Пространственная изменчивость полей концентрации хлорофилла «а» и температуры поверхности океана в окраинных морях северо-западной части Тихого океана

По спутниковым данным (SeaWiFS и MODIS) и по данным судового проточного флуориметра за 2003-2004 гг. с помощью спектрального и корреляционного анализов исследовалась мезомасштабная пространственная изменчивость полей температуры поверхности океана (ТПО) и концентрации хлорофилла «а» (Chla) в отдельных районах окраинных морей северо-западной части Тихого океана: в Корейском и Тайваньском проливах, в северной и в центральной частях Южно-Китайского моря, в северной части Японского моря. Анализ проводился на статистически однородных участках непрерывных измерений флуориметра вдоль траектории судна, которые выделялись по оценкам 75% доверительного интервала дисперсии Chla. Спутниковые данные выбирались по условию, что расстояние пикселов полей SeaWiFS и MODIS от точек судовых измерений не превышает 1 км. Средние соотношения «шум/сигнал» Chla SeaWiFS и ТПО MODIS, оцененные по пространственным структурным функциям, составили около 40% и 50%, соответственно. Для судовых данных эти оценки составили ~ 5% и 10%. Радиусы корреляции (первое обращение в нуль корреляционных функций) для полей SeaWiFS и MODIS лежали в диапазонах 2-7 км и 2-11 км, а для судовых данных- 2-7 км и 2.5-20 км, соответственно. Спектральный анализ проводился методом интегрирования быстро осциллирующих функций с использованием сплайновой интерполяции. Наклоны спектров, полученные методом наименьших квадратов, ТПО MODIS и Chla SeaWiFS изменялись от -1 до -2.8 и от -0.9 до -2.7, соответственно, в диапазоне длин волн от 3 км до 165 км. Полученные оценки лежат в диапазоне значений, предсказанными теориями двухмерной (Kraichnan, 1974) и квази-геострофической турбулентности (Charney, 1971; Blumen, 1978), а также теорией флуктуаций в случайном волновом поле (Weichman и Glazman, 2002) для спектров температуры воды и пассивных трассеров. Существенные расхождения в наклонах спектров флуктуаций спутниковых и судовых полей ТПО были отмечены только в районах термических фронтов и на Тайваньской банке, а для полей Chla – на большинстве участков в Тайваньском проливе и Южно-Китайском море, что, вероятно, обусловлено временным сдвигом в 3 дня между спутниковыми и судовыми измерениями в этих районах, а также более высокой временной изменчивостью Chla по сравнению с ТПО.

Работа выполнена при поддержке ДВО РАН (программа фундаментальных исследований ДВО РАН «Дальний Восток») и гранта Президента РФ № МК-6085.2014.5