научная статья по теме ВОДООБМЕН МЕЖДУ АТЛАНТИЧЕСКИМ И СЕВЕРНЫМ ЛЕДОВИТЫМ ОКЕАНАМИ: РОССИЙСКИЕ ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В 2011–2013 ГГ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ВОДООБМЕН МЕЖДУ АТЛАНТИЧЕСКИМ И СЕВЕРНЫМ ЛЕДОВИТЫМ ОКЕАНАМИ: РОССИЙСКИЕ ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В 2011–2013 ГГ»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 3, с. 488-491

= ИНФОРМАЦИЯ

УДК 551.465

ВОДООБМЕН МЕЖДУ АТЛАНТИЧЕСКИМ И СЕВЕРНЫМ ЛЕДОВИТЫМ ОКЕАНАМИ: РОССИЙСКИЕ ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ В 2011-2013 гг.

© 2015 г. А. С. Фалина, А. А. Сарафанов, С. В. Гладышев, А. В. Соков, В. С. Запотылько, В. С. Гладышев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва email: falina_a@mail.ru, sarafanov@mail.ru, sgladyshev@ocean.ru, sokov@ocean.ru, oceanolog@oceanolog.ru, sevii@yandex.ru Поступила в редакцию 29.04.2014 г.

DOI: 10.7868/S0030157415030053

Один из главных факторов формирования климатических аномалий в умеренных и высоких широтах Северного полушария — меридиональный перенос тепла течениями Северной Атлантики. Распространяясь на север, часть теплых вод СевероАтлантического течения проникает через проливы между Гренландией, Исландией и Шетландскими островами в Северный Ледовитый океан (СЛО). Там атлантические воды отдают тепло атмосфере, существенно смягчая климат северной Европы и северо-западной части России, охлаждаются и возвращаются в Атлантику через те же проливы в виде холодных арктических вод, которые погружаются на большие глубины и распространяются на юг под Северо-Атлантическим течением. Поток атлантических вод через проливы, расположенные к востоку от Гренландии, составляет около 90% объема всех вод, поступающих в СЛО [5].

Несмотря на климатообразующую роль водообмена между Атлантикой и СЛО, многие фундаментальные аспекты этого водообмена остаются малоизученными. До сих пор нет надежных, основанных на наблюдениях, сведений о суммарной интенсивности и детальной пространственной структуре переноса вод в проливах, о количестве тепла, поступающего из Атлантики в СЛО, и об изменчивости интегральных характеристик переноса вод во времени. Далеко не полно исследована роль формирования холодных плотных арктических вод в крупномасштабной циркуляции вод Мирового океана, в межширотном переносе вод на севере Атлантики и в изменчивости интенсивности этого переноса во времени. Достоверные сведения о ряде ключевых элементов водообмена, таких как перенос вод в Исландско-Фарерском проливе и над шельфом Гренландии в Датском проливе, и вовсе отсутствуют.

Неполнота сведений о водообмене между Атлантикой и СЛО связана, прежде всего, с тем, что мо-

ниторинг этого водообмена до недавнего времени ограничивался локализованными наблюдениями над отдельными течениями (см., например, [3—8]). Эти наблюдения имеют различное пространственное и временное разрешение и осуществляются с использованием оборудования разного типа и точности (буйковые станции, судовые наблюдения, дрейфующие буи, подводные планеры).

Для получения достоверных количественных оценок переноса вод всей совокупностью течений, обуславливающих водообмен между Атлантикой и СЛО, необходимы однородные данные, охватывающие всю толщу вод "от берега до берега" в каждом из проливов между Гренландией и Шетландскими островами. На решение этой проблемы направлен судовой мониторинг вод на границе двух океанов, осуществляемый специалистами Института океанологии им. П.П. Ширшова (ИО РАН) с 2011г. Наблюдения проводятся на океанологических разрезах, пересекающих проливы между Гренландией, Исландией, Фарерскими и Шетландскими островами (разрезы 1—3 на рис. 1). Для обеспечения корректного сравнения новых данных с данными, полученными ранее зарубежными исследователями, разрезы в Датском и Фарерско-Шетландском проливах были проложены в координатах предшествующих съемок [2]. Наблюдения на разрезах проводятся 2—3 раза в течение одного года (см. таблицу, рис. 2), что даст возможность "отфильтровать" большую часть синоптического "шума", связанного с прохождением вихрей и пульсаци-онной природой водообмена, и получить надежные количественные оценки осредненной по времени картины циркуляции. По географическому охвату и частоте океанографических наблюдений осуществляемый ИО РАН мониторинг водообмена между Атлантикой и СЛО не имеет аналогов.

На протяжении трех лет с 2011 по 2013 гг. было проведено 7 экспедиций, в ходе которых выпол-

Разрезы в проливах -Арктические воды "Атлантические воды

0

200

500

1000

2000

3000

3500 м

5° з.д. 0°

Рис. 1. Положение океанологических разрезов в Датском (разрез 1), Исландско-Фарерском (разрез 2) и Фарерско-Шетландском (разрез 3) проливах. В 2011—2013 гг. многократные наблюдения на этих разрезах выполнены специалистами ИО РАН на НИС "Академик Сергей Вавилов" и НИС "Академик Иоффе" (см. таблицу). Стрелками показаны направления переноса арктических и атлантических вод (см. легенду); даны приблизительные величины переноса (Св, 1 Св = 106 м3 с-1) по данным наблюдений и балансовым оценкам. Также показано положение трансатлантического разреза по 59.5° с.ш., наблюдения на котором выполняются сотрудниками ИО РАН с 1997 г.

нено 13 съемок в Датском проливе, 10 съемок в проливе между Исландией и Фарерскими островами и 9 съемок в Фарерско-Шетландском проливе (см. рис. 2). Экспедиции проводились на НИС "Академик Сергей Вавилов" (2011 г.) и НИС "Академик Иоффе" (2011-2013 гг.). В общей сложности за три года выполнено 577 океанологических стан-

ций (см. таблицу). В каждой экспедиции проводилось зондирование толщи вод с целью получения данных о температуре, солености и концентрациях растворенного кислорода, а также — измерение скоростей течений: в непрерывном режиме и на станциях с помощью, соответственно, судовых и погружаемых акустических доплеровских профи-

Наблюдения в проливах между Гренландией, Исландией, Фарерскими и Шетландскими островами, выполненные на судах ИО РАН в 2011—2013 гг.

Датский пролив Исландско-Фарерский пролив Фарерско-Шетландский пролив

Месяц и год Разрез 1 на рис. 1 Разрез 2 на рис. 1 Разрез 3 на рис. 1

экспедиции количество количество количество количество количество количество

съемок станций съемок станций съемок станций

Май 2011 0 0 2 39 2 32

Июнь 2011 4 69(62)* 1 20 1 16

Сентябрь 2011 1 22 0 0 0 0

Май—июнь 2012 2 17 (16)* 4 76 3 46

Сентябрь 2012 3 67 1 20 1 16

Июнь—июль 2013 0 0 1 19 1 16

Сентябрь 2013 3 66 1 20 1 16

Итого 13 241 (233)* 10 194 9 142

* В скобках указано количество станций в Датском проливе, выполненных строго на линии разреза; только эти станции показаны на рис. 2.

490

ФАЛИНА и др.

ДП

••••••••••••••А («*•••••

•••••••••••••••«••••••

■ ■«(•■•■••■••■а ■«•• •••

22 - 26/05/2011 26 - 28/05/2011

18 - 24/06/2011 24 - 26/06/2011

26 - 27/06/2011

27 - 28/06/2011

10 - 12/09/2011

28/05 - 03/06/2012 03 - 07/06/2012 07 - 09/06/2012 09 - 12/06/2012 12 - 13/06/2012

16 - 18/09/2012

18 - 19/09/2012

19 - 27/09/2012

30/06 - 03/07/2013

12 - 14/09/2013

14 - 15/09/2013

15 - 23/09/2013

ИФП

ФШП

• •••••»•»• • • • • •

•н«**т>» •••••

0 100 I I

300

500 700 900 1100 1300

Расстояние от берега Гренландии, км

1500

1700

0 100

300

500

700

900

1100 м

Рис. 2. Схема океанологических станций, выполненных специалистами ИО РАН в Датском (ДП), Исландско-Фарерском (ИФП) и Фарерско-Шетландском (ФШП) проливах в период с мая 2011 г. по сентябрь 2013 г. Заливкой показан рельеф дна; вертикальные линии соответствуют изобате 0 м. Приведено время съемок: число / месяц /год. Стрелками показано направление движения судна при каждой съемке.

лографов. Подробная информация о приборах и точности измерений дана в работах [1, 2].

В 2011 г. было проведено три экспедиции. В мае 2011 г. в 32-м рейсе НИС "Академик Иоффе" было выполнено по 2 съемки в Фарерско-Шетландском проливе и в проливе между Исландией и Фарерскими островами (рис. 2). В июне 2011 г.

в 34-м рейсе НИС "Академик Иоффе" наблюдения проводились во всех трех проливах между Гренландией и Шетландскими островами: было выполнено 4 съемки на разрезе через Датский пролив и по одной съемке в проливах к востоку от Исландии. В сентябре 2011 г. в 33-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" была выполнена од-

нократная съемка в Датском проливе. Всего в 2011 г. было выполнено 198 станций (рис. 2, таблица) [2].

В 2012 г. проведено 2 экспедиции, в ходе которых были выполнены съемки в каждом из трехпроливов (рис.2). В мае-июне 2012г. в 38-м рейсе НИС "Академик Иоффе" выполнены

2 съемки в Датском проливе, 4 съемки в проливе между Исландией и Фарерскими островами и

3 съемки в Фарерско-Шетландском проливе. Ледовая обстановка не позволила выполнить измерения в западной части Датского пролива. Наблюдения в проливах к востоку от Исландии были выполнены в полном объеме - на всем протяжении разрезов. В сентябре 2012 г. в 39-м рейсе НИС "Академик Иоффе" выполнены 3 съемки в Датском проливе и по одной съемке на разрезах к востоку от Исландии. Всего в 2012 г. было выполнено 242 станции [1].

В 2013 г. проведено 2 экспедиции. В июне-июле 2013 г. в 41-м рейсе НИС "Академик Иоффе" выполнены однократные наблюдения на двух разрезах: в Фарерско-Шетландском проливе и проливе между Исландией и Фарерскими островами (рис. 2). В сентябре 2013 г в 42-м рейсе НИС "Академик Иоффе" выполнены 3 съемки в Датском проливе и по одной съемке в проливах к востоку от Исландии. Всего в 2013 г. было выполнено 137 станций.

В результате собран уникальный массив однородных высокоточных данных о распределении термохалинных характеристик и скоростях океанских течений в толще вод на границе между Атлантикой и СЛО. Некоторые предварительные результаты, полученные на основе данных наблюдений в 2011 и 2012 гг., были представлены нами в работах [1, 2]. По завершении обработки всего массива (2011-2013 гг.) будут количественно оценены следующие характеристики водообмена между двумя океанами: (1) интегральный перенос атлантических и арктических вод в проливах, (2) интенсивность и вертикальная структура меридиональной циркуляции вод, (3) вклад трансформации вод в СЛО в меридиональную циркуляцию вод Атлантики, (4) интегральный перенос тепла океанскими течениями из Атлантики в Арктику и (5) расходы каждого из течений, обеспечивающих межокеанский водообмен. Будут получены пространственные распределения осреднен-ных по времени скоростей течений и термохалин-ных характеристик во всей толще вод на северной границе Атлантики, не

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»