Основные тенденции изменения температуры поверхности Охотского моря и прилегающих акваторий по спутниковым данным в 1998-2017 гг.

Глобальное потепление, наблюдающееся на Земле в последние десятилетия, наиболее ярко выражается в повышении зимних температур атмосферного воздуха в северных районах, в частности, в Сибири, на Аляске, северо-западной Канаде. Следствием этого процесса является существенное снижение ледовитости (площади акватории, покрытой льдом) Северного Ледовитого океана. Снижение ледовитости наблюдается с 1995 года и на акватории Охотского моря. Это снижение обусловлено тем же процессом повышения зимних температур в Арктике, так как именно влияние холодных воздушных масс, приносимых на его акваторию характерными для зимнего муссона ветрами северного и северо-западного румбов, определяет условия льдообразования в данном бассейне.
Существует распространенное мнение, что снижение ледовитости Охотского моря обусловлено глобальным потеплением, выраженным в повышении температуры его вод. Однако изменения площади акватории, покрытой льдом, может быть вызвано иными причинами, в частности упомянутым выше потеплением зим в Сибири, и повлечь весьма сложные последствия, которые могут оказывать существенное влияние на условия обитания промысловых рыб (в частности, тихоокеанских лососей) и иных гидробионтов. При уменьшении площади ледяного покрова в море в большей степени может развиваться зимняя конвекция, следовательно, зимнее охлаждение будет охватывать большую, чем при его наличии, толщу воды. Изменение теплосодержания поверхностного слоя моря способно оказать значимое влияние на вариации климата всего Дальневосточного региона. Данное обстоятельство побуждает детально исследовать влияние данного фактора, имеющего существенное значение для рыбохозяйственной науки.
Уверенный прием спутниковой информации о температуре подстилающей поверхности обеспечен для района с 42 по 60°северной широты и 135 по 160° восточной долготы. В базе спутниковых данных института накапливаются средние месячные значения температуры поверхности моря в квадратах с пространственным разрешением около 2 км. Для каждого квадрата строился ряд средних месячных значений, для существенной части акватории имелись пропуски в зимний период из-за влияния ледяного покрова. По 20-летнему ряду данных для каждого месяца по-отдельности, для всего ряда в целом, а также для средних значений температуры за сезон для каждой пространственной ячейки (матрицы 1000×1022) методом наименьших квадратов рассчитывались параметры линейного тренда. Статистическая значимость тренда невелика, поскольку основная дисперсия выборки обусловлена сезонными вариациями температуры поверхности моря.
С целью автоматизации вычислительного процесса, была разработана специальная программа, которая считывает значения из исходных файлов, производит вычисления коэффициентов и выводит данные в файл, а также на экран. Так как даже в рядах среднемесячных значений существуют пропуски данных (это связано, в основном, с влиянием ледяного покрова в зимние месяцы), было решено установить пороговое значение в 7 точек (при расчетах по полному году это число увеличивалось до трети от числа точек). Если количество значений в данной пространственной ячейке было ниже порогового значения, расчет тренда не производился.
Величина скорости изменения температуры (умноженная на 10 и характеризующая, соответственно, прирост температуры за 10 лет) в каждой пространственной ячейке использовались для построения карты, характеризующей динамику термического режима в поверхностном слое в последнее двадцатилетие. Карта строилась в виде изолиний коэффициента линейного тренда, его знак и величина характеризовались цветом закраски соответствующей области. Перед нанесением изолиний, пространственные распределения были обработаны медианным фильтром 19×19 с помощью программы Surfer.
Аналогичным образом рассчитывались скорости изменения температуры для каждого месяца отдельно и для различных сезонов года. При расчете среднего значения изучаемого параметра за сезон учитывалось то обстоятельство, что гидрологические сезоны в Охотском море сдвинуты по отношению к календарным на месяц – так, март в гораздо большей степени зимний месяц (на него приходится максимум ледовитости), чем декабрь. Таким образом, средняя зимняя температура рассчитывалась по периоду январь-март, весенняя – апрель-июнь, летняя – июль-сентябрь, осенняя – октябрь-декабрь.
В результате выполненного анализа данных о температуре поверхности Охотского моря за двадцатилетний период (1998-2017 гг.) выявлено, что результатом глобального потепления в данном бассейне, помимо уменьшения ледовитости, является снижение теплосодержания верхнего слоя вод. Особенно велики отрицательные тренды температуры весной в северной и западной частях изучаемого региона, а также в Татарском проливе Японского моря (от 0.5 до 1.5°C за 10 лет). Именно такое влияние уменьшение площади ледяного покрова, как по времени, так и по пространству выглядит наиболее логично, и может быть объяснено увеличением глубины зимней конвекции. Преобладание снижения температуры поверхности моря, хотя и менее выраженное, отмечено также зимой и осенью, и в целом по всему году.
Летом в регионе преобладает тенденция к росту температуры поверхности моря, наиболее выражена она в северо-западной части Тихого океана. В Охотском море она отмечена в северо-западной его части, к востоку от северной оконечности о. Сахалин, у северо-западного берега полуострова Камчатка и в некоторых других районах. Причем в июле главную роль играют еще процессы охлаждения поверхностного слоя, изменение тенденции происходит в августе и проявляется в сентябре-октябре.
Выявленные процессы играют существенную роль в вариациях климата охотоморского региона, в особенности понижение температуры морской воды заметно в прибрежных водах о. Сахалин. Помимо погодных условий, полученные результаты важны для изучения условий обитания промысловых видов рыб и беспозвоночных в бассейне, имеющем большое рыбохозяйственное значение.