Особенности распространение поверхностного опресненного слоя и связанной с ним Стоковой фронтальной зоны в Карском море по спутниковым данным

Особенности динамики фронтальных зон Карского моря в последние десять лет активно исследовалась как с использованием контактных, так и спутниковых данных (Мошаров, 2010; Завьялов и др., 2015; Полухин, 2017; Коник и др., 2019). Для Карского моря характерно множество синоптических фронтальных зон, однако ярче всего выделяется так называемая Стоковая фронтальная зона, сформированная перемешиванием плюма речных вод Оби, Енисея и Карского моря (Гольдин и др., 2015). Изменения в стратификации и циркуляции на границе фронта влияют на горизонтальные и вертикальные потоки биогенных элементов, которые определяют функционирование прибрежных и морских экосистем (Kubryakov et al., 2016). Опресненный слой может вызывать развитие выраженной халинной циркуляции в приповерхностном слое и влиять на динамику региона в целом в теплый период года.
Дополнительное увеличение интереса к исследованию данного региона связано с тем, что в арктических морях наблюдается увеличение открытой ото льда поверхности воды (Serreze et al., 2018), что позволяет шире использовать данные спутникового мониторинга.
Цель данной работы – на основе анализа спутниковых данных по температуре, солености и уровню моря получить количественные оценки динамики и характеристик Стоковой фронтальной зоны Карского моря за теплый период 2019 года.
Для регистрации термической фронтальной зоны были использованы среднемесячные спутниковые данные температуры поверхности моря (ТПМ) 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 августа по сентябрь 2019 г. В качестве данных, описывающих изменчивость соленосных фронтов, были взяты среднемесячные данные уровня обработки L3 (https://podaac.jpl.nasa.gov) спутника NASA SMAP с пространственным разрешением 0,25° по широте и долготе (Meissner et al, 2018) с сайта https://podaac.jpl.nasa.gov с августа по сентябрь 2019 года. Для идентификации динамической фронтальной зоны были использованы 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 августа по сентябрь 2019 г. Данный временной период был выбран исходя из того, что он характеризуется наибольшей площадью открытой воды в районе исследований.
Методика выделения фронтальных зон основывается на построении композитных карт, совмещающие в себе рассчитанные градиенты (Ожигин и др., 2016) и изолинии характеристик, которые будут соответствовать основному фронтальному разделу. Оценка количественных характеристик производится по данным меридиональных разрезов в западной, центральной и восточной частях моря, аналогично тому как это было сделано в работе (Коник и др., 2019).
В результате работы получены внутримесячные средние оценки характеристик Стоковой фронтальной зоны по данным ТПМ, солености, и уровню моря, уточнено ее сезонное положение в сравнении с прошлыми работами (Konik et al., 2020). По данным температуры поверхности моря средний максимальный градиент в августе составил 0,05°С/км при ширине 59 км, а в сентябре – 0,1°С/км при ширине 68 км. Динамика пространственной изменчивости фронта характеризуется его смещением на запад и северо-запад Карского моря. Колебания градиентов солености в августе составили 0,12‰/км при ширине 115 км, а в сентябре – 0,05‰/км при ширине 46 км. Пространственная изменчивость халинного фронта характеризуется устойчивым северо-западным направлением, которое характерно для распределения речного плюма вод Оби и Енисея (Полухин, 2017). Средний максимальный градиент по данным уровня в августе составил 0,032 м/0.25° при ширине 92 км, а в сентябре – 0,025 м/0.25° при ширине 85 км. Смещения динамического фронта выражены в его направлении на север и северо-восток в августе и сентябре.
Полученные результаты при сравнении с данными стока Оби и Енисея (Кузин и др., 2014; Магрицкий и др., 2019) позволяют утверждать, что за счет весенне-летнего половодья Стоковая фронтальная зона ярко выражена в поле солености и уровня моря. В осеннюю межень сток ослабевает, соленостные и динамические градиенты уменьшаются, а радиационный прогрев усиливается за счет большей открытой ото льда площади, что приводит к более четкому проявлению фронтальной зоны в поле температуры. Стоит также отметить, что положения фронтальной зоны по данным ТПМ, солености и уровня моря в августе и сентябре совпадают в районе 67-73° с.ш., что говорит о возможности использования различных данных дистанционного спутникового зондирования в исследованиях фронтов Карского моря.
Исследование выполнено в рамках государственного задания по теме № 0149-2019-0015.