Оценка нелинейности в изменчивости уровня океана по данным спутниковой альтиметрии

Проводится сравнение нескольких физических методов идентификации синоптических вихрей (Белоненко, Шоленинова, 2013). На основе данных спутниковых альтиметров сравниваются линейные и нелинейные эффектов в уравнении сохранения потенциального вихря. Анализ проводится для двух районов Мирового океана, расположенных в южном полушарии. Первый район, который является одним из самых изменчивых в динамическом отношении районов Мирового океана, находится в средних широтах, южнее мыса Агульяс. Второй район расположен в низких широтах Индийского океана. Показано, что в рассматриваемых районах в низкочастотной изменчивости уровня доминируют нелинейные эффекты. Этот результат подтверждает ранее полученный вывод о том, что практически все неоднородности в поле уровня, выделенные методом автоматической идентификации, существенно не линейны, и, следовательно, критерий определения степени нелинейности структур путем сравнения максимальной окружной скорости частиц этих неоднородностей и скорости их перемещения является надежным показателем нелинейности.

Показано, что метод автоматической идентификации вихрей в поле уровня океана выделяет не только вихревые структуры, но и другие неоднородности, для которых значение параметра Окубо-Вейса может быть и положительным. Эти нелинейные структуры образованы сдвиговыми и нормальными составляющими течений и по существу не являются вихрями. При этом параметр их нелинейности, являющийся отношением окружной скорости к скорости их перемещения, может значительно превышать единицу.

Сравнение оценок линейных и нелинейных слагаемых для двух районов южного полушария показало, что в низких широтах нелинейные эффекты на порядок превышают линейные, в то время как в средних широтах эти характеристики отличаются на два порядка. Установлено, что в низких широтах Индийского океана вклад линейных волн Россби в низкочастотную изменчивость уровня в более ранних исследованиях значительно преувеличен (Белоненко и др., 2004; 2011).


"Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ 17-17-01151"