СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВОДООБМЕНА МЕЖДУ ТИХИМ И ИНДИЙСКИМ ОКЕАНАМИ ПО ДАННЫМ АРГО И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

  • К. В. Лебедев Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
  • А. С. Савин Московский физико-технический институт
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2022.50(4).2
Ключевые слова: Индонезийские проливы, моделирование, течения, изменчивость, переносы, Арго

Аннотация

В работе исследован водообмен между Тихим и Индийским океанами на основе данных, собранных буйковыми станциями Argo за 2005–2014 гг. и обработанных Арго-Моделью Исследования Глобального океана (АМИГО). По результатам проведенных расчетов получены среднеклиматические для периода 2005–2014 гг. оценки расхода и переноса тепла и солей из Тихого в Индийский Океан. На разрезе по 3.5° ю. ш. среднегодовой расход составляет 15.2±2.3 Св воды, переносится 1.49±0.42 ПВт тепла и 535±81 кт/с солей. Исследование сезонной изменчивости показало, что максимальные значения переносов приходятся на август и составляют, соответственно, 18.8±1.4 Св, 2.09±0.17 ПВт тепла и 667±49 кт/с солей. Минимальные значения переносов приходятся на январь – 11.8±2.1 Св, 0.79±0.25 ПВт тепла и 412±75 кт/с солей в южном направлении. Исследование пространственной структуры водообмена позволяет сделать вывод, что основная часть переносов приходится на Макасарский пролив, где максимальные значения достигают в августе 22.1±1.2 Св, падая затем в январе более, чем в два раза, до 9.8±2.1 Св. Анализ сезонной изменчивости течений на разрезе 3.5° ю. ш. показал наличие перемены направления и силы течений. Основной поток воды в южном направлении, то есть из Тихого океана в Индийский, идет через Макасарский пролив в среднем на глубине примерно до 150 м. Однако в приповерхностном, примерно 50-метровом слое, наблюдается заметная сезонная изменчивость направления течений, связанная со значительной сезонной изменчивостью поля ветра, имеющего в этом районе муссонный характер. В январе наблюдается отчетливо выраженное движение водных масс из Южно-Китайского в Яванское море, то есть с севера на юг по проливу Каримата. При этом в приповерхностном слое в Макасарском проливе в январе возникает слабое противотечение со скоростями до 5 см/с. Анализ приповерхностных полей температуры и солености позволил сделать вывод о том, что появление в Макасарском проливе реверсивного приповерхностного течения в период действия зимнего северо-западного муссона является следствием затока в Макасарский пролив легких вод пониженной солености из Яванского моря. Эти воды, обладая высокой плавучестью, создают в приповерхностном слое Макасарского пролива направленный на север меридиональный градиент давления, препятствующий движению приповерхностных вод в южном направлении. Сделанные по результатам расчетов оценки расходов и структуры течений хорошо согласуются с данными, полученными на основе прямых многолетних измерений течений в исследуемом районе, а возможность появления зимнего реверсивного приповерхностного течения в Макасарском проливе подтверждается натурными измерениями скоростей течений на заякоренных буйковых станциях в 1997 г.

Литература


  1. Иванов Ю. А., Лебедев К. В., Саркисян А. С. Обобщенный метод гидродинамической адаптации (ОМЕГА) // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1997. Т. 33. № 6. С. 812–818.

  2. Курносова М. О., Лебедев К. В. Исследование изменчивости переносов в системе Куросио на 35° с. ш., 147° в. д. по данным поплавков Argo и спутниковой альтиметрии // Докл. АН. 2014. Т. 458. № 2. С. 225–228.

  3. Лебедев К. В. Среднегодовой климат океана. Интегральные характеристики климата Мирового океана (переносы массы, тепла, солей) // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1999. Т. 35. № 1. С. 96–106.

  4. Лебедев К. В. Арго-Модель Исследования Глобального Океана (АМИГО) // Океанология. 2016. Т. 56. № 2. С. 186–196.

  5. Лебедев К. В. Арго-Модель Исследования Глобального Океана: синтез наблюдений и численного моделирования // Океанологические исследования. 2017. Т. 45. № 1. С. 53–69. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2017.45(1).6.

  6. Argo. Argo float data and metadata from Global Data Assembly Center (Argo GDAC) // SEANOE. 2000. http://doi.org/10.17882/42182.

  7. Broeker W. S. The great ocean conveyor // Oceanography. 1991. Vol. 4. No. 2. P. 79–89. https://doi.org/10.5670/oceanog.1991.07.

  8. Dee D. P., Uppala S. M., Simmons A. J., Berrisford P., Poli P., Kobayashi S., Andrae U., Balmaseda M. A., Balsamo G., Bauer P., Bechtold P., Beljaars A. C. M., van de Berg L., Bidlot J., Bormann N., Delsol C., Dragani R., Fuentes M., Geer A. J., Haimberger L., Healy S. B., Hersbach H., Hólm E.V., Isaksen L., Kållberg P., Köhler M., Matricardi M., McNally A. P., Monge-Sanz B. M., Morcrette J.-J., Park B.-K., Peubey C., de Rosnay P., Tavolato C., Thépaut J.-N., Vitart F. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Quart. J. R. Meteorol. Soc. 2011. Vol. 137. No. 656. P. 553–597. https://doi.org/10.1002/qj.828.

  9. Ducet N., Le Traon P. Y., Reverdin G. Global high-resolution mapping of ocean circulation from TOPEX/Poseidon and ERS-1 and -2 // J. Geophys. Res. Oceans. 2000. Vol. 105. No. C8. P. 19477–19498. https://doi.org/10.1029/2000JC900063.

  10. Godfrey J. S. A sverdrup model of the depth-integrated flow for the world ocean allowing for island circulations // Geophys. Astrophys. Fluid Dyn. 1989. Vol. 45. No. 1–2. P. 89–112. https://doi.org/10.1080/03091928908208894.

  11. Godfrey J. S. The effect of the Indonesian Throughflow on ocean circulation and heat exchange with the atmosphere: A review // J. Geophys. Res. Oceans. 1996. Vol. 101. No. C5. P. 12217–12237. https://doi.org/10.1029/95JC03860.

  12. Gordon A. L., Napitu A., Huber B. A., Gruenburg L. K., Pujiana K., Agustiadi T., Kuswardani A., Mbay N., Setiawan A. Makassar Strait throughflow seasonal and interannual variability: An overview // J. Geophys. Res. Oceans. 2019. Vol. 124. No. 6. P. 3724–3736. https://doi.org/10.1029/2018JC014502.

  13. Gordon A. L., Sprintall J., Van Aken H. M., Susanto D., Wijffels S., Molcard R., Ffield A., Pranowo W., Wirasantosa S. The Indonesian throughflow during 2004–2006 as observed by the INSTANT program // Dyn. Atmos. Oceans. 2010. Vol. 50. No. 2. P. 115–128. https://doi.org/10.1016/j.dynatmoce.2009.12.002.

  14. Gordon A. L., Susanto R. D., Vranes K. Cool Indonesian throughflow is a consequence of restricted surface layer flow // Nature. 2003. Vol. 425. P. 824–828. https://doi.org/10.1038/nature02038.

  15. Hirst A. C., Godfrey J. S. The Role of Indonesian Throughflow in a Global Ocean GCM // J. Phys. Oceanogr. 1993. Vol. 23. No. 6. P. 1057–1086. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1993)023<1057:TROITI>2.0.CO;2.

  16. Lebedev K. V., DeCarlo S., Hacker P. W., Maximenko N. A., Potemra J. T., Shen Y. Argo Products at the Asia-Pacific Data-Research Center // Eos Trans. AGU. 2010. Vol. 91. No. 26. Ocean Sci. Meet. Suppl., Abstract IT25A-01.

  17. Lebedev K. V., Yaremchuk M. I. A diagnostic study of the Indonesian Throughflow // J. Geophys. Res. Oceans. 2000. Vol. 105. No. C5. P. 11243–11258. https://doi.org/10.1029/2000JC900015.

  18. Lek L. Die ergebnisse der strom- und serienmessungen // The Snellius expedition in the Eastern part of the Netherlands East-Indies 1929–1930. Vol. II. Part 3. Brill. Leiden. 1938. 169 p.

  19. McCreary J. P., Miyama T., Furue R., Jensen T., Kang H.-W., Bang B., Qu T. Interactions between the Indonesian Throughflow and circulations in the Indian and Pacific Oceans // Prog. Oceanogr. 2007. Vol. 75. No. 1. P. 70–114. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2007.05.004.

  20. Potemra J. T., Schneider N. Influence of Low-Frequency Indonesian Throughflow Transport on Temperatures in the Indian Ocean in a Coupled Model // J. Clim. 2007. Vol. 20. No. 7. P. 1339–1352. https://doi.org/10.1175/JCLI4146.1.

  21. Semtner A. J., Chervin R. M. A simulation of the global ocean circulation with resolved eddies // J. Geophys. Res. Oceans. 1988. Vol. 93. No. C2. P. 15502–15522. https://doi.org/10.1029/JC093iC12p15502.

  22. Sprintall J., Gordon A. L., Wijffels S. E., Feng M., Hu S., Koch-Larrouy A., Phillips H., Nugroho D., Napitu A., Pujiana K., Susanto R. D., Sloyan B., Peсa-Molino B., Yuan D., Riama N. F., Siswanto S., Kuswardani A., Arifin Z., Wahyudi A. J., Zhou H., Nagai T., Ansong J. K., Bourdalle-Badiй R., Chanut J., Lyard F., Arbic B. K., Ramdhani A., Setiawan A. Detecting Change in the Indonesian Seas // Front. Mar. Sci. 2019. Vol. 6. 257. https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00257.

  23. Sprintall J., Wijffels S. E., Molcard R., Jaya I. Direct estimates of the Indonesian Throughflow entering the Indian Ocean: 2004–2006 // J. Geophys. Res. Oceans. 2009. Vol. 114. No. C7. C07001. https://doi.org/10.1029/2008JC005257.

  24. Van Everdingen E. The Snellius Expedition // ICES Journal of Marine Science. 1930. Vol. 5. No. 3. P. 320–328. https://doi.org/10.1093/icesjms/5.3.320.

  25. Van Riel P. M. The Snellius Expedition // Nature. 1930. Vol. 125. P. 761–762. https://doi.org/10.1038/125761a0.

  26. Wyrtki K. Physical Oceanography of the Southeast Asian Waters // Scripps Institution of Oceanography. The University of California. La Jolla, California, 1961. 195 p.

  27. Wyrtki K. Indonesian through flow and the associated pressure gradient // J. Geophys. Res. Oceans. 1987. Vol. 92. No. C12. P. 12941–12946. https://doi.org/10.1029/JC092iC12p12941.
Опубликован
2022-12-29
Выпуск
Том 50 № 4 (2022): 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)