научная статья по теме СРЕДНЕМНОГОЛЕТНЯЯ ГЕОСТРОФИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ПРИКУРИЛЬСКОГО РАЙОНА ТИХОГО ОКЕАНА Геофизика

Текст научной статьи на тему «СРЕДНЕМНОГОЛЕТНЯЯ ГЕОСТРОФИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ПРИКУРИЛЬСКОГО РАЙОНА ТИХОГО ОКЕАНА»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 1, с. 5-10

= ФИЗИКА МОРЯ

УДК 551.465.5(265.53)

СРЕДНЕМНОГОЛЕТНЯЯ ГЕОСТРОФИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ПРИКУРИЛЬСКОГО РАЙОНА ТИХОГО ОКЕАНА

© 2004 г. Е. В. Самко, Ю. В. Новиков

Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр,

Владивосток

Поступила в редакцию 14.01.2002 г., после доработки 17.03.2003 г.

На основе анализа океанологических данных за период 1960-1999 гг. (около 60 тыс. станций) исследована геострофическая циркуляция вод и характеристики динамики вод Прикурильского района Тихого океана. Получены среднемноголетние годовая и сезонные схемы циркуляции вод и характеристики динамики вод. Выделены основные звенья циркуляции, исследована их внутригодовая изменчивость.

ВВЕДЕНИЕ

Циркуляция вод - один из важнейших гидрометеорологических параметров, ответственных за распределение и характеристики водных структур в таком динамически активном районе, каким является Прикурильский район Тихого океана. А с учетом того, что эта акватория входит в число наиболее продуктивных зон Мирового океана [3], становится понятным неослабевающий интерес исследователей к проблеме изменчивости течений на рассматриваемой акватории.

Вопросам циркуляции вод рассматриваемого района посвящено довольно много работ. Однако первые крупные обобщения, основанные на расчетах, выполненных динамическим методом, с учетом сложившихся к тому времени представлений о циркуляции вод в северо-западной части Тихого океана и дающие представление об основных геострофических течениях в Прикурильском районе, появились только в 60-е гг., что, вероятно, связано с накоплением необходимого количества данных.

Достаточно полные схемы циркуляции вод исследуемой акватории были предложены Бурковым [1], Горбаневым и Добровольским [4], Поку-довым [6] и, наконец, Фейворитом с соавторами [11]. Первые три схемы основаны на расчетах динамической топографии по данным, осреднен-ным в 5 х 5, 2 х 2.5 и 2 х 4-градусных квадратах за период 1955-1970 гг. Несмотря на большой масштаб осреднения, на полученных картах хорошо выделяются основные звенья циркуляции вод района. Более подробные и представительные карты геострофической циркуляции были получены по данным 1955-1972 гг. [11] с 2-градусным осреднением.

В работе 01ат [14] обобщены современные представления японских исследователей о циркуляции вод района и предложена общая схема течений, основанная как на данных динамических расчетов, так и на инструментальных наблюдениях.

Отметим, что вышеназванные работы внесли несомненный вклад в понимание динамических

процессов, происходящих в рассматриваемом районе. В то же время вопросам внутригодовой изменчивости циркуляции вод на исследуемой акватории в этих работах внимание практически не уделялось, что, на наш взгляд, напрямую связано с недостатком исходных океанологических данных.

Данная статья посвящена исследованию сезонной изменчивости геострофической циркуляции вод Прикурильского района Тихого океана по сред-немноголетним данным.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ

В качестве исходной океанологической информации использовались данные, предоставленные лабораторией РЦД ТИНРО-центра, за период 1960-1999 гг. с тихоокеанской стороны островов Курильской гряды. Кроме того, для анализа были привлечены данные рейсов, выполнявшихся на японских НИС согласно соглашению об НТС между Россией и Японией за период 1989-1999 гг.

Вся имеющаяся информация (около 60 тыс. станций) была проверена, отфильтрована и приведена к одному формату, а потом сведена в единую базу данных отдельно по годам и сезонам по стандартным горизонтам.

В работе использовано следующее деление на сезоны - зима (январь-март), весна (апрель-июнь), лето (июль-сентябрь), осень (октябрь-декабрь).

Данные станций осреднялись по годам и сезонам и интерполировались в центры одноградусных трапеций, при этом для исключения влияния отдельных лет, годовое и сезонное осреднение проводилось сначала за каждый год рассматриваемого периода, и далее, по полученным значениям, рассчитывались годовая и сезонные средние за весь период лет [5].

Оценка достоверности полученных средних при 90% доверительной вероятности осуществлялась путем расчета относительной вероятностной ошибки:

п = [(г1хЫ4и) / X ]х 100%,

где 5 - среднеквадратическое отклонение; X -среднемноголетнее значение амплитуды параметра; п - длина ряда; у - уровень значимости; гу -табличное значение критерия (по п и у) для каждого квадрата [5, 10]. При этом п не должна была превышать 10%, в противном случае квадрат исключался из анализа.

По полученным в репрезентативных квадратах значениям температуры и солености на стандартных горизонтах строились среднемноголет-ние карты динамической топографии 0/1500 дб.

В настоящей работе не производился расчет глубины нулевой поверхности, а за отсчетную поверхность принималась поверхность 1500 дб, которая в большинстве случаев используется для расчетов геострофических течений [1, 6, 12 и др.] и, как отмечено Бурковым [2], хорошо подходит для динамических расчетов.

По картам динамической топографии были построены среднемноголетние и сезонные схемы основных геострофических течений района, и на выбранных разрезах (рис. 1а) рассчитаны их скорости и расходы. В работе приведены скорости, осредненные для верхнего 200-метрового слоя, и переносы в верхнем 1500-метровом слое.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ГЕОСТРОФИЧЕСКИХ ТЕЧЕНИЙ

При исследовании среднемноголетней геострофической циркуляции вод авторы взяли за основу номенклатуру течений, принятую ранее в работах [8, 9, 14].

На рис. 2а приведена среднемноголетняя среднегодовая схема геострофических течений на поверхности, построенная по карте динамической топографии 0/1500 дб (рис. 1а).

Анализ среднемноголетней геострофической циркуляции вод исследуемого района позволил выделить следующие ее составные части:

- Курильское течение (поток вод вдоль островов Курильской гряды до пролива Буссоль);

- течение Ойясио (продолжение Курильского течения, поток вод от пролива Буссоль вдоль островов Курильской гряды и о. Хоккайдо);

- Субарктическое течение (продолжение течения Ойясио от о. Хоккайдо в восточном направлении);

- северо-восточная ветвь течения Куросио (занимает южную часть исследуемого района и идентифицируется не как один поток, а как ряд антициклонических вихревых образований или меандров);

- различные вихревые образования, наблюдающиеся на рассматриваемой акватории (рис. 2а).

В данной статье рассматривается сезонная изменчивость первых четырех геострофических потоков.

Следует отметить, что на рассматриваемой схеме на траверзе пролива Креницына от Курильского течения отделяется поток, следующий в южном и юго-восточном направлениях и сливающийся с Субарктическим течением, и названный нами восточной ветвью Курильского течения.

Основное отличие полученной схемы течений от предшествующих - большая детализация динамических процессов, происходящих на исследуемой акватории. В целом же, полученная схема течений не противоречит и соответствует общепринятым представлениям о циркуляции вод района.

На выбранных разрезах, перекрывающих стрежни рассматриваемых основных потоков, были рассчитаны их средние скорости в верхнем 200-метровом слое и переносы в слое 0-1500 м. Результаты расчетов представлены в таблице.

Отметим, что разрез № 1 показывает характеристики Курильского течения на входе в район исследования, до отделения от него ветви, втекающей в Охотское море через 4-й Курильский пролив и дающей начало Западно-Камчатскому течению. В то время как разрез № 2 характеризует это течение после 4-го Курильского пролива.

Отметим также, что выбранные разрезы не перекрывали весь поток, который они характеризуют. Поэтому нельзя идентифицировать полученные на разрезах величины переноса вод с расходами всего течения. Однако разрезы выбирались таким образом, чтобы они проходили через стрежень потока, причем длина каждого из разрезов оставалась величиной неизменной. Следовательно, были получены сравнимые между собой для каждого из рассматриваемых течений характеристики геострофических потоков, дающие представление о скорости течения и интенсивности переноса в стрежне потока. Положение разрезов приведено на рис. 1а.

Как видно из таблицы, наибольшие скорости и переносы вод отмечены в северо-восточной ветви Куросио и в Курильском течении на его входе в исследуемый район (разрез № 1). Наименьшие среднегодовые значения этих характеристик наблюдаются в том же Курильском течении после отделения от него ветви, дающей начало Западно-Камчатскому течению (разрез № 2).

На рис. 2б-2д приведены среднемноголетние сезонные схемы геострофических течений на поверхности, построенные по картам динамической топографии 0/1500 дб (рис. 1б-1д). Обращают на себя внимание следующие сезонные особенности циркуляции вод исследуемого района:

1. На всех представленных схемах, за исключением осени, вдоль океанической стороны Курильской гряды и о. Хоккайдо наблюдается выраженный поток вод, являющийся западным граничным потоком в субполярной круговой циркуляции северной части Тихого океана, состо-

48-

46 -

44

42

40

50

48

46

44

42

40 50

48

46

44

42

40

145

150

155

160

Рис. 1. Среднемноголетние карты динамической топографии 0/1500 дб (в дин. см) Прикурильского района: (а) - среднегодовая, (б) - зима, (в) - весна, (г) - лето, (д) - осень.

Положение разрезов: 1,2 - Курильское течение; 3 - течение Ойясио; 4 - Субарктическое течение; 5 - северо-восточная ветвь течения Куросио.

Рис. 2. Среднемноголетние схемы основных геострофических течений Прикурильского района: (а) - среднегодовая, (б) - зима, (в) - весна, (г) - лето, (д) - осень.

Течения: 1 - Курильское, 2 - восточная ветвь Курильского течения, 3 - Ойясио, 4 - 1-ая (прибрежная) ветвь Ойясио, 5 - 2-ая ветвь Ойясио, 6 - северо-восточная ветвь Куросио, 7 - Субарктическое.

ящий из Курильского течения и течения Ойясио. Осенью подобного непрерывного потока не отмечается. Таким образом, в период с зимы по лето в формировании течения Ойясио принимают участие как воды Курильского течения, так и охотоморские воды, попада

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком