Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.E.227

Инерционные колебания и завихренность течений в центральной части Японского моря (по данным поверхностных буев в октябре – ноябре 2011 г.)

Трусенкова О.О. (1), Лобанов В.Б. (1), Ладыченко С.Ю. (1), Каплуненко Д.Д. (1)
(1) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток, Россия
Два поверхностных буя типа SVP/30T (Surface Velocity Program) от компании “Марлин-Юг” (Мотыжев, 2016) были выпущены в районе к югу от залива Петра Великого Японского моря 4 октября 2011 г. в 54-м рейсе НИС «Профессор Гагаринский». Оба буя, получившие в системе Argos идентификаторы Р172 и Р174, сначала дрейфовали с течениями в этом районе, но вскоре, после резкого усиления ветра и, вероятно, потери парусов, стали двигаться преимущественно под воздействием ветра по почти параллельным траекториям, за полтора месяца пересекли море и были выброшены на берег в северной части о. Хонсю. Дрейф этих буев подробно обсуждался в работе (Трусенкова и др., 2021). Значительное влияние на дрейф оказали синоптические вихри, особенно в зоне Цусимского течения в восточной части моря. В работе (Трусенкова и др., 2021) отмечалось также наличие инерционных колебаний буев и их усиление при усилении ветра. Ранее было установлено, что эффективная частота инерционных колебаний отклоняется от инерционной частоты под воздействием относительной завихренности течений: циклоническая завихренность увеличивает ее, а антициклоническая уменьшает (Kunze, 1985). В этой связи целью данной работы является анализ изменений эффективной частоты инерционных колебаний поверхностных буев и оценка завихренности фоновых течений в сравнении с оценками по альтиметрическим данным, а также качественное сравнение с динамическими структурами по спутниковым ИК изображениям.

Для анализа инерционных колебаний используются вейвлетные ротари-спектры векторной скорости дрейфа (Liu, Miller, 1996), которые являются обобщением ротари-спектров Фурье (Gonella, 1972) и применимы к нестационарным временным рядам. Инерционные колебания дают максимумы на соответствующей частоте в антициклоническом ротари-спектре. С помощью вейвлетных ротари-спектров выявлено, что в определенные периоды времени эффективная частота инерционных колебаний отклонялась от инерционной частоты на широте дрейфа, что можно объяснить влиянием относительной завихренности течений: циклоническая завихренность увеличивает ее, а антициклоническая уменьшает (Kunze, 1985). Сделана оценка относительной завихренности течений в районе дрейфа по формуле Ro = 2(T-i/T-eff – 1), где Ro – число Россби со знаком (положительное для циклонической завихренности и отрицательное для антициклонической), T-eff – эффективный период инерционных колебаний, T-i – локальный инерционный период (Kunze, 1985). Анализ проводился для временных интервалов длительностью больше инерционного периода, когда мощность спектров была статистически значима (на уровне 90%), в качестве T-eff принимался период, на который приходилась максимальная мощность спектра в диапазоне 0.6–1.0 сут, а абсолютная величина Ro превышала 0.1, т.е. фоновый поток находился в квазигеострофическом режиме.

Во время дрейфа обоих буев выявлены события (временные интервалы) длительностью от 19 час до 5 сут, когда фоновые течения находились в квазигеострофическом режиме (|Ro| > 0.1). Для Р172 было 4 события с циклонической (со средней Ro от 0.12 до 0.29) и 5 событий с антициклонической (со средней Ro от -0.11 до -0.38) завихренностью, для Р174 – 3 и 4 таких событий, со средней Ro от 0.1 до 0.35 и от -0.15 до -0.53 соответственно. В период с 4 по 11 октября буи дрейфовали, в основном, под воздействием течений над континентальным склоном к югу от залива Петра Великого (Трусенкова и др., 2021), что подтверждается характером мезомасштабных структур на ИК изображениях. Для воспроизведения этих структур данные альтиметрии недостаточно детальны, что объясняет несоответствие течений и Ro по дрейфу и альтиметрии. Качественное соответствие наблюдается для крупных (100–150 км) антициклонических вихрей, особенно в зоне Цусимского течения в восточной части моря. Вместе с тем, оценки по альтиметрическим данным (Ro = -0.01/-0.03) оказываются в 5–10 раз ниже, чем по буям (Ro = -0.2/-0.4), что объясняется недостаточным разрешением альтиметрических данных. Расхождение знака оценок имело место в районе между 136 и 138 град в.д. (к югу от 40 град. с.ш.), где данные альтиметрии показывали крупный циклонический вихрь, сквозь который продрейфовал Р172, причем в это время вдоль траектории дрейфа наблюдалась антициклоническая завихренность с Ro от -0.11 до -0.45. Спутниковые ИК изображения показывают чередование холодных и теплых вод в этом районе, но зона холодных вод, которую можно было бы отождествить с циклоническим вихрем, не просматривается.

Ключевые слова: Японское море, поверхностный буй, дрейф, спутниковая альтиметрия, вейвлет-преобразование, ротари-спектр, инерционные колебания, относительная завихренность, число Россби
Литература:
  1. Мотыжев С.В. Создание дрифтерной технологии для контроля океана и атмосферы // Мор. гидрофиз. журн. 2016. № 6. С. 74–88.
  2. Трусенкова О.О., Лобанов В.Б., Ладыченко С.Ю., Каплуненко Д.Д. Дрейф поверхностных лагранжевых буев в центральной части Японского моря в октябре – ноябре 2011 г. // Исследование Земли из космоса. 2021. № 1. С. 12-24.
  3. Gonella A. A rotary-component method for analyzing meteorological and oceanographic vector time series // Deep-Sea Res. 1972. V. 19. № 12. P. 833–846.
  4. Kunze E. Near-Inertial Wave Propagation in Geostrophic Shear // J. Phys. Oceanogr. 1985.V. 15. N. 5. P. 544-565.
  5. Liu P.C., Miller G.S. Wavelet transforms and ocean current data analysis // J. of Atmospheric and Oceanic Technology. 1996. V. 13. № 5. P. 1090–1099.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов