Антарктическое циркумполярное течение как волновод для волн Россби и мезомасштабных вихрей

Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ) является одним из самых мощных течений в Мировом океане [Picard и Emery, 1990]. Оно переносит тепло, соль и другие вещества между всеми океанами. Кроме того, АЦТ влияет на климат в Антарктическом регионе и мире, выступая как барьер между холодной водой, окружающей Антарктику, и субтропической водой на севере, также АЦТ является важной частью большого океанского конвейера. В данной работе рассматривается взаимодействие волн Россби с Антарктическим циркумполярным течением по данным спутниковой альтиметрической информации. Анализируются пространственно-временные диаграммы аномалий уровня океана для различных широт Южного полушария. Показано, что в АЦТ мезомасштабные вихри захватываются течением и перемещаются на восток вместе с основным потоком. Севернее границы АЦТ мезомасштабные вихри перемещаются в западном направлении. По пространственно-временным диаграммам рассчитаны «эмпирические» скорости перемещения вихрей для различных широт Южного полушария. По дисперсионному соотношению волн Россби в длинноволновом приближении рассчитаны скорости волн Россби. Показано, что величины теоретических скоростей уменьшаются к южному полюсу, а величины «эмпирических» – сначала уменьшаются, а потом, меняя знак, начинают расти. В критическом слое происходит переход «эмпирической» скорости волн через ноль, и положение критического слоя определяет границу волновода АЦТ. Предложен метод определения положения критического слоя и границы волновода АЦТ по анализу изоплет. Полученный подход может быть применен для географического районирования волновода.
В качестве исходных данных использовался массив SLA (Sea Level Anomalies) – аномалии уровня океана, рассчитанные относительно средней высоты морской поверхности MSS (Mean Sea Surface), предоставляемые Aviso+ (http://www.aviso.altimetry.fr/en/data/products/auxiliaryproducts/mss.html). Пространственное разрешение альтиметрических данных составляет 0,25° широты и долготы, временная дискретность – 7 суток. Данные хранятся в формате NetCDF и представляют собой трёхмерный массив, полученный путем комбинирования данных со всех альтиметрических миссий в период с 1993 г. по настоящее время, включая спутники серии Cryosat, TOPEX/Poseidon, Envisat, Jason и ERS ½.