Статистические оценки завихренности на границах Лофотенской котловины

Лофотенская котловина Норвежского моря является резервуаром теплых и соленых атлантических вод (Bosse et al., 2018; Gascard, Mork, 2008; Travkin, Belonenko, 2019; Dugstad et al., 2019), которые, в основном, переносятся туда потоками воды в поверхностном слое с юга и вихревыми потоками с востока из Норвежского течения (Bosse et al., 2018). Целью работы явилась оценка завихренности на границах Лофотенской котловины.
Исходная информация выбиралась из реанализа GLORYS12V1 портала Copernicus. Использовались суточные значения векторов течений от поверхности до дна, ортогональных разрезам на границах трапеции, оконтуривающей Лофотенскую котловину (68.5°, 72° c.ш. и 0°, 8° в.д.), за период 1993-2017 гг.
Так как средний радиус мезомасштабных вихрей, по данным работы (Zinchenko et al., 2019), равен 45-50 км, рассчитывались интегральные показатели относительной завихренности (ОЗ) и параметра Окубо-Вейсса (ПОВ) в радиусе 0-45 км от каждой точки разрезов.
Для значений ОЗ обоих знаков характерна выраженная временная изменчивость на северной и южной границах около 1° в.д., а также на восточной и западной границах около 69° с.ш.: при ослаблении антициклонической циркуляции возникает циклоническая с более высокими градиентами скорости. Такое поведение ОЗ в указанных точках может быть объяснено флуктуациями положения восточной и западной ветвей Норвежского течения. Если рассматривать одномоментно, ОЗ разных знаков отмечается в разных пространственных областях, и в некоторых местах, приуроченных к локальным впадинам дна, распространяется от поверхности до дна (3000 м), что отражается и на средних многолетних значениях.
Вертикальное распределение ПОВ показывает увеличенные во всей водной толще значения в местах с неоднородной топографией дна. Также можно утверждать, что наиболее сильное доминирование вихревых компонентов над сдвиговыми происходит в верхнем 500-метровом слое на северной и западной границах, в то время как на восточной и южной границах не наблюдается столь значимого увеличения ПОВ в верхнем подповерхностном слое.
На основании значений ПОВ проведена идентификация мезомасштабных вихрей и сделана оценка вихревой активности на исследуемых границах за весь временной период: было обнаружено 26127 вихрей на северной границе, 15572 вихря на южной, 19516 на восточной и 24940 на западной. В среднем, на каждой из границ за сутки наблюдается от 2 до 6 вихрей. В межгодовой изменчивости выявлен значимый положительный тренд на всех границах, то есть увеличение количества на 0,8-1,2 вихря в месяц, что свидетельствует об усилении вихревой динамики в регионе Лофотенской котловины. В вертикальной структуре устойчивое присутствие вихрей отмечается до глубины около 100 метров, а далее начинается экспоненциальное уменьшение их количества с глубиной. Однако, существуют отдельные вихри, достигающие максимальной исследуемой глубины в 2000 метров.
Проект выполнен при финансовой поддержке гранта РНФ № 18-17-00027 «Вихревая динамика Лофотенской котловины и ее роль в переносе термохалинных свойств вод в Норвежском море».