Мезомасштабные термические аномалии деятельного слоя северо-восточной части Черного моря по судовым и спутниковым данным

Мезомасштабные (20 и более километров по горизонтали) температурные аномалии в Черном море, хорошо наблюдаемые из космоса в ИК-диапазоне спектра электромагнитных волн, как правило, являются не чисто поверхностными, а проникают вглубь моря на глубину десятков и первых сотен метров. Их амплитуда на поверхности достигает нескольких градусов, в редких случаях – десяти и более градусов, но быстро уменьшается с глубиной. Эти аномалии приводят к появлению пространственной неоднородности теплообмена моря с атмосферой, что, в свою очередь, может оказывать влияние на атмосферные явления и процессы.
В данной работе выполнен совместный анализ спутниковой температуры поверхности моря над северо-восточной (СВ) частью Черного моря и данных гидрологических разрезов, выполненных с борта НИС «Акванавт» и НИС «Профессор Штокман» в 1997–2009 гг. с целью получения более детальных знаний о вертикальной структуре мезомасштабных температурных аномалий, наблюдаемых на поверхности моря из космоса, а также уточнения механизмов их формирования. При этом изначально производится выявление значительных (более 1–2 градусов) мезомасштабных аномалий ТПО на спутниковых снимках СВ части Черного моря, приуроченных к датам выполнения гидрологических разрезов. Затем выполняется сопоставление спутниковой температуры вдоль разрезов с температурой на разрезах на различных глубинах, начиная с приповерхностного горизонта, с целью выделения температурных аномалий, а также их изменения по вертикали.
В ряде случаев спутниковые данные позволяют выявить физическую природу наблюдаемых аномалий, в частности, аномалий, связанных с мезомасштабными вихрями. Вопреки бытующему представлению, что в ядрах антициклонических вихрей наблюдается опускание вод, и в теплый период года они должны идентифицироваться на спутниковых снимках как положительные температурные аномалии, установлено, что в ряде случаев эти вихри вызывают отрицательные температурные аномалии на поверхности моря, что связано с их «линзообразной» структурой.
Наряду с анализом температурных аномалий на различных горизонтах, выполнен анализ температурных аномалий на изопикнах. Эти аномалии, имеющие значительно меньшую амплитуду, чем аномалии на горизонтах, свидетельствуют о наличии мезомасштабной изменчивости диапикнических потоков тепла, которая приводит к формированию изопикнических и термохалинных неоднородностей и фронтов и к появлению тонкоструктурных инверсий температуры, порождаемых интрузионными процессами. Исследования в данном направлении будет продолжено в наших дальнейших работах.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №20-05-00496 «Тонкоструктурное расслоение вод Черного моря: его характеристики и механизмы формирования».