Влияние Глобальной атмосферной осцилляции на аномалии температуры Мирового океана

Исследовано, имеется ли в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах крупномасштабная структура пространственных и временных вариаций температуры воды, которая является аналогичной структуре Глобальной Атмосферной Осцилляции (ГАО) (Бышев и др., 2008, 2011; Анисимов и др., 2012). Для этого проанализированы ставшие доступными лишь недавно данные о распределении температуры в толщах этих океанов. Найдено, что такая аналогичность действительно имеет место (Serykh and Sonechkin, 2020a). Вариации температуры воды в диапазоне временных масштабов от года до примерно десятилетия оказались синхронными с соответствующими вариациями приповерхностной температуры над акваториями океанов, свойственными ГАО (Серых, 2018; Серых и др., 2018; Serykh et al., 2019).
ГАО была найдена как сопутствующая чередованию Эль-Ниньо и Ла-Нинья в динамике океана и атмосферы в приэкваториальной полосе Тихого океана. Оказалось, что формально очень небольшие отклонения оси вращении Земли от ее номинального положения (чандлеровское колебание полюсов и лунно-солнечная нутация), а также очень небольшие периодические изменения солнечной активности, заметно воздействуют на динамику глобальной климатической системы (Серых и Сонечкин, 2017а, 2017б; Serykh and Sonechkin, 2019). Эти воздействия осуществляются таким образом, что самые разнородные процессы, происходящие в районах Земли, зачастую весьма удаленных друг от друга, синхронизируются между собой и с процессами Эль-Ниньо – Южного Колебания (ЭНЮК) во временном масштабе от двух до примерно восьми лет (Серых и Сонечкин, 2017в; Вакуленко и др., 2018; Serykh and Sonechkin, 2020b).
Было предположено, что так называемый Полюсный прилив, возбуждаемый чандлеровским колебанием оси вращения Земли (главный период равен примерно 1.2 года), отражаясь от тихоокеанских берегов Северной Америки, трансформируется в прибойную волну (Serykh and Sonechkin, 2019). Эта волна, в силу конфигурации тихоокеанского побережья Северной Америки, распространяется в сторону Панамского перешейка. Там она приводит в движение в сторону экватора очень теплую поверхностную воду, которая всегда существует у побережья Панамского перешейка. Если в это же время (осенью северного полушария) Зона Внутритропической Конвергенции начинает смещаться в сторону экватора, то масса приводимых в движение теплых вод оказывается столь велика, что возникают положительные аномалии температуры воды у поверхности, характерные для Эль-Ниньо.
Полюсные приливы распространяются с запада на восток противофазно в обоих полушариях и не только в океанах, но и в атмосфере. Потенциально они способны влиять на все крупномасштабные процессы, происходящие в глобальной климатической системе не только в тропиках, но и во внетропических широтах. Однако каковы механизмы таких воздействий было неизвестно до тех пор пока не было показано (Serykh and Sonechkin, 2019), как отраженная волна северотихоокеанского Полюсного прилива способствует возникновению Эль-Ниньо.
В данной работе продемонстрировано, что вариации температуры воды в приэкваториальной зоне Тихого океана на глубинах до примерно 150 метров ведут себя так же, как вариации уровня моря и температуры водной поверхности. На глубинах от 150 до примерно 1000 метров вариации температуры воды обнаруживаю «полосчатую» структуру, не свойственную ГАО. Но общее подобие между вариациями температуры водной поверхности при ГАО и вариациями температуры воды на больших глубинах сохраняется.
Вариации температуры воды распространяются с востока на запад вдоль экватора. Одним из периодов этого восточно – западного распространения является период в 14 месяцев. Это позволяет думать, что это распространение управляется Полюсными приливами, которые, в свою очередь, вызываются чандлеровским колебанием полюсов Земли. Поверхностный северотихоокеанский Полюсный прилив был найден ранее ответственным за возбуждение Эль-Ниньо в Тихом океане (Serykh and Sonechkin, 2019). Глубинные Полюсные приливы в южной Атлантике и Южном Индийском океане, по-видимому, являются триггерами атлантического Эль-Ниньо и так называемого Индоокеанского Диполя (ИД) соответственно.
Любопытно, что ИД очень слабо выражен в поле температур водной поверхности на востоке Индийского океана. По этой причине можно сомневаться, что триггером ИД является чередование усиления и ослабления пассатов над архипелагом Индонезии, как предположено некоторыми исследователями. В толще приповерхностного примерно 150-метрового слоя ИД выражен гораздо лучше. Это согласуется с предположением о том, что триггером ИД является глубинный Полюсный прилив на юге Индийского океана. Отражаясь от западных берегов Австралии, этот прилив может интенсифицировать холодное западноавстралийское течение. При этом противофазное поведение Индийского Диполя и тихоокеанского Эль-Ниньо можно объяснить 180-градусной разницей в долготах этих феноменов.