication Division, ESTEC, 1994. 106 p.
- L’Her A., Reinert M., Prants S. et al. Eddy formation in the bays of Kamchatka and fluxes to the open ocean // Ocean Dynamics. 2021. V. 71. No. 5. P. 601–612. DOI: 10.1007/s10236-021-01449-w.
- Marcello J., Eugenio F., Estrada-Allis S., Sangrà P. Segmentation and tracking of anticyclonic eddies during a submarine volcanic eruption using ocean colour imagery // Sensors. 2015. V. 15. No. 4. P. 8732–8748. DOI: 10.3390/s150408732.
- Moschos E., Barboni A., Stegner A. Why do inverse eddy surface temperature anomalies emerge? The case of the Mediterranean Sea // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 15. Article 3807. DOI: 10.3390/rs14153807.
- O’Reilly J. E., Maritorena S., O’Brien M. C. et al. SeaWiFS Postlaunch Calibration and Validation Analyses, Pt. 3 // NASA Technical Memorandum. NASA Goddard Space Flight Center, 2000. V. 11. P. 9–23.
- Pegliasco C., Busché C., Faugère Y. Mesoscale eddy trajectory atlas META3.2 delayed-time all satellites: version META3.2 DT allsat. 2022. https://doi.org/10.24400/527896/A01-2022.005.210802.
- Prants S. V., Lobanov V. B., Budyansky M. V., Uleysky M. Y. Lagrangian analysis of formation, structure, evolution and splitting of anticyclonic Kuril eddies // Deep Sea Research. Pt. I: Oceanographic Research Papers. 2016. V. 109. P. 61–75. DOI: 10.1016/j.dsr.2016.01.003.
- Prants S. V., Budyansky M. V., Uleysky M. Y. Lagrangian simulation and tracking of the mesoscale eddies contaminated by Fukushima-derived radionuclides // Ocean Science. 2017. V. 13. No. 3. P. 453–463. DOI: 10.5194/os-13-453-2017.
- Rogachev K. A., Shlyk N. V., Carmack E. C. The shedding of mesoscale anticyclonic eddies from the Alaskan Stream and westward transport of warm water // Deep Sea Research. Pt. II: Topical Studies in Oceanography. 2007. V. 54. No. 23–26. P. 2643–2656. DOI: 10.1016/j.dsr2.2007.08.017.
- Stegner A., Le Vu B., Dumas F. et al. Cyclone-anticyclone asymmetry of eddy detection on gridded altimetry product in the Mediterranean Sea // J. Geophysical Research: Ocean. 2021. V. 126. No. 9. Article e2021JC017475. DOI: 10.1029/2021JC017475.
- Sun W., Dong C., Tan W., He Y. Statistical characteristics of cyclonic warm-core eddies and anticyclonic cold-core eddies in the North Pacific based on remote sensing data // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 2. Article 208. DOI: 10.3390/rs11020208.
- Ueno H., Yasuda I. Distribution and formation of the mesothermal structure (temperature inversions) in the North Pacific subarctic region // J. Geophysical Research: Oceans. 2000. V. 105. No. C7. P. 16885–16897. DOI: 10.1029/2000JC900020.
- Ueno H., Bracco A., Barth J. A. et al. Review of oceanic mesoscale processes in the North Pacific: Physical and biogeochemical impacts // Progress in Oceanography. 2023. V. 212. Article 102955. DOI: 10.1016/j.pocean.2022.102955.
- Yu L. S., Bosse A., Fer I. et al. The Lofoten Basin eddy: Three years of evolution as observed by Seagliders // J. Geophysical Research. 2017. V. 122. No. 8. P. 6814–6834. DOI: 10.1002/2017JC012982.
- Zhou J., Zhou G., Liu H. et al. Mesoscale eddy-induced ocean dynamic and thermodynamic anomalies in the North Pacific // Frontiers in Marine Science. 2021. V. 8. Article 756918. DOI: 10.3389/fmars.2021.756918.