Внутригодовая изменчивость характеристик Полярной фронтальной зоны в Баренцевом море по данным температуры поверхности и уровня моря

Фронтальные зоны Мирового океана в последние десятилетия привлекают к себе все большее внимание, так как являются зонами с повышенными градиентами характеристик гидрологических полей, реагирующими на различные колебания в системе океан-атмосфера (Kostianoy, 2004; Barton et al., 2018). Особенно актуально исследовать данное природное явления в Арктическом регионе в условиях меняющегося климата и уменьшения ледового покрова (Serreze et al., 2018).
Для Баренцева моря характерно множество локальных сезонных фронтальных зон, которые характеризуются неустойчивостью в пространстве и времени (Ожигин и др, 2016). В тоже время, в море выделятся единственная в российской части Арктики климатическая Полярная фронтальная зона (ПФЗ), которая характеризуется устойчивыми градиентами характеристик (термических и динамических) вне зависимости от времени года (Vage et al., 2016; Oziel et al., 2016).
Комплексное исследование ПФЗ в условиях современного меняющегося климата является актуальной задачей, так как она является индикатором активно протекающих процессов взаимодействия атлантических и арктических вод в Северном Ледовитом океане.
Цель данного исследования описать особенности термических и динамических фронтов в области ПФЗ в 2019 году.
Для регистрации термических фронтальных зон использовались среднемесячные спутниковые данные температуры поверхности моря инфракрасного радиометра VIIRS спутника Suomi NPP уровня обработки L3 с пространственным разрешением 4 км (Liu et al., 2016) с сайта https://oceancolor.gsfc.nasa.gov с января по декабрь 2019 г. Для идентификации динамических фронтов использовались среднемесячные данные альтиметрических измерений в узлах регулярной сетки с шагом 0,25° по широте и долготе международной исследовательской программы Copernicus (Arbic et al., 2012) с сайта https://www.copernicus.eu/en c января по декабрь 2019 г.
Методика выделения термических фронтальных зон основывается на построении композитных карт, совмещающие в себе рассчитанные градиенты характеристик (Ожигин и др., 2016) и изолинии температуры поверхности вод (Давидович, 2014), которые будут соответствовать основному фронтальному разделу. Оценка количественных характеристик производится по данным меридиональных разрезов в западной, центральной и восточной частях моря.
Средний максимальный градиент температуры внутри ПФЗ в зимний период (февраль-апрель) составил 0,15°С/км при ширине 38 км, а в летний период (май-октябрь) – 0,2°С/км при ширине 56 км. Градиенты температуры более выражены в летний период года. Динамика внутригодовой изменчивости положения термической ПФЗ характеризуется устойчивым положением в районе о. Медвежий. Однако юго-восточная часть зоны характеризуется пространственными колебаниями от 71 до 74 ° с.ш. в зимние месяцы из-за близости кромки ледового покрова и от 74 до 76° с.ш. в летние месяцы, вероятно, связанные с ветровой динамикой.
Динамический фронт ПФЗ в среднем образуют перепад уровня 0,03 м/0.25° при ширине немногим менее 100 км. Пространственная изменчивость фронта характеризуется устойчивым положением в зимние месяцы и локальными сдвигами фронта в юго-восточной части моря, связанными с сезонным перераспределением интенсивности потоков Мурманского и Центрального течений.
Положение термических и динамических фронтов внутри фронтальной зоны преимущественно совпадали.
Установлено, что в 2019 году положение ПФЗ в северо-западной части Баренцева моря было близко к климатическому (Kostianoy, 2004), однако ее характеристики отличались от средних многолетних малой шириной и более высокими градиентами. Особенностью выбранного периода являлась высокая среднемесячная изменчивость годового хода градиентов температур внутри Полярной фронтальной зоны, положение которой удалось выделить исключительно по данным спутниковых наблюдений не только в западной, но и в восточной части Баренцева моря на протяжении всех четырех сезонов 2019 года.
Исследование выполнено за счет гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект РФФИ № 20-35-90053).