Фронты малых масштабов во внутренних морях

Многочисленность, разнообразие и всемасштабность фронтов в океане делают их чрезвычайно трудным объектом для описания и изучения. Несмотря на усиленное внимание к исследованию динамики вод и процессов водообмена, наиболее изученными экспериментально и описанными теоретически до настоящего времени остаются крупномасштабные океанические фронты в климатических фронтальных зонах. В то же время сведения о процессах формирования, структуре и динамике мелкомасштабных фронтов во внутренних морях на сегодняшний день отличаются фрагментарностью. К сожалению, многие необходимые наблюдения за фронтами до сих пор не реализованы, и к настоящему моменту фронты малых масштабов (сотни метров - единицы километров в поперечнике) остаются мало изученными гидродинамическими объектами.
Привлечение к исследованию спутниковых данных с высоким пространственным разрешением позволило нам исследовать многие структурные детали проявлений мелкомасштабных фронтов и расширить возможности получения информации о пространственно-временной изменчивости, особенностях зарождения, эволюции и распространения фронтов малых масштабов, а также о волновых процессах и вихревых возмущениях, ими порождаемых.
Представленные в докладе результаты базируются на совместном анализе данных спутниковых наблюдений, полученных сенсорами, установленными на различных спутниковых системах, в различных диапазонах электромагнитного спектра (видимом, инфракрасном, СВЧ), с различным пространственным разрешением. Возможность такого анализа обеспечивалась использованием спутникового информационного сервиса See The Sea, который создан и находится в эксплуатации в ИКИ РАН.
В качестве реальных районов исследований выбраны северо-восточная и западная части Черного моря, а также юго-восточная часть Балтийского моря.
Проведена классификация выявленных в тестовых регионах фронтов по типу изменчивости гидрофизических полей в окрестностях фронтального раздела. Особое внимание уделено проявлениям в спутниковых данных фронтов следующих типов:
- Шельфовые фронты, обусловленные границей двух разносторонне направленных вдольбереговых течений, поверхностные проявления которых регулярно детектируются в спутниковых данных, полученных над северо-восточной частью Черного моря.
- Гидрологические фронты, характерные примеры которых получены в спутниковых данных, полученных над Гданьским заливом Балтийского моря, где их образование связано с вытоком реки Вислы и над западной частью Черного моря, где их образование обусловлено выносом дунайских вод в Черное море.
На основе спутниковых данных оценены пространственно-временные масштабы формирования фронтов. На примере гидрологического фронта, образованного выносом дунайских вод в Черное море проведены оценки вклада фронтальной нестабильности в процесс формирования вихревых структур и внутренних волн. Отдельное внимание уделено поверхностным проявлениям мелкомасштабных фронтов в данных спутниковой радиолокации морской поверхности и выявлению факторов, способствующих их визуализации.
Анализ спутниковых данных осуществлялся с использованием возможностей Центра коллективного пользования «ИКИ-мониторинг» с помощью информационной системы See The Sea, развиваемой и поддерживаемой в рамках темы «Мониторинг» (госрегистрация № 01.20.0.2.00164). Разработка методики исследования фронтов малых масштабов проводилась в рамках и при финансовой поддержке программы Президиума РАН № 1.2.50 «Развитие методов и средств оперативной океанологии для исследований изменчивости полей Черного моря»