Малые вихри и фронтальные зоны в Баренцевом и Карском морях за безлёдный период 2007 и 2011 годов

Хорошо известно, что в открытом океане мелкомасштабные вихри играют важную роль в интенсификации турбулентного перемешивания. Однако знания о роли фронтальных зон в генерации малых вихрей не обладают достаточной полнотой ввиду ограниченности многих традиционных средств и методов измерений. Согласно (Зимин, 2016) новые сведения о структурах на поверхности моря, соответствующих поверхностным проявлениям субмезомасштабных вихрей во взаимосвязи с расположением фронтальных зон можно получить путем обработки и анализа разнородных спутниковых данных.
Цель данной работы – выявить особенности положения малых вихрей по отношению к фронтальным зонам в безледный период в Баренцевом и Карском морях на основе спутниковых данных.
В качестве исходных данных использованы ежедекадные координаты трех фронтальных зон: Прикромочной, Полярной и Стоковой (Коник и др., 2017), полученные по результатам обработки ТПМ продукта ассимиляции спутниковых данных GHRSST за 2007 и 2011 гг. (с июня по октябрь – для Баренцева моря, с июля по сентябрь – для Карского моря). Координаты центров поверхностных проявлений малых вихревых структур в Баренцевом и Карском море получены по данным РСА ENVISAT ASAR за тот же период времени. Методика количественного сопоставления сводится к определению количества проявлений вихрей внутри каждой фронтальной зоны по декадам. Далее производится расчет отношения в процентах числа вихрей, генерированных в области фронтальной зоны, к их общему числу.
По результатам расчетов выявлено, что в 2007 году на акватории Баренцева моря внутри фронтальных зон находится 9% от общего числа зарегистрированных вихревых структур. В 2011 году в области Прикромочной фронтальной зоны генерируется 13% вихревых структур, а в области Полярной – 11%. Как видно, общее число вихревых структур, находящихся рядом с фронтальными зонами Баренцева моря в 2011 году меняется несущественно по сравнению с 2007 годом. Максимальное число вихревых структур в 2007 году рядом с Прикромочной фронтальной зоной составляет 16% (23 из 134 зарегистрированных за декаду вихрей) и наблюдается в третью декаду июля, когда ширина фронтальной зоны составляет 90 км. В области Полярной фронтальной зоны расположено 30% (59 из 194) от зарегистрированных вихревых структур. Данный максимум наблюдается в первую декаду июля, при ширине фронтальной зоны 180 км. По сравнению с 2007 годом, в 2011 году максимальное число вихревых структур, расположенных в области Прикромочной фронтальной зоны, увеличилось и составляет 30% (22 из 75) от общего числа зарегистрированных вихрей. Максимум числа вихрей наблюдается уже в третью декаду июля при ширине фронта в 100 км. Максимум числа вихревых структур в области полярной фронтальной зоны в 2011 году приходится на 1 декаду июня и составляет 40% (19 из 49) от общего числа вихрей, зарегистрированных в данную декаду. При этом ширина фронтальной зоны составляет 110 км.
В Карском море в 2007 году в области Прикромочной фронтальной зоны находится 4% от общего числа вихрей, зарегистрированных за период наблюдений. В стоковой фронтальной зоне расположено около 13,1% вихревых структур. Максимальное число вихревых структур, расположенных в Прикромочной фронтальной зоне наблюдается в третью декаду июля и составляет 13% (30 из 229) от числа вихрей, зарегистрированных в данное время. Ширина фронта в данную декаду достигает 110 км. В Стоковой фронтальной зоне генерируется максимально до 40% вихревых структур (35 из 87). Данное значение достигается в первую декаду июля, когда ширина фронтальной зоны составляет 150 км. В 2011 году в Карском море зарегистрировано довольно малое число вихревых структур, поэтому сравнение 2007 и 2011 годов не выполнялось.
Подводя итог, стоит отметить, что число вихрей, наблюдаемых в области фронтальных зон, может достигать порядка половины от общего количества структур, обнаруженных за данный период. Субмезомасштабные вихри чаще проявляются в первую половину лета, когда фронты более динамичны и сезонный прогрев верхнего слоя еще не достиг своего максимума. Следует учитывать, что такое количество структур генерируется в довольно узкой по сравнению с шириной моря области. Таким образом, можно говорить о том, в Баренцевом и Карском море фронтальные зоны могут играть существенную роль в генерации вихревых структур в отдельные периоды времени.
Данная работа выполнена при поддержке гранта РФФИ проект № 15-05-04639 а.