ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 415, № 6, с. 823-825
- ОКЕАНОЛОГИЯ =
УДК 551.465
ТЕЧЕНИЯ В ПРОЛИВЕ БРАНСФИЛД
© 2007 г. Е. Г. Морозов
Представлено академиком A.C. Саркисяном 30.08.2006 г. Поступило 08.09.2006 г.
В ноябре 2005 г. во время 19-го рейса нис "Академик Иоффе" в Атлантическом секторе Южного океана был выполнен гидрологический разрез поперек пролива Брансфилд, который пересек сильное течение пролива Брансфилд. Прибрежное пограничное течение пролива Брансфилд является важнейшим элементом циркуляции в этом проливе. Совместно с Антарктическим Циркумполярным течением (АЦТ) в проливе Дрейка оно играет существенную роль в переносе вод на восток. Измерения температуры и солености на разрезе позволили лучше понять структуру и циркуляцию вод в этой части Южного океана.
Для изучения циркуляции в проливе Брансфилд выполнен CTD-разрез с высоким пространственным разрешением (до 2 миль). Использовался CTD-зонд Sea-Bird 911 c измерениями от поверхности до дна совместно с погружаемым доплеров-ским профилографом течений Workhorse Sentinel 8.19. Всего в проливе Брансфилд было выполнено 8 станций зондирования на разрезе длиной 52 км. Карта пролива и расположение станций показаны на рис. 1.
В проливе Брансфилд имеется глубинная часть, где глубины доходят до 1500 м. С северо-запада пролив ограничивается Южными Шетландскими островами, а с юго-востока Антарктическим полуостровом. В юго-западной части пролива находятся мелкие острова и пролив Герлаш. Шельфовые воды Южных Шетландских островов подвержены локальному прогреву и пресноводному стоку. На них сильно влияет заток вод АЦТ через глубокие проливы между островами Смит, Лоу и Брабант [3, 4, 6]. Аналогичные пограничные течения наблюдались и в других районах Антарктического полуострова [1, 5, 7]. Авторы этих публикаций считают, что такие течения вызываются совместным действием ветра и бароклин-ных градиентов давления при сильном влиянии топографии дна.
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук, Москва
Приблизительная схема течений в проливе Брансфилд показана на рис. 1. Воды Южной ветви АЦТ вторгаются в пролив Брансфилд через глубокие проливы между островами Смит, Лоу и Брабант. Южнее островов Ливингстон, Гринвич, Роберт, Нельсон и Кинг-Джордж эта часть вод АЦТ преобразуется в пограничное течение. Ядро теплых циркумполярных вод заглубляется на 400 м под поверхностью. Другой характерной чертой циркуляции в проливе Брансфилд является вторжение поверхностных вод из моря Уэдделла через пролив Антарктика (Antarctica Sound) и вокруг Антарктического полуострова. Эти воды распространяются на юго-запад вдоль северо-западного берега Антарктического полуострова и затем поворачивают на северо-восток вместе с пограничным течением около островов, упомянутых выше [2]. Ширина течения пролива Брансфилд равна приблизительно 10 км. Оно заглубляется примерно до 400 м. Его ядро расположено над изобатой 750 м. Скорости в течении достигают 50 см/с. Наши измерения в 2005 г. соответствуют более ранним измерениям в течении пролива Брансфилд [6, 8].
Разрез температуры через пролив Брансфилд показан на рис. 2. На этом разрезе хорошо видно ядро пограничного течения северо-восточного
з.д. 62 60 58 56
Рис. 1. Схема пролива Брансфилд. Точками показаны станции СГО-зондирования, стрелками - приблизительная схема течений. 1 - о. Кинг Джордж; 2 -о. Нельсон; 3 - о. Роберт; 4 - о. Гринвич; 5 - о. Ливингстон; 6 - о. Сноу; 7 - о. Десепшен; 8 - о. Смит, 9 -о. Лоу; 10 - Антарктический полуостров; 11 - пролив Антарктика
824
МОРОЗОВ
Давление, дбар
-200 -400-600-800 -1000Н -1200
-1400 -62.9
2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0
-0.4 -0.8 -1.2 -1.6 -2.0
-62.7
-62.6 ю.ш.
Рис. 2. Распределение температуры на разрезе через пролив Брансфилд 14-15 ноября 2005 г. Справа показана цветовая шкала температур.
Давление, дбар
200400 600 Н 800 1000 1200 1400
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
62.6 ю.ш.
Рис. 3. Скорости течений, измеренные погружаемым доплеровским профилографом LADCP на разрезе через пролив Брансфилд. Положительные значения соответствуют направлению на северо-восток. Справа показана цветовая шкала скоростей.
направления на склоне о. Гринвич на широте около 62°36' ю.ш. на глубине около 400 м над склоном выше изобаты 750 м. Ядро вод повышенной солености, расположенное на глубинах около 350-400 м, соответствует заглублению вод Южной ветви АЦТ. Струя относительно теплой соленой подповерхностной воды в северной части пролива Брансфилд соответствует Циркумполярной глубинной воде, распространяющейся в узком пограничном течении пролива Брансфилд, направленного на северо-восток вдоль юго-восточного берега островов Ливингстон, Гринвич, Роберт, Нельсон и Кинг-Джордж. Характеристики этой воды: соленость превышает 34.56 и достигает 34.6 единиц шкалы практической солености (епс). Потенциальная температура (9) превышает 0.8°С и достигает 1.1°С. Температурные и
соленостные характеристики этой воды являются результатом смешения вод АЦТ, шельфовых вод Южных Шетландских островов и вод, поступивших из моря Уэдделла.
Разрез скоростей, измеренных доплеровским профилографом, показан на рис. 3. Максимальные скорости, измеренные профилографом, равны 47 см/с. Максимальные скорости наблюдаются на поверхности на 62°34' ю.ш. над склоном о. Гринвич. Расход течения, направленного на северо-восток, по измерениям профилографом достигает 0.8 Св. При этом вблизи дна обнаружен поток, направленный на юго-запад, т.е. в направлении, обратном основному потоку.
Геострофические скорости в струе пограничного течения, рассчитанные при нулевой отсчет-ной поверхности на дне, достигают на поверхно-
ТЕЧЕНИЯ В ПРОЛИВЕ БРАНСФИЛД
825
G, °C
Рис. 4. T, S-кривые вод южной части АЦТ и вод в проливе Брансфилд. 1 - юго-западная часть пролива Дрейка; 2 - пограничное течение пролива Брансфилд; 3 - вода пролива Брансфилд, поступающая из моря Уэдделла.
сти 78 см/с на 62°36' ю.ш. Это на две мили южнее, чем измерения LADCP, и скорости завышены расчетным методом по сравнению со скоростями, измеренными погружаемым доплеровским профилографом LADCP. Общий расход геострофического течения - 1.8 Св. Эта величина выше, чем по измерениям профилографом. Расчет геострофических течений был проделан также с другим выбором нулевой отсчетной поверхности, которая соответствует измерениям LADCP (см. рис. 3; отсчетная поверхность выбиралась на разной глубине вдоль разреза). При таком выборе отсчетной поверхности максимальные скорости уменьшились до 75 см/с, а общий расход течения приблизился к измеренному профилографом (0.7 Св).
Этот факт показывает неточность определения скоростей динамическим методом при принятии нулевой отсчетной поверхности на дне и даже
если такая поверхность выбирается по данным LADCP. Основной недостаток определения скоростей динамическим методом - неправильный выбор отсчетной поверхности и невозможность рассчитать баротропный поток. Измерения погружаемым профилографом дают скорости течения, в которые включены также приливные течения. Приливные течения, скорости которых неизвестны, искажают реальные средние скорости квазистационарного потока в пограничном течении.
Смешение вод в проливе Брансфилд хорошо видно при сравнении Г,5-кривых (рис. 4). При протекании части вод АЦТ в проливе Брансфилд эти воды модифицируются при смешивании с холодными и распресненными водами пролива Брансфилд, а затем они снова вливаются в АЦТ. При смешении температура вод АЦТ уменьшается, хотя характерная форма кривых в какой-то мере сохраняется.
Работа проводилась при поддержке РФФИ (грант 047.017.2006.003), ФЦП "Мировой океан", программы 17 "Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология" Президиума РАН.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Beardsley R.C., Limeburner R, Owens W.B. // Deep-Sea Res. II. 2004. V. 51. P. 1947-1964.
2. Deacon G.E.R., Moorey J.A. // Deep-Sea Res. 1975. V. 22. P. 265-268.
3. Garcia M.A., Lopez O, Sospedra J. et al. // Ann. Geo-phys. 1994. V. 12. P. 856-867.
4. Gordon A.L., Nowlin W.D. // J. Phys. Oceanogr. 1978. V. 8. P. 258-264.
5. Klinck J.M., Hofmann E.E., Beardsley R.E. et al. // Deep-Sea Res. II. 2004. V. 51. P. 1925-1946.
6. Niiler P.P., Amos A.F, Hu J.H. // Deep-Sea Res. II. 1991. V. 38. P. 943-959.
7. Zhou M, DorlandR. D. // Deep-Sea Res. II. 2004. V. 51. P. 2118-2138.
8. Zhou M, Niiler P.P., Hu J.-H. // Deep-Sea Res. II. 2002. V. 49. P. 267-280.
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.