ОБ ОСОБЕННОСТЯХ СТРУКТУРЫ МУЛЬТИДЕКАДНОЙ ОСЦИЛЛЯЦИИ МИРОВОГО ОКЕАНА

  • В. И. Бышев Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • М. В. Анисимов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. В. Гусев Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН
  • А. Н. Сидорова Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2021.49(4).1
Ключевые слова: Мировой океан (МО), осцилляция теплосодержания океана, главный термоклин, фазовая изменчивость, климатическая система, современный климат, численное моделирование

Аннотация

Одной из наиболее примечательных особенностей современного климата, несомненно, следует признать климатический сдвиг, наблюдавшийся в середине 70-х годов прошлого века. Причины подобного явления долгое время, несмотря на активизацию климатологов всего мира, оставались загадкой, требующей своего раскрытия. Прежде всего, это было вызвано тем, что произошедший сдвиг оказался для ученых неожиданным и сопровождался быстрыми качественными изменениями планетарного климата. К настоящему времени, благодаря усилиям ученых, использующих результаты стремительно развивающегося численного моделирования, диагностические расчеты и материалы наблюдений в крупных гидрофизических экспериментах в различных районах Мирового океана (МО), сложилось понимание роли океанического фактора в изменчивости текущего климата. Стало понятно, что климатические сдвиги – это важная особенность внутренней динамики климатической системы. Наиболее очевидным свидетельством внутрисистемных процессов следует рассматривать обнаруженные планетарные структуры в атмосфере – Глобальная Атмосферная Осцилляция (ГАО) и в океане – Мультидекадная ОСцилляция Теплосодержания Океана (МОСТОК), квазисинхронно сопровождающие вариации современного климата. Структура и особенности ГАО были детально рассмотрены ранее в ряде исследований. Что же касается МОСТОК, то ее структура и особенности обсуждаются в предлагаемой работе. Характерно то, что МОСТОК расположен в слое главного термоклина (100–600 м). В квазиоднородном слое (0–100 м) и в глубинном слое (600– 5500 м) термодинамический режим отличается от режима в слое главного термоклина. Возможно, именно это обстоятельство не позволило ранее обратить внимание на подобную важную деталь в структуре термодинамической изменчивости МО. Наличие экстремальных мультидекадных возмущений поля температуры на промежуточных уровнях (200, 300, 400, 500, 600 м) следует отметить в качестве важной характерной особенности осцилляции. Крупномасштабные гидрофизические эксперименты (Полигон-70, ПОЛИМОДЕ и др.) позволили выявить в динамике вод МО вихревую структуру и обнаружить, что вихри открытого океана обладают максимумами кинетической энергии именно в слое главного термоклина. Это позволяет допустить связь между синоптической вихревой активностью и МОСТОК. Однако, последнее еще предстоит изучить.

Литература


  1. Атлантический гидрофизический Полигон-70 / Отв. ред. В.Г. Корт и В.С. Самойленко. М.: Наука, 1974. 317 с.

  2. Атлас ПОЛИМОДЕ / Под редакцией А.Д. Вуриса, В.М. Каменковича, А.С. Монина. Published by the Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts, U.S.A. 1986. 370 с.

  3. Бышев В.И. Синоптическая и крупномасштабная изменчивость океана и атмосферы / Отв. ред. Ю.А. Иванов. М.: Наука, 2003. 343 с.

  4. Бышев В.И., Анисимов М.В., Гусев А.В., Грузинов В.М., Сидорова А.Н. О мультидекадной осцилляции теплосодержания Мирового океана // Океанологические исследования. 2020. Т. 48. № 3. С. 76–95. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2020.48(3).5.

  5. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А. Климатические ритмы теплового режима Мирового океана // Природа. 2016. № 8. С. 26–33.

  6. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А. О разнонаправленности изменений глобального климата на материках и океанах // ДАН. 2005. Т. 400. № 1. С. 98–104.

  7. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А. О существенных различиях крупномасштабных изменений приземной температуры над океанами и материками // Океанология. 2006. Т. 46. № 2. С. 165–177.

  8. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. Глобальные атмосферные осцилляции в динамике современного климата // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 62–71.

  9. Бышев В.И., Нейман В.Г., Романов Ю.А., Серых И.В. О фазовой изменчивости некоторых характеристик современного климата в регионе Северной Атлантики // ДАН. 2011. Т. 438. № 6. C. 817–822.

  10. Бышев В.И., Орлов В.С. О природе внутритермоклинной линзы на субполярном фронте в Северной Атлантике // Океанология. 1993. Т. 33. № 3. С. 340–346.

  11. Бышев В.И., Снопков В.Г. О формировании поля температуры воды поверхности океана в энергоактивной зоне северо-западной части Тихого океана на примере полигона «МЕГАПОЛИГОН» // Метеорология и гидрология. 1990. № 11. C. 70–77.

  12. Бышев В.И., Усыченко И.Г. Тепловое состояние вод в дельте Гольфстрима в мае–июне 1990 г. // ДАН. 1995. Т. 341. № 4. С. 542–544.

  13. Бышев В.И., Фигуркин А.Л., Анисимов И.М. Междекадная изменчивость термической структуры вод верхнего деятельного слоя на северо-западе Тихого океана // Доклады Академии наук. 2017. Т. 477. № 2. С. 240–244.

  14. Бышев В.И., Фигуркин А.Л., Анисимов И.М. Современные климатические изменения термохалинной структуры вод СЗТО и флуктуации рыбных сообществ // Изв. ТИНРО. 2016. Т. 185. С. 215–227.

  15. Гидрофизические исследования по программе МЕЗОПОЛИГОН / Отв. ред. В.Г. Корт. М.: Наука, 1988. 263 с.

  16. Пономарев В.И., Дмитриева Е.В., Шкорба С.П., Карнаухов А.А. Изменение планетарного климатического режима на рубеже XX–XXI веков // Вестник МГТУ. 2018. Т. 21. № 1. С. 160–169. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2018-21-1-160-169.

  17. Романов Ю.А., Нейман В.Г., Бышев В.И., Серых И.В., Сонечкин Д.М., Гусев А.В., Кононова Н.К., Пономарев В.И., Сидорова А.Н., Фигуркин А. Л., Анисимов М.В. Общая оценка статистической значимости и климатической роли глобальных атмосферных и океанических осцилляций // Океанологические исследования. 2019. Т. 47. № 2. С. 76–99. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(2).6.

  18. Серых И.В, Сонечкин Д.М., Бышев В.И.,. Нейман В.Г., Романов Ю.А. Глобальная атмосферная осцилляция в тропосфере и нижней стратосфере // Системы контроля окружающей среды. 2018. № 13 (33). С. 70–78.

  19. Серых И.В. Сравнение структуры и динамики Глобальной атмосферной осцилляции по данным наблюдений, ре-анализам и моделям CMIPS // В сборнике: CITES 2017. Международная молодежная школа и конференция по вычислительно-информационным технологиям для наук об окружающей среде. 2017. С. 97–101.

  20. Эксперимент МЕГАПОЛИГОН. Гидрофизические исследования в северо-западной части Тихого океана / Отв. ред. Ю.А. Иванов. М.: Наука, 1992. 414 с.

  21. Agee M. Trends in Cyclone and Anticyclone Frequency and Comparison with Periods of Warming and Cooling over the Northern Hemisphere // J. Climate. 1991. Vol. 4. P. 263–267.

  22. Bond N.A., Overland J.E., Spillane M., Stabeno P. Recent shifts in the state of the North Pacific // Geo­physical Research. Letters. 2003. Vol. 30(23). 2183. https://doi.org/10.1029/2003GL018597.

  23. Byshev V.I., Neiman V.G., Anisimov M.V., Gusev A.V., Serykh I.V., Sidorova A.N., Figurkin A.L., Anisimov I.M. Multi-decadal oscillations of the ocean active upper-layer heat content // Pure and Applied Geophysics. 2017. Vol. 174. No. 7. P. 2863–2878. https://doi.org/10.1007/s00024-017-1557-3.

  24. IPCC. Climate Change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of WG1 to the IV Assessment Report of the IPCC / Eds. Solomon S. et al. Cambridge, UK and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2007. 996 p.

  25. IPCC. Climate Change 2013. The Physical Science Basis. In: Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovermental Panel on Climate Change / Eds. Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M. Cambridge, UK and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2013. 1535 p.

  26. Lee T. and McPhaden M.J. Decadal phase change in large-scale sea level and winds in the Indo-Pacific region at the end of the 20-th Century // Geophysical Research Letters. 2008. Vol. 35. L01605. https://doi.org/10.1029/2007 GL032419j.

  27. Lyman J.M., Good S.A., Gouretski V.V., Ishii M., Johnson G.C., Palmer M.D., Smith D.M., Willis J.K. Robust warming of the global upper ocean // Nature. Vol. 465(7296):334-7, 20 May 2010, https://doi.org/10.1038/nature09043.

  28. McCabe G.J., Clark M.P., Serezze M.C. Trends in Northern Hemisphere Surface Cyclone Frequency and Intensity // J. Climate. 2001. Vol. 14. P. 2763–2768.

  29. Neiman V.G., Byshev V.I., Romanov Yu.A., Serykh I.V. The global atmosphere oscillations in the context of the recent climate change. In book: The Ocean in Motion. Circulation, Waves, Polar Oceanography. Ser. «Springer Oceanography» Amsterdam, 2018. P. 349–360. https://doi.org/10.1007/978-3-319-71934-4_22.

  30. Ponomarev V.I., Kaplunenko D.D., Ishida H. Centennial and semisentennial Climatic Tendencies in the Asian continental and Pacific marginal areas // Bulletin of Japan Sea Research Institute. 2001. No. 32. P. 7790.

  31. Serykh I.V., Sonechkin D.M. Interrelations Between Temperature Variations in Oceanic Depths and the Global Atmospheric Oscillation // Pure and Applied Geophysics. 2020. Vol. 177. No. 12. P. 5951–5967. https://doi.org/10.1007/s00024-020-02615-9.

  32. Serykh I.V., Sonechkin D.M., Byshev V.I., Neiman V.G., Romanov Y.A. Global Atmospheric Oscil­la­tion: An Integrity of ENSO and Extratropical Teleconnections // Pure and Applied Geophysics. 2019. Vol. 176. No. 8. P. 3737–3755. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02182-8.

  33. Yamasaki S., Nanawa K. Regimes shift found in the Northern Hemisphere SST field // Met. Soc. Japan. 2002. Vol. 80. No. 1. P. 119–135.
Опубликован
2021-12-30
Выпуск
Том 49 № 4 (2021): Океанологические исследования
Раздел
Физика океана и климат

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)