Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год

(http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf)

Вихри Агульясова переноса по данным спутниковой альтиметрии

Малышева А.А. (1), Колдунов А.В. (1), Белоненко Т.В. (1), Сандалюк Н.В. (1)
(1) Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Изучение мезомасштабных вихрей даёт представление о целых системах взаимосвязанных океанических характеристик. Мезомасштабные вихри обладают собственной динамикой, в которой доминируют нелинейные эффекты. В отличие от волн они способны переносить тепло, массу, кинетическую энергию и биохимические характеристики из региона их формирования на огромные расстояния, влияя на колебания климата.
Агульясов перенос относится к водам, экспортируемым из Индийского океана в Атлантический системой течений Агульяс. Эти воды состоят главным образом из верхних и промежуточных вод индо-океанского происхождения. Мезомасштабные вихри, образованные течением Агульяс, являются доминирующими структурами, переносящими воды Индийского океана в Атлантику, поэтому изучение их динамики в исследуемом районе позволяет понять влияние Индийского океана на процессы в Атлантике.
Нами анализируются мезомасштабные вихри, сформированные в районе Agulhas Retroflection по данным массива Mesoscale Eddies in Altimeter Observations of SSH. Для создания этого массива применялся специально разработанный алгоритм автоматической идентификации и трекинга вихрей в поле аномалий уровня моря (SLA), основанный на анализе альтиметрических снимков. Рассматриваются вихри, зарегистрированные в районах, относящихся к Агульясову переносу. Эти вихри переносят в Южную Атлантику теплые и соленые аномалии, влияя на термохалинную циркуляцию. Проанализированы треки долгоживущих мезомасштабных вихрей, которые вовлечены в Агульсов перенос, и рассмотрено изменение их числа для пяти районов, которые пересекаются вихрями по мере их продвижения на запад. Показано, что только шестая часть вихрей пересекает Атлантику и достигает берегов Южной Америки. Указанные оценки позволяют оценить величину Агульясова переноса: 21—27 Sv.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 16-05-00452 и 17-05-00034.

Ключевые слова: уровень океана, альтиметрические измерения, мезомасштабные вихри, волны Россби, Индийский, Атлантический океан, SLA, аномалии уровня океана
Литература:
  1. Baker‐Yeboah S., Byrne D. A., Watts D. R. Observations of mesoscale eddies in the South Atlantic Cape Basin: Baroclinic and deep barotropic eddy variability // J. Geophys. Res. 2010. V. 115, Is. C12. C12069.10.1029/2010JC006236.
  2. Beal L.M., Bryden H.L. The velocity and vorticity structure of the Agulhas Current at 32°S // J. Geophys. Res. 1999. V.104. Is. C3. P. 5151—5176.
  3. Beismann J.-O., Kase R. H., Lutjeharms J. R. E. On the influence of submarine ridges on translation and stability of Agulhas rings // J. Geophys. Res. 1999. V.104, Is. C4. P. 7897—7906.
  4. Biastoch A., Bo¨ning C. W., Lutjeharms J. R. E. Agulhas leakage dynamics affects decadal variability in Atlantic overturning circulation // Nature. 2008. V.456. P. 489—492.
  5. Boebel O., Rae C.D., Garzoli S., Lutjeharms J., Richardson P., Rossby T., Schmid C., Zenk W. Float experiment studies interocean exchanges at the tip of Africa // Trans. Amer. Geophys. Union. 1998. V.79. P. 1—8.
  6. Boebel, O., Rossby T., Lutjeharms J., Zenk W., Barron C. Path and variability of the Agulhas Return Current // Deep Sea Res. 2003. Part II. V. 50. P. 35—56.
  7. Bryden H.L., Beal L.M., Duncan L.M. Structure and transport of the Agulhas Current and its temporal variability // J. Oceanogr. 2005. V. 61. P. 479—492. 8. Byrne D. A., Gordon A. L., Haxby W. F. Agulhas Eddies: A Synoptic View Using Geosat ERM Data // J. Phys. Oceanogr. 1995. V. 25. P. 902—917. 9. Caley T., Giraudeau J., Malaizé B., Rossignol L., Pierre C. Agulhas leakage as a key process in the modes of Quaternary climate changes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. P. 6835—6839.
  8. Casanova‐Masjoan M., Pelegrí JL, Sangrà P., Martínez A., Grisolía‐Santos D., Pérez‐Hernández M. D., Hernández‐Guerra A. Characteristics and evolution of an Agulhas ring // J. Geophys. Res.: Oceans. 2017. V. 122, Is. 9. P. 7049—7065. 11. Chelton D. B., Schlax M. G., Samelson R. M. Global observations of nonlinear mesoscale eddies // Prog. Oceanogr. 2011. V. 91. P. 167—216.
  9. Chelton, D. B., M. G. Schlax, R. M. Samelson, and R. A. de Szoeke. Global observations of large oceanic eddies // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L15606.
  10. Cheng Yu, Putrasahan D., Beal L., Kirtman B. Quantifying Agulhas Leakage in a High-Resolution Climate Model // Ocean Sci. 2016. V. 29, Is. 19. P. 6881—6892.
  11. Colin de Verdiére, A., Huck T. Baroclinic instability: An oceanic wavemaker for interdecadal variability // J. Phys. Oceanogr. 1999. V. 29. P. 893—910.
  12. Danabasoglu, G., et al. North Atlantic simulations in Coordinated Ocean—ice Reference Experiments phase II (CORE—II). Part I: Mean states // Ocean Modelling. 2014. V. 97. P. 65—90.
  13. de Ruijter, W. P. M., Ridderinkhof H., Lutjeharms J. R. E., Schouten M. W. Direct observations of the flow in the Mozambique Channel // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29, Is. 10. P. 140—1—3.
  14. de Ruijter, W.P.M., Biastoch, A., Drijfhout, S.S., Lutjeharms, J.R.E., Matano, R.P., Pichevin, T., van Leeuwen, P.J. and Weijer, W. Indian—Atlantic interocean exchange: dynamics, estimation and impact // J. Geophys. Res. 1999. V.104, Is. C9. P. 20885—20910.
  15. De Steur L., Van Leeuwen P. J. and Drijfhout S. S. Tracer leakage from modeled Agulhas rings // J. Phys. Oceanogr. 2004. V. 34. P. 1387—1399.
  16. De Steur L., van Leeuwen P. J. The influence of bottom topography on the decay of modeled Agulhas rings // Deep Sea Res. 2009. Is. 56. P. 471—494. 20. Dijkstra H. A., de Ruijter W. P. M. On the Physics of the Agulhas Current: Steady Retroflection Regimes // J. Phys. Oceanogr. 2001. V. 31. P. 2971—2985.
  17. Doglioli A. M., Blanke B., Speich S., Lapeyre G. Tracking coherent structures in a regional ocean model with wavelet analysis: Application to Cape Basin eddies // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. C05043.
  18. Doglioli A. M., Veneziani M., Blanke B., Speich S., Griffa A. A Lagrangian analysis of the Indian—Atlantic interocean exchange in a regional model // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L14611.
  19. Donners J., Drijfhout S. S., Coward A. C. Impact of cooling on the water mass exchange of Agulhas rings in a high resolution ocean model // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31, Is. 16. L16312.
  20. Donohue E.A., Firing E., Beal L. Comparison of the three velocity sections of the Agulhas Current and the Agulhas Undercurrent // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, Is. C12. P. 28585—28593.
  21. Drijfhout S. S., de Vries P. Impact of Eddy-Induced Transport on the Lagrangian Structure of the Upper Branch of the Thermohaline Circulation // J. Phys. Oceanogr. 2003. V. 33. P. 2141—2155.
  22. Durgadoo J. V. Controls and impact of Agulhas leakage. Dissertation in fulfilment of the requirements for the degree “Dr. rer. nat.” of the Faculty of Mathematics and Natural Sciences at Kiel University. Kiel. 2013. 119 p.
  23. Durgadoo J. V., Ruhs S., Biastoch A., Boning C. W. B. Indian Ocean sources of Agulhas leakage // J. Geophys. Res. Oceans. 2017. V. 122. P. 3481—3499. 28. Eden C., Jung T. North Atlantic Interdecadal Variability: Oceanic Response to the North Atlantic Oscillation (1865—1997) // J. Climate. 2001. 14(5). P. 676—691
  24. Garzoli S. L., Gordon A. L. Origins and variability of the Benguela Current // J. Geophys. Res. 1996. V.101. P. 987—906.
  25. Garzoli S.L., Goni G.J. Combining altimeter observations and oceanographic data for ocean circulation and climate studies // Elsevier Oceanogr. Ser. 2000. V. 63. P. 79—95.
  26. Giulivi C. F., Gordon A. L. Isopycnal displacements within the Cape Basin thermocline as revealed by the hydrographic data archive // Deep Sea Res. Part I. 2006. V.53. P. 1285—1300.
  27. Goni I., Garcia-Alonso A., Saura-Calixto F. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index // Nutrition Research. 1997. V. 17. P. 427—437.
  28. Gordon A. L., Haxby W. F. Agulhas eddies invade the South Atlantic: Evidence From Geosat altimeter and shipboard conductivity‐temperature‐depth survey // J. Geophys. Res.: Oceans. 1990. V. 5, Is. C3. P. 3117—3125.
  29. Gordon A. L. Indian—Atlantic transfer of thermocline water at the Agulhas Retroflection // Science. 1985. V. 227. P. 1030—1033.
  30. Gordon, A. L., Lutjeharms, J.R.E., Grundlingh, M.L. Stratification and circulation at the Agulhas retroflection // Deep Sea Res. Part A. 1987. 34. P. 565—599.
  31. Gordon A. L., Weiss R.F., Smethie W.M., Warner M.J. Thermocline and intermediate water communication between the South Atlantic and Indian Ocean // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. C5. P. 7223—7240.
  32. Gyory J, Beal L.M., Bischof B, Mariano A.J., Ryan E.H. The Agulhas Current // Ocean Surface Currents. 2004. http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/atlantic/agulhas.html. 38. Hall M. M, Bryden H. L. Direct estimates and mechanisms of ocean heat transport // Deep Sea Res. 1982. 29. P. 339—359.
  33. Hermes J. C., Reason C. J. C., Lutjeharms J. R. E. Modeling the variability of the Greater Agulhas Current System // J. Climate. 2007. 20. P. 3131—3146. 40. Jayne S. R., Marotzke J. The Oceanic Eddy Heat Transport // J. Phys. Oceanogr. 2001. V. 32. P. 3328—3345.
  34. Kamenkovich V. M., Leonov Y. P., Nechaev D. A., Byrne D. A, Gordon A. L. On the influence of bottom topography on the Agulhas eddy // J. Phys. Oceanogr. 1996. V. 26. P. 892—912.
  35. Lutjeharms J. R. E. Three decades of research on the greater Agulhas Current // Ocean Science. 2007. 3. P. 129—147.
  36. Lutjeharms J. R. E. The Agulhas Current. Berlin: Springer−Verlag, 2006. 329 p.
  37. Lutjeharms J.R.E., van Ballegooyen R.C. The Retroflection of the Agulhas Current // J. Phys. Oceanogr. 1988. V. 18. P. 1570—1583.
  38. Lutjeharms J. R. E., Valentine, H.R. Eddies at the SubTropical Convergence south of Africa // J. Phys. Oceanogr. 1988. V. 18. P. 761—774.
  39. Matano R. P., Simionato C. G., Ruijter W. P., van Leeuween P. J., Strub P. T., Chelton D. B., Schlax M. G. Seasonal variability in the Agulhas Retroflection region // Geophys. Res. Lett. 1998. 25. P. 4361—4364.
  40. Matano R.P., Beier E.J. A kinematic analysis of the Indian/Atlantic interocean exchange // Deep Sea Res. 2003. Part II. 50. P. 229—249.
  41. Morris T., Hermes J., Beal L., Plessis M., Rae C. D., Gulekana M., Lamont T., Speich S., Roberts M., Ansorge I. J. The importance of monitoring the Greater Agulhas Current and its interocean exchanges using large mooring arrays // South African J. Sci. 2017. V. 113. P. 1—7.
  42. Olson D. B., Evans R. H. Rings of the Agulhas Current // Deep-Sea Res. 1986. V. 33. P. 27—42.
  43. Reason C. J. C., Lutjeharms J. R. E., Hermes J., Biastoch A., Roman R. E. Inter‐ocean fluxes south of Africa in an eddy‐permitting model // Deep-Sea Res. Part II. 2003. V. 50. P. 281—298.
  44. Renault L., McWilliams J. C., Masson S. Satellite observations of imprint of oceanic current on wind stress by air—sea coupling // Scientific Reports. 2017. 7 (1). 17747.
  45. Richardson P.L., Garzoli S.L. Characteristics of intermediate water flow in the Benguela current as measured with RAFOS floats // Deep-Sea Research. Part II. 2003. V. 50. P. 87—118.
  46. Richardson P.L. Agulhas leakage into the Atlantic estimated with subsurface floats and surface drifters // Deep-Sea Res. Part I. 2007. V. 54, Is. 8. P. 1361—1389.
  47. Schmitz W. J. On the interbasin-scale thermohaline circulation // Rev. Geophys. 1995. V.33. 2. P. 151—173.
  48. Schouten M. W., De Ruijter W. P. M., Van Leeuwen P. J., Lutjeharms J. R. E. Translation, decay and splitting of Agulhas rings in the southeastern Atlantic Ocean // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, No. C9. P. 21913—21925.
  49. Stramma L., Lutjeharms J. R. E. The flow field of the subtropical gyre in the South Indian Ocean into the Southeast Atlantic Ocean: a case study // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. C3. P. 5513—5530.
  50. Treguier A.M., Boebel O., Barnier, C., Madec G. Agulhas eddy fluxes in a 1/6 Atlantic model // Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2003. V. 50, Is. 1. P. 251—280.
  51. van Sebille E., van Leeuwen P. J. Fast Northward Energy Transfer in the Atlantic due to Agulhas Rings // J. Physic. Oceanogr. 2007. V. 37. P. 2305—2315.
  52. van Sebille E., van Leeuwen P. J., Biastoch A., Barron C. N., de Ruijter W. P. M. Lagrangian validation of numerical drifter trajectories using drifting buoys: Application to the Agulhas system // Ocean Modell. 2009. 29. P. 269—276.
  53. Wang Y., Beron‐Vera F. J., Olascoaga M. J. The life cycle of a coherent Lagrangian Agulhas ring // J. Geophys. Res. Oceans. 2016. V. 121. P. 3944—3954.
  54. Wang Y., Olascoaga M. J., Beron‐Vera F. J. Coherent water transport across the South Atlantic // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 4072—4079.
  55. Weijer W., Sebille E. V. Impact of Agulhas Leakage on the Atlantic Overturning Circulation in the CCSM4 // J. Climate. 2014. V. 27. P. 101—110.
  56. Weijer W., de Ruijter W., Sterl A., Drijfhout S., Response of the Atlantic overturning circulation to South Atlantic sources of buoyancy // Global Planet. Change. 2002. 34 (3—4). P. 293—311.
  57. Williams S., Petersen M., Bremer P.—T., Hecht M., Pascucci V., Ahrens J., Hlawitschka M., Hamann B. Adaptive extraction and quantification of geophysical vortices // IEEE Transactions On Visualization and Computer Graphics. 2011. V. 17, No. 12. P. 2088—2095

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

294