Сопоставление данных реанализа и экспедиционных исследований в жёлобе Святой Анны в Карском море

Технологии мониторинга окружающей среды совершенствуются с каждым годом, значительно улучшаются способы и методы моделирования гидрометеорологических характеристик, появляется возможность получения гидрофизических полей и огромного массива данных с малым пространственно-временным масштабом, что является большим преимуществом для исследований. Однако при сравнении данных, измеренных контактными методами, и данных модельных расчётов, появляются некоторые расхождения. Цель работы – статистически оценить такие расхождения в арктической зоне для наиболее используемого реанализа CMEMS Mercator.
В качестве натурных данных используются измерения на гидрологических станциях, полученные в ходе 58-й экспедиции на НИС «Академик Иоффе» в Карском море в августе-сентябре 2021 года, выполненные с помощью океанологического CTD-зонда SBE. Для сравнения использовалась база данных Global Ocean Physics Reanalysis CMEMS (PSY4QV3R1) с горизонтальным разрешением 1/12о и 50 стандартными вертикальными уровнями. Для сравнения из базы реанализа выбирались среднесуточные значения солёности и температуры на всех совпадающих горизонтах в ближайшей точке пространства в те же сутки (22, 25 и 28 августа 2021 года), что и экспедиционные наблюдения. Рассматривались 3 разреза поперек желоба Святой Анны: в северной, центральной и западной частях желоба, всего 23 станции. Расстояние от станций натурных измерений до точек реанализа не превышало 4,5 км.
В исследуемом регионе вертикальная термохалинная структура вод представлена основными водными массами: распресненным поверхностным слоем и холодным галоклином, занимающими глубины до 50-70 м, а также глубже расположенными относительно солеными атлантическими водами более теплой фрамовской ветви и ниже – холодной баренцевоморской ветви [1].
При сравнении экспедиционных наблюдений и данных реанализа выявлено, что там, где отмечаются высокие значения температуры и солености по натурным измерениям, модель показывает низкие значения, и, наоборот, там, где приборами регистрируются отрицательные величины температуры воды, в модели они получаются выше 0 оС. Различия составляют до 2 оС по температуре и 0,8 psu для солености. Видимо, это связано с тем, что модель, как и любая другая, отражает не 100% дисперсии, а только на некоторую её часть, поэтому любые модельные отклонения от среднего по модулю будут меньше фактических. Подобное усечение дисперсии может привести к «потере» целых водных масс в зонах с малой пространственной дисперсией характеристик, т.е. на больших глубинах. В частности, по данным реанализа наиболее глубокая баренцевоморская атлантическая водная масса на разрезах в желобе Святой Анны не выявляется.