Исследование высокочастотных колебаний температуры вод Черного моря и их влияния на стратификацию по данным сканера SEVIRI и модели NEMO

Представленная работа посвящена исследованию суточного хода температуры вод Черного моря по данным сканера SEVIRI (радиометр, установлен на геостационарных спутниках Meteosat) и модели NEMO. Выполнен анализ суточных, пространственных и сезонных особенностей распределения температуры вод Черноморского бассейна. Проведено сопоставление температуры поверхностного слоя (ТПМ) по данным SEVIRI и температуры на первом горизонте (1,3 м) по данным NEMO для Черного моря. Отмечено хорошее совпадение сопоставляемых данных.
Выявлены сезонных особенностей суточного хода, проанализированы случаи значительного дневного прогрева.
По данным SEVIRI амплитуда суточного хода ТПМ в мае в отдельных районах Черного моря может достигать 5,5°С и даже 7°С, чему способствуют соответствующие условия: отсутствие облачности и низкие скорости ветра.
Выполнен анализ случаев значительного дневного прогрева, их пространственного распределения и вертикальной структуры по данным NEMO. Зимой (январь) в отдельных точках вдоль разреза (в области прогрева) скачек температуры достиг ~0,4°С на первом горизонте (1,3 м), прогрев ~0,3°С распространился под поверхность на глубину ~5 м. В отдельных точках приповерхностного слоя Черного моря разница максимального и минимального значений температуры за сутки достигла 1-1,3°С. В весенний период (апрель) для отдельных точек вдоль разреза скачек температуры достиг ~0,9°С на первом горизонте, прогрев ~0,4°С распространился под поверхность на глубину ~9 м. Разница максимального и минимального значений температуры за сутки для отдельных точек приповерхностного слоя достигла 1,5-2°С.
В данной работе также выполнена оценка стратификации вод Черного моря и глубины залегания верхнего квазиоднородного слоя (ВКС) в различные сезоны года по данным NEMO о полях температуры и солености на различных горизонтах.
Анализ глубины залегания ВКС выполнялся по значению параметра потенциальной плотности. Выполненный анализ показал наличие суточного хода глубины залегания ВКС для всех сезонов года, который непосредственно связан с суточным ходом температуры. Для холодного периода года глубина залегания ВКС ~26-29 м. Наименьшая глубина, в среднем, приходится на 14-16 ч. Весной глубина залегания ВКС варьируется от ~23-27 в марте до ~3,5-6 м в мае. Минимальная глубина – в 13-15 ч. Летом глубина залегания ВКС находится в пределах 3,5-7 м. Минимальное ее значение приходится на 13-16 часов. Осенью происходит заглубление ВКС. Глубина залегания ВКС изменяется от ~5,5 м (в сентябре) до ~20 м (в ноябре). Минимальная глубина залегания ВКС – в 14-17 ч.
Оценка стратификации вод производилась по значению частоты Брента — Вяйсяля (N). В январе-марте устойчивая стратификация отсутствует; однако в некоторые дни, можно отметить наличие максимумов N в 16.00-17.00, что свидетельствует об образовании дневного термоклина. Весной (апрель-май) происходит развитие стратификации на горизонтах 5-25 м. Минимальные значения N приходятся на утренние часы, что является признаком наличия ночной конвекции. Летом (июнь-август) имеет место устойчивая стратификация на горизонтах 10-20 м. На горизонтах от поверхности до ~7-10 м значения N наименьшие, минимум – в 5.00-7.00, что также свидетельствует о ночной конвекции. В сентябре-декабре происходит «опускание» стратифицированных слоев, т.е. заглубление ВКС.
Исследование особенностей суточного и сезонного хода, а также пространственного распределения температуры выполнено при поддержке гранта РФФИ 19-05-00752. Оценка стратификации вод Черного моря и глубины залегания верхнего квазиоднородного слоя выполнена в рамках государственного задания по теме №0555-2019-0001. Валидация результатов моделирования и данных дистанционного зондирования выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта 19-35-90084.