Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 13–17 ноября 2023 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXI.E.306

Анализ изменчивости Мирового океана по данным прямых измерений Арго и выполненных на их основе модельных расчетов

Лебедев К.В. (1)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
Целью международного проекта Argo является создание и поддержание постоянно действующей глобальной сети океанографических станций на основе дрейфующих буев-измерителей. Работа измерителей происходит по следующей схеме. Буй дрейфует около 10 суток на заданной глубине, затем опускается на глубину 2 км и всплывает на поверхность, измеряя температуру и соленость. Во время нахождения на поверхности данные передаются на спутники, которые определяют точное местоположение прибора, после чего буй снова опускается на глубину. Энергии батарей хватает на 3-4 года работы. С 2005 г. измерения с помощью поплавков Argo стали вести на большей части акватории Мирового океана (по состоянию на сегодняшний день в Мировом океане непрерывно работает около 4000 измерителей Argo). Общее число профилей, накопленных в рамках программы Argo, превышает два миллиона. Постоянно пополняющиеся массивы измерений позволяют решать задачи реконструкции и мониторинга состояния океана в режиме, близком к реальному времени, и исследовать особенности океанской динамики и ее изменчивости.

Исследование изменчивости переносов массы, тепла и солей в Мировом океане базируется на данных модельных расчетов с использованием разработанной в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН Арго-модели исследования глобального океана (АМИГО) (Лебедев, 2016, 2017), которая состоит из блока вариационной интерполяции на регулярную сетку нерегулярно расположенных во времени и пространстве данных профилирования Argo (Lebedev et al., 2010; Курносова, Лебедев, 2014) и блока модельной гидродинамической адаптации вариационно проинтерполированных полей (Лебедев, 1999; Иванов, Лебедев, 2000; Григорьян и др., 1998). На глубинах, превышающих 2000 м, где отсутствуют измерения Argo, значения температуры и солености брались из массивов WOA-09. Такая методика позволяет получать по нерегулярно расположенным данным измерений Argo полный набор океанографических характеристик: температуру, соленость, плотность и скорость течений. Расчеты проводились для акватории Мирового океана, ограниченной на севере 85,5° с.ш. на сетке с шагом 1° по долготе и широте, на 32 горизонтах, соответствующих горизонтам массивов World Ocean Atlas 2009 (WOA-09). В качестве граничных условий на поверхности океана задавались постоянные значения температуры и солености, полученные по данным Argo для соответствующего месяца (года, сезона) с использованием вариационной методики. Тангенциальное напряжение трения ветра для соответствующего месяца (года, сезона) задавалось по данным реанализа ECMWF ERA5. Расчеты представлены в виде ежемесячных, сезонных, годовых и среднеклиматических полей, которые охватывают 18-летний период с 2005 по 2022 год.

Выполненные с использованием Арго-модели исследования позволили рассчитать расходы основных течений, интегральные меридиональные переносы тепла, солей и массы, описать их сезонную и межгодовую изменчивость, получить оценки внутриклиматических трендов. По результатам проведенных модельных расчетов создана база данных АМИГО, которая находится в свободном доступе на сервере Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН по адресу http://argo.ocean.ru/. База содержит ежемесячные, сезонные, годовые и среднеклиматические поля на одноградусной сетке с временным разрешением 1 месяц. Результаты выполненных расчетов, примеры которых приведены в работе, могут служить основой для изучения и анализа текущего состояния климата Мирового океана и выделения внутриклиматических трендов.

Ключевые слова: моделирование, циркуляция, течения, климат, изменчивость, переносы, Арго
Литература:
  1. Григорьян К.Г., Иванов Ю.А., Лебедев К.В., Саркисян А.C. Среднегодовой климат океана. Часть 1. Циркуляция вод Мирового океана // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1998. Т.34. №4. С.466–478.
  2. Иванов Ю.А., Лебедев К.В. О межсезонной изменчивости климата Мирового океана // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2000. Т.36. №1. С.129–140.
  3. 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.
  4. Лебедев К.В. Среднегодовой климат океана. Часть 2. Интегральные характеристики климата Мирового океана (переносы массы, тепла и солей) // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1999. Т.35. №1. С.96–106.
  5. Лебедев К.В. Арго-модель исследования глобального океана (АМИГО) // Океанология. 2016. Т.56. №2. С.186–196.
  6. Лебедев К.В. Арго-модель исследования глобального океана: синтез наблюдений и численного моделирования // Океанологические исследования. 2017. Т.45. №1. С.53–69. doi: 10.29006/1564-2291.JOR-2017.45(1).6
  7. 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. V. 91(26). Ocean Sci. Meet. Suppl. Abstract IT25A-01.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Лебедев К.В. Анализ изменчивости Мирового океана по данным прямых измерений Арго и выполненных на их основе модельных расчетов // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 223. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Дистанционные исследования водных объектов

223