Моделирование сезонной и синоптической изменчивости циркуляции в Татарском проливе, Амурском лимане и Сахалинском заливе

Работа посвящена исследованию сезонной и синоптической изменчивости циркуляции в Татарском проливе Японского моря, Амурском лимане и Сахалинском заливе Охотского моря на основе численного моделирования и анализа данных контактных и дистанционных наблюдений. Использовалась численная гидродинамическая модель циркуляции океана РИАМ ОМ [3], разработанная в институте Прикладной механики университета Кюшу в Японии. В качестве граничных условий на поверхности моря для горизонтальной составляющей скорости задавалось касательное напряжение трения ветра, для вертикальной – условие свободной поверхности. На дне моря и контуре берега задавалось условие прилипания, на открытой горизонтальной границе - температура, соленость и скорость течения c пятисуточным разрешением по данным численных экспериментов с глобальной моделью океана HYCOM, а также годовой ход расхода реки Амур c месячным разрешением. Задавалась концентрация ледяного покрова, а для температуры и солености на поверхности моря использовалась мягкая ассимиляции натурных данных [3].
Численные эксперименты по моделированию циркуляции крупного и синоптического масштабов для многолетнего периода выполнены для области, включающей Охотское море, большую часть Японского моря к северу от субарктического фронта и прилегающую к этим морям часть Тихого океана. Горизонтальное разрешение модели 5 км, вертикальное 26 уровней.
Обнаружены принципиальные особенности синоптической и сезонной изменчивости циркуляции и вихревой структуры течений в Татарском проливе, обусловленные значительными изменениями поля скорости ветра, вертикальной стратификации плотности в море, расхода через пролив Невельского. В летний сезон вдоль шельфа и склона острова Сахалин течение трансформированных субтропических вод направлено на Север, а вдоль континентального склона холодное течение Шренка направлено на юг. Между этими течениями в центральной части желоба образуется цепочка циклонических вихрей с центрами в окрестности оси желоба. Летом течение Шренка является бароклинным западным интенсифицированным течением над континентальным склоном дна и имеет струйный характер в отличие от северного течения субтропических вод вдоль склона острова Сахалин.
В холодный период года в желобе Татарского пролива образуется два направленных на юг струйных течения. Одно из них течение Шренка, а второе интенсифицируется вдоль склона о. Сахалин усиливается. Оба южных течения усиливаются при увеличении скорости ветра северных румбов, что характерно для холодного периода года и синоптической ситуации с интенсивным циклоном над центральной частью Охотского моря. Такая синоптическая ситуации бывает и в теплый период года. При этих условиях распресненные воды Амурского лимана поступают через пролив Невельского в Татарский пролив Японского моря независимо от сезона. Летом при такой метеорологической ситуации также может формироваться южное течение вдоль шельфа острова Сахалин.С увеличением северной компоненты скорости ветра усиливаются обе ветви южного течения вдоль всего склонов желоба Татарского пролива. Южные течения, захваченные противоположными склонами желоба пролива, зимой разделены меридиональными цепочками синоптических антициклонов восточнее оси желоба пролива и синоптических циклонов меньшего масштаба – западнее этой оси. В центральной же части желоба пролива между цепочками синоптических циклонов и антициклонов формируется направленное на север течение более теплых и соленых вод южной части Татарского пролива.
Полученные особенности синоптической и сезонной изменчивости системы течений и вихрей в Татарском проливе, Амурском лимане и Сахалинском заливе верифицировались по имеющимся данным дрейфующих буев, океанографических съемок [3, 4] и спутниковой информации (AVHRR NOAA, Modis, Landsat). Моделируемая циркуляция и вихревая структура течений синоптического масштаба при заданном горизонтальном разрешении, как и распространение вод реки Амур в Татарском проливе Японского моря и Сахалинском заливе Охотского моря хорошо согласуются с данными спутниковых наблюдений и океанографических съемок [2], как в годовом ходе, так и при конкретных синоптических ситуациях.
Работа выполнена при поддержке проекта Российского Научного Фонда, РНФ no ~16-17-10025 «Моделирование и мониторинг циркуляции вод дальневосточных морей России и северной Пацифики».