Первыми предложили использовать альтиметрические измерения для мониторинга глубокой конвекции в океане [1]. В дальнейшем гипотеза о возможности определения районов глубокой конвекции при помощи альтиметров рассматривалась другими исследователями, которые опираются на следующий физический механизм: столбы жидкости во время конвекции становятся тяжелее за счет увеличения плотности водяного столба, из-за чего уровень моря уменьшается. Так как изменение массы воды очень мало, то увеличение плотности в основном влияет на уменьшение объема, и при наличии только свободной границы на поверхности уменьшение объема это приводит к уменьшению высоты поверхности моря, которое и можно обнаружить по данным альтиметрии.
Косвенным подтверждением этой связи являются исследования [2], [3] в которых ослабление Субполярного круговорота, напрямую связанное с уменьшением процессов глубокой конвекции, наблюдающееся в последние десятилетия [4], определяется повышением уровня в центре круговорота. Циркуляция в этих районах, как правило, является циклонической. Это приводит к изопикническому куполу, частично обнажающемуся в центре круговорота, ослаблению стратификации и уменьшению термоклина [4], [5], [6]. В Северной Атлантике наиболее известными районами конвекции являются Лабрадорское море и море Ирмингера, где происходит обновление Лабрадорской водной массы [2], [5], [7], [8], хотя глубокое конвективное перемешивание (выходящее за пределы сезонного термоклина) не происходит каждый год в этих местах. [9], анализируя по альтиметрическим данным уровень в море Лабрадора для зимних месяцев и сравнив спутниковые данные с имеющимися измерениями глубины перемешанного слоя, а также с данными разреза AR7W [10], в работе [9] получили подтверждение этой гипотезы для 1994, 1995, 2000 и 2008. Исключение составляет 2006 г., который также по их оценкам ошибочно идентифицировался как год глубокой зимней конвекции, что не подтверждается другими данными.
Целью нашего исследования является развитие данного подхода на основе комплексного использования спутниковых данных. Мы оцениваем стерические колебания уровня в Лабрадорском море и море Ирмингера и пытаемся найти взаимосвязь процессов глубокой конвекции с минимальными значениями стерических колебаний уровня.

Данные:
1) Альтиметрические данные: Использовался массив абсолютной динамической топографии – комбинированные альтиметрические измерения нескольких спутников, взятые из архива AVISO (Archiving, Validation, and Interpretation of Satellite Oceanographic data) (https://www.aviso.altimetry.fr/en/my-aviso.html), за период 2003-2015 гг. Пространственное разрешение данных 0,25°, временная дискретность 7 дней. Используемые данные скорректированы с учетом различных применяемых геофизических и атмосферных поправок, включая коррекцию с учетом «закона обратного барометра».
2) Данные GRACE: Спутники GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) проводят измерения аномалий гравитационного поля Земли, начиная с марта 2002 года; данные доступны на сайте Jet Propulsion Labaratory (https://www.aviso.altimetry.fr/en/my-aviso.html
Использовался продукт Level-3 CSR (Center for Space Research at University of Texas) – среднемесячные значения гравитационных аномалий на регулярной сетке 1° х 1° за период 2003-2015 гг.
Так как альтиметрические и гравиметрические данные имеют разную пространственно-временную дискретность, на первом этапе посредством осреднения проводилось приведение данных к единой сетке – к дискретности массива GRACE.

Достоверно установлено, что зимой 2008 г. в центральной и южной частях Лабрадорского моря наблюдалась глубокая конвекция. Результаты позволяют наглядно оценить, как формируются локальные области с отрицательными значениями амплитуд стерических колебаний, которые, по-видимому, соответствуют зонам, где происходит глубокая конвекция. Причем, если в январе и феврале эти области незначительные, то уже в марте и апреле площадь этих областей существенно увеличивается. Таким образом, предлагаемая методика позволяет по картам амплитуд стерических колебаний грубо определять области, подверженные глубокой конвекции. Мы считаем, что области отрицательных значений, являются областями, где происходила в 2008 г. глубокая конвекция. Эти области согласуются с картами высоких значений глубины перемешанного слоя, построенным по климатологическим данным [11].
В целом, наши оценки периодов глубокой конвекции неплохо согласуются с оценками других исследователей и позволяют дополнить разрозненные измерения глубины перемешанного слоя знанием пространственного распределения областей [8], в которые происходит глубокая конвекция.
Итоги:
1) Предложен механизм определения районов глубокой конвекции в Лабрадорском море и море Ирмингера по минимальным значениям амплитуд стерических колебаний уровня (с исключенным сезонным ходом), которые рассчитывались по комбинированных данным альтиметрических и гравиметрических спутниковых измерений за 2003-2015 гг.
2) Получены оценки стерических колебаний с использованием комбинированных спутниковых альтиметрических и гравиметрических измерений за 2003-2015 гг. для Лабрадорского моря и моря Ирмингера. Диапазон изменчивости амплитуды стерических колебаний в Лабрадорском море от – 11 до 10 см, в море Ирмингера – от -11 до 12 см.
3) Тренды стерических колебаний свидетельствуют о значительном росте стерической составляющей в изменчивости уровня Северной Атлантики. В Лабрадорском море для района 54-59° с.ш., 50-55° з.д. тренд составляет 5,7 мм в год и для района 55-58° с.ш., 48-54° з.д. 6,0 мм в год. Для моря Ирмингера тренд изменения амплитуды стерической компоненты для района 56-58° с.ш., 36-45° з.д. равен 3,7 мм в год, для района 58-62° с.ш., 33-40° з.д. 8,1 мм в год.
4) Определены возможные очаги глубокой конвекции в Лабрадорском море и море Ирмингера в различные годы, представленные на картах амплитуд стерических колебаний уровня. Показано, что в 2006 г. в Лабрадорском море глубокая конвекция не проявлялась, а после 2008 г. наблюдалось общее ослабление процессов глубокой конвекции в Северной Атлантике.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 18-17-00027