Реєстраційний номер
0213U004723,
0113U005901
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Мінливість параметрів взаємодії океану й атмосфери та океанографічних характеристик Південного океану, включаючи прибережні районі Антарктики, в зв'язку з глобальними кліматичними процесами.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Полонський Олександр Борисович,
Дата реєстрації
25-12-2013
Організація виконавець
Морський гідрофізичний інститут НАН України
Опис етапу
По середньомісячних значеннях температури повітря та поверхні, що підстилає, атмосферного тиску, швидкості вітру, балансу короткохвильової й довгохвильової радіації на поверхні Землі, турбулентних потоків явного й схованого тепла із реаналізу NCEP/NCAR за період 1948-2010 рр., доповнених сучасними даними за 2011 й 2012 рр., були розраховані середньомісячні значення радіаційного балансу й теплового балансу поверхні Землі. Виявлені й усунуті помилки в даних реаналізу NCEP/NCAR, особливо для турбулентних потоків схованого і явного тепла. Отримані оцінки мінливості компонентів теплового балансу поверхні Землі та перерахованих вище метеоелементів у Південній півкулі в тепле й холодне півріччя. Розподіл радіаційного балансу показав, що як у теплий, так й у холодний періоди океан нагрівається, а негативні величини радіаційного балансу спостерігаються тільки в Антарктиді через високий альбедо крижаного покрову. Тренди радіаційного балансу за зазначений період не значимі. Сумарний турбулентний потік тепла спрямований з океану в атмосферу в обоє розглянуті періоди. Тільки в Антарктиді й прилеглої до неї акваторії величина сумарного потоку тепла негативна. Мінливість цієї характеристики над материками на порядок нижча, ніж над океанами. Значимі тренди спостерігаються тільки на кромці льоду. Величини теплового балансу поверхні океану мають протилежний знак у тепле й холодне півріччя, за винятком Антарктиди, де тепловий баланс поверхні завжди негативний. Над континентами мінливість теплового балансу на порядок нижча, ніж над океанами. По щомісячних даних температури, солоності, дотичної напруги тертя вітру й швидкості течій масиву реаналізу ECMWF Ocean ReAnalysіs ORA-S3 за період 1959-2011 рр. досліджена просторово-часова мінливість температури й солоності та 10-річна мінливість характеристик системи океан-атмосфера в Атлантичному секторі Південного океану. Отримані статистичні характеристики просторово-часової мінливості температури й солоності: кліматичні середні, середньоквадратичні відхилення (СКВ), СКВ рядів, у яких заглушені коливання з періодами менш 5 і менш 10 років, лінійні тренди та їх значимість. Отримані масиви завихореності дотичної напруги тертя вітру й завихореності швидкості течій у регіоні дослідження. Виявлено, що значимі на 95% рівні позитивні тренди температури відповідають областям Південної гілки Антарктичної циркумполярної течії (АЦТ) і Помірної та Субантарктичної зон між 40° й 60° з.д., негативні тренди спостерігаються в зоні Центральної гілки АЦТ. Значимі на 95% рівні негативні тренди солоності відповідають зоні АЦТ, позитивні тренди спостерігаються в південній частині Субтропічної зони. Найбільші СКВ рядів температури, у яких вилучений лінійний тренд, і СКВ рядів температури, у яких подавлені коливання з періодами менш 5 і менш 10 років, відповідають областям Субантарктичної зони та Фронту Південної гілки АЦТ, однак найбільші коефіцієнти варіації цих рядів відзначаються в області морських дрейфуючих льодів. Найбільші СКВ й коефіцієнти варіації рядів солоності, у яких вилучений лінійний тренд, і СКВ й коефіцієнти варіації рядів солоності, у яких подавлені коливання з періодами менш 5 і менш 10 років, спостерігаються в Антарктичній зоні в області Центральної гілки АЦТ, а також в Субантарктичній зоні Атлантичного сектору Південного океану. Найменша мінливість температури й солоності відзначається в морі Уедделла та на шельфі Антарктиди (в Антарктичній прибережній зоні). Найбільша мінливість положення лінії нульовий завихореності дотичної напруги тертя вітру відзначається в області, розташованій між Гринвічем і 40° з.д. Тут вона зсувається до півдня, при цьому величина зсуву може досягати 3-5 градусів широти. Найменша мінливість відзначається в західній частині Атлантичного сектора Південного океану (на захід від 54° з.д.), а величина зсуву не перевищує 1 градуса широти. На основі середньомісячних даних температури й солоності кліматичного масиву World Ocean Atlas-2009, масиву альтиметричних вимірів аномалій рівня океану за 1993-2010 рр. і модельних значень середньорічної динамічної топографії [Rіo M.H., 2004] досліджена сезонна та міжрічна мінливість геострофічних переносів у зоні АЦТ. Оцінений зв'язок міжрічної мінливості переносів із кліматичними модами системи океан-атмосфера Південне (ПК) і Антарктичне (ААК) коливання. Показано, що на сезонному та міжрічному масштабах посилення переносів у зоні АЦТ відбувається наприкінці літа й на початку осені Південної півкулі. Максимальна сезонна мінливість переносів спостерігається в районах послаблення середньорічної геострофічної швидкості АЦТ. Сезонні варіації переносів у зоні АЦТ слабшають у східному напрямку. Реакція переносів на зміни індексу ПК найбільш виражена в районах з підвищеними значеннями середньорічних швидкостей АЦТ. На захід та схід від Антарктичного півострова кореляційні зв'язки міжрічних аномалій переносів з індексами ПК й ААК мають протилежний знак, що може бути наслідком впливу Антарктичної дипольної моди. Кореляційні зв'язки аномалій переносів з індексом ААК у цілому нижчі, ніж з індексом ПК. По даних попутних вимірів температури поверхні океану (ТПО), виконаних на НЕС "Академік Федоров" у грудні 2011 р. і січні-лютому 2012 р., і даних зондувань верхнього 200-метрового шару океану досліджена термохалінна структура вод у прибережних районах Індоокеанського сектору Антарктики. Установлено, що уздовж берегів Антарктиди температура води в основному була вище температури повітря, що обумовлено запізнюванням реакції океану на синоптичні процеси в атмосфері в період проведення робот - винос холодних повітряних мас із Антарктичного континенту у відкритий океан. Показано, що у районах Антарктичних станцій спостерігалися два основних типи структури вод. Це прибережний тип вод із квазі-монотонним зниженням температури у верхньому 100-150-метровому шарі й океанічний тип з добре вираженим підповерхневим мінімумом температури, характерним для трансформованої Антарктичної зимової водної маси. Виміри на найбільш тривалій багатодобовій станції в бухті Санне-фіорд показали, що в другу половину періоду вимірів у межах шару від 35 м до 50 м з'являється прошарок аномально теплих вод, нижче якого розташовується прошарок вод з підвищеною солоністю. Можливим механізмом формування цього теплого прошарку може бути адвекція теплих вод із прилеглих або більш віддалених районів океану, при цьому не виключається варіант надходження в район досліджень сильно трансформованої Верхньої циркумполярної глибинної водної маси. Нові знання про механізми змін клімату в регіональному та глобальному масштабах по результатам виконаних досліджень в Південному океані можуть знайти подальше використання для рішення екологічних проблем, оцінки якості стану прибережних екосистем та раціонального освоєння прибережних ресурсів Антарктичного регіону.
Опис продукції
Масиви кліматичних характеристик параметрів взаємодії атмосфери і океану в Південному океані і прибережних районах Антарктики, включаючи гідрологічні параметри та складові теплового балансу на поверхні океану. Кількісні оцінки зв'язку міжрічних - десятирічних аномалій параметрів взаємодії атмосфери і океану в Південному океані і прибережних районах Антарктики з глобальними кліматичними модами системи океан-атмосфера.
Автори роботи
Є.А. Базюра
О.В. Федірко
О.В. Юровський
О.М. Воскресенська
О.О. Скрипальова
О.Ю. Коваленко
П.О. Сухонос
Ю.В. Артамонов
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
