СТРУКТУРА ПОЛЯ СКОРОСТИ ЭКВАТОРИАЛЬНОГО ТЕЧЕНИЯ ЛОМОНОСОВА ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ ВЕСНОЙ 2014 И ОСЕНЬЮ 2015 гг.

  • Т. А. Демидова Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • В. Г. Нейман Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Е. Г. Морозов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(2).8
Ключевые слова: Центральная экваториальная Атлантика, SADCP, противотечение Ломоносова, экспериментальные наблюдения, осреднение данных, структура потока, сезонная перестройка поля скорости, выход на поверхность, направление ветра

Аннотация

Рассмотрены два примера измерений океанских экваториальных течений Атлантики с помощью бортового акустического допплеровского измерителя скорости течений SADCP на меридиональных разрезах через экватор весной 2014 г. по 23°з.д и осенью 2015 г. по 34°з.д. Для сравнения привлечены соответствующие данные некоторых предшествующих наблюдений в этом районе.
Обсуждаются особенности методик исследования противотечения Ломоносова с помощью судового профилирования и заякоренных буев. По результатам профилирования с двухминутным осреднением исходных данных на разрезе 27 сентября 2015 г. представлена структура двумерного разреза поля скорости высокого разрешения, характеризующаяся мелкомасштабной фрагментарной расслоенностью, которая раньше выявлялась лишь по одномерным данным вертикальных зондирований скорости и других параметров океанской среды. На примере сопоставления этого детального разреза с вариантами, полученными для других временных осреднений (15 и 60 мин.), конкретизируются различия в оценках параметров поля скорости, обусловленные величиной используемого осреднения.
На примере вертикальных профилей через ядро Экваториального подповерхностного противотечения (ЭПП) Ломоносова для весны 2002 и 2014 гг. и зимы 1971 и 2002 гг. в точках, близких к 23°з.д., иллюстрируется устойчивость годового цикла колебаний интенсивности течений в ядре и положения ядра в данном районе океана в многолетнем аспекте. Показано согласие наших результатов с другими ранее опубликованными материалами.
Основные параметры поля скорости течения на экваториальном разрезе 17 апреля 2014 г. свидетельствуют о высокой вероятности выхода на поверхность восточного потока. Демонстрируется связь подобных эпизодов выхода на поверхность в 2002 г. по результатам проекта PIRATA с интервалами смены направления зональной скорости ветра по данным реанализа Era Interim: выход на поверхность сопровождается ветрами с зональной компонентой, направленной на восток. По аналогии, подобная связь с ветром предполагается и для вероятного выхода восточного потока на поверхность 17 апреля 2014 г.

Литература


  1. Бубнов В.А. Циркуляция вод экваториальной зоны Мирового океана: Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 280 с.

  2. Бурков В.А., Монин А.С. Изменчивость течений и сопутствующих океанологических полей на Атлантическом экваториальном полигоне // Изменчивость океана и атмосферы в экваториальной Атлантике. М.: Наука, 1982. С. 8–35.

  3. Демидова Т.А., Морозов Е.Г., Нейман В.Г. Экваториальное подповерхностное течение Ломоносова по данным измерений бортовым профилографом в 2014–2017 гг. // Доклады РАН. 2018. Т. 482. № 3. С. 325–328.

  4. Демидова Т.А., Фрей Д.И. О поле скорости течения Ломоносова по данным попутных измерений // Материалы XV Всероссийской научно-технической конференции «МСОИ-2017»; Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН. – М.: АПР, 2017. Т.1. С. 150–151.

  5. Зайцев А.А., Зубин А.Б., Монин А.С. О меандрировании течения Ломоносова / В кн. Изменчивость океана и атмосферы в экваториальной Атлантике. М., Наука, 1982, С. 60–65.

  6. Иванов Ю.А., Морозов Е.Г. Анализ колебаний температуры воды в верхнем слое океана // Изв. АН СССР, сер. ФАО. 1973. Т. 9. № 10. С. 1101–1104.

  7. Изменчивость океана и атмосферы в экваториальной Атлантике (Ред. А.С. Монин). М.: Наука, 1982.

  8. Каменкович В.М., Монин А.С. (ред.) Физика океана, Т. 2, Гидродинамика океана. (Серия «Океанология»). М.: Наука, 1978. 435 с.

  9. Колесников А.Г., Богуславский С.Г., Григорьев Г.Н., Пономаренко Г.П., Саркисян А.С., Фельзенбаум А.И., Хлыстов Н.З. Открытие, экспериментальное исследование и разработка теории течения Ломоносова. Севастополь: МГИ, 1968. 243 с.

  10. Коротаев Г.К., Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Теория экваториальных противотечений в Мировом океане. Киев: Наукова думка, 1986. 208 с.

  11. Монин А.С., Федоров К.Н., Шевцов В.П. О вертикальной мезо- и микроструктуре океанических течений // Доклады АН СССР. 1973. Т. 208. № 4. С. 833–836.

  12. Нейман В.Г., Бурков В.А., Щербинин А.Д. Динамика вод Индийского океана. М.: Научный мир, 1995. 223 с. ISBN 5-89176-023-1.

  13. Нейман В.Г., Фрей Д.И., Амбросимов А.К., Каплуненко Д.Д., Морозов Е.Г., Шаповалов С.М. Экваториальные течения в Индийском океане по измерениям в феврале 2017 г. // Доклады АН. 2018. Т. 479. № 1. С. 84–87.

  14. Овчинников И.М,, Кривошея В.Г., Осадчий А.С. Некоторые особенности структуры и динамики гидрофизических полей в зоне течении Ломоносова на меридиане 18°35’ // Изменчивость океана и атмосферы в экваториальной Атлантике. М: Наука, 1982. С. 50–60.

  15. Пака В.Т. Комплексные измерения физических полей в океане в режиме буксировки // Автоматизация научных исследований морей и океанов. Севастополь: Изд. МГИ АН УССР, 1972. С. 82.

  16. Пономаренко Г.П. 10-й рейс НИС «Михаил Ломоносов» в Атлантический океан // Океанология. 1962. №2. С.164–172

  17. Саркисян А.С. Основы теории и расчет океанических течений. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 123 с.

  18. Самописцы течений системы Алексеева типа БПВ-2 и БПВ-2р // Техническое описание и инструкция по эксплуатации КБО 278000 ТО. Л.: Морской транспорт, 1960. 54 с

  19. Федоров К.Н. Тонкая термохалинная структура вод океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. С. 118–119.

  20. Фельзенбаум А.И., Шапиро Н.Б. Некоторые вопросы теории течений на экваторе // Течение Ломоносова (МГИ АН УССР). Киев: Наукова думка, 1966. Т. 34. С. 81–93.

  21. Ханайченко Н.К. Система экваториальных противотечений в океане. Л.: Гидрометеоиздат. 1974. 160 с.

  22. Arhan M., Treguier A.M., Bourles B., Michel S. Diagnosing the annual cycle of the Equatorial Undercurrent in the Atlantic Ocean from a general circulation model // J. Phys. Oceanogr. 2006. Vol. 36. P. 1502–1522.

  23. Brandt P., Schott F.A., Provost C., Kartavtseff A., Hormann V., Bourles B., Fischer J. Circulation in the central equatorial Atlantic: Mean and intraseasonal to seasonal variability // Geophys. Res. Lett. 2006. Vol. 33. P. L07609. DOI:10.1029/2005GL025498.

  24. Brandt P., Funk A., Tantet A., Johns W.E., Fischer J. The Equatorial Undercurrent in the central Atlantic and its relation to tropical Atlantic variability // Climate Dynamics. 2014. Vol. 43. P. 2985–2997. DOI: 10.1007/s00382-014-2061-4.

  25. Brandt P., Claus M, Greatbatch R.J., Kopte R., Toole J.M., Johns W.E., Böning C. W. Annual and semiannual cycle of equatorial Atlantic circulation associated with basin-mode resonance // J. Phys. Oceanography. 2016. Vol. 46. P. 3011–3029.

  26. Bubnov V.A., Vasilenko V.M., Krivilevich L.M. The study of low frequency variability of currents in the tropical Atlantic // Deep-Sea Research. 1979. GATE Supplement II to Vol. 26. P. 199–216.

  27. Bunge L., Provost C., Lilly J., D’Orgeville M., Kartavtseff A., Mélice J.-L. Variability of the horizontal velocity structure in the upper 1600 m of the water column on the equator at 10°W // J. Phys. Oceanography. 2006. Vol. 36. P. 1287–1304

  28. Claret M., Rodríguez R., Pelegrí J.L. Salinity intrusion and convective mixing in the Atlantic Equatorial Undercurrent // Scientia Marina. 2012. Vol. 76 (S1). P. 117–129. DOI: 10.3989/ scimar.03611.19B.

  29. Dee D.P., Uppala S.M., Simmons A.J. et al. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2011. Vol. 137. P. 553–597. DOI:10.1002/qj.828.

  30. Demidova T.A. Thermohaline structure and salt fingering in the Lomonosov Equatorial Undercurrent as observed in April 2017 // The Ocean in Motion. Springer Oceanography. 2018. P. 429–446. https://doi.org/10.1007/978-3-319-71934-4_26.

  31. Firing E. Lowered ADCP development and use in WOCE // International WOCE Newsletter. 1998. Vol. 30. P. 10–14.

  32. Giarolla E., Nobre P., Malagutti M., Pezzi L.P. The Atlantic Equatorial Undercurrent: PIRATA observations and simulations with GFDL modular ocean model at CPTEC // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32. P. L10617. DOI:10.1029/2004GL022206.

  33. Gouriou Y., Bourles B., Mercier H., Chuchla R. Deep jets in the equatorial Atlantic // Ocean J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104 (C9). P. 21,217–21,226.

  34. Herbert G., Kermabon C., Grelet J., Bourles B. French Pirata cruises S-ADCP data processing // Mercator-Coriolis ocean quarterly newsletter. Special Issue No. 52 – May 2015. P. 22–26.

  35. Hummels R., Dengler M., Bourles B. Seasonal and regional variability of upper ocean diapycnal heat flux in the Atlantic cold tongue // Progress in Oceanography. 2013. Vol. 111. P. 52–74.

  36. Hayes S.P. Vertical fine structure observations in the eastern equatorial Pacific // J.Geophys. Res. 1981. Vol. 86 (C11). P. 10983–10999.https://doi.org/10.1029/JC086iC11p10983.

  37. Johns W.E., Brandt P., Bourlès B., Tantet A., Papapostolou A., Houk A. Zonal structure and seasonal variability of the Atlantic Equatorial Undercurrent // Climate Dynamics. 2014. Vol. 43 (11). P. 3047–3069. DOI: 10.1007/s00382-014-2136-2.

  38. Neumann G. Evidence for the Equatorial Undercurrent in the Atlantic Ocean // Deep-Sea Res. 1960. Vol. 6. No. 4. P. 328–334.

  39. Perez R.C., Renellys C., Hormann V., Lumpkin R., Brandt P., Johns W.E., Hernandez F., Schmid C., Bourles B. Mean meridional currents in the central and eastern equatorial Atlantic // Climate Dynamics. 2013. DOI: 10.1007/s00382-013-1968-5.

  40. RDI-Teledyne // http://www.rdinstruments.com (last access: 07.02.2019).

  41. Send U., Eden C., Schott F. Atlantic Equatorial Deep Jets: Space–Time Structure and CrossEquatorial Fluxes // J. Phys. Oceanography. 2002. Vol. 32. P. 891–902.

  42. Schott F.A., Fischer J., Stramma L. Transports and pathways of the upper-layer circulation in the western tropical Atlantic // J. Phys. Oceanogr. 1998. Vol. 28. P. 1904–1928.

  43. Schott F.A., Dengler M., Brandt P., Affler K., Fischer J., Bourles B., Gouriou Y., Molinari R., Rhein M. The zonal currents and transports at 35°W in the tropical Atlantic // Geophys. Res. Lett. 2003. Vol. 30. No. 7. P. 1349. DOI:10.1029/2002GL016849.

  44. Spain P., Dorson D.L., Rossby H.T. PEGASUS: A simple, acoustically tracked, velocity profiler // Deep Sea Res. 1981. Part A. Vol. 28. No. 12. P. 1553–1567. DOI: 10.1016/0198-0149(81)90097-2.

  45. Stramma L., Schott F. The mean flow field of the tropical Atlantic Ocean // Deep-Sea Res. 1999. Part II. Vol. 46. P. 279–303.

  46. Visbeck М. Deep velocity profiling using lowered acoustic Doppler current profilers: Bottom track and inverse solutions // J. Atmosph. Oceanic Tech. 2002. Vol. 19. P. 794–807.

  47. VmDas Users Guide. RDI-Teledyne, 2007. http://www.comm-tec.com/prods/mfgs/RDI/Software/ Manuals/VMDAS-Manual/VmDas%20Users%20Guide.pdf.

  48. Urbano D.F., De Almeida R.A.F., Nobre P. Equatorial Undercurrent and North Equatorial Countercurrent at 38°W: A new perspective from direct velocity data // J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. P. C04041. DOI:10.1029/2007JC004215.

  49. WOCE Current Meter Data // http://webapp1.dlib.indiana.edu/virtual_disk_library/index.cgi/4955827/FID1441/welcome.htm.

  50. Leetmaa A., McCreary J.P.Jr., Moore D.W. Equatorial currents: observations and theory // Evolution of Physical Oceanography (Eds.: B. A. Warren and C. Wunsch). MIT Press, 1981. P. 184–197.

  51. Philander S.G.H. Equatorial undercurrent: Measurements and theories // Rev. Geophys. Space Phys. 1973. Vol. 11. P. 513–570.

  52. Philander S.G.H. The equatorial undercurrent revisited // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1980. Vol. 8. P. 191–204. Available at: https://doi.org/10.1146/annurev.ea.08.050180.001203.
Опубликован
2019-07-10
Раздел
Посвящается 90-летию Ю.А. Иванова. Физика океана

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)