Отклик Баренцева моря на движущиеся полярные циклоны

Полярные циклоны (ПЦ) – это высокоширотные интенсивные мезомасштабные циклоны, возникающие в результате вторжения холодного воздуха над относительно теплой поверхностью моря. Несмотря на сравнительно небольшие размеры (до 1000 км) и короткий срок жизни (несколько дней), для ПЦ характерны скорость ветра больше 15 м/с (Rasmussen, 2003), также ПЦ порождают поверхностные волны высотой до 8-12 м (Kudryavtsev, 2023), что может привести к серьезному экономическому ущербу. Однако процесс взаимодействия океана с ПЦ все еще не до конца изучен, несмотря на большое количество исследований, посвященных полярным циклонам.
Уровень морской поверхности является одним из ключевых параметров для анализа реакции океана на движущиеся атмосферные системы. В настоящей работе были обнаружены и проанализированы аномалии уровня в следах полярных циклонов, перемещавшихся над Баренцевым морем. Исследования аномалий уровня моря (SSHA) были выполнены на основе анализа спутниковых альтиметрических данных трех миссий Cryosat-2, Sentinel-3 и Saral.
Для исследования отклика морской поверхности мы выбрали два ПЦ, наблюдавшихся над Баренцевым морем 19-21 января 2017 г. и 24-25 ноября 2018 г. (далее именуемые ПЦ1 и ПЦ2 соответственно). Аномалии уровня в следах ПЦ хорошо обнаруживаются с помощью радиоальтиметрических измерений в виде впадины с центром вблизи центра циклона. Наблюдаемые аномалии уровня хорошо различимы в течение первых суток после прохождения циклона. При более поздних измерениях впадина в следе циклона распознается хуже, предположительно, из-за разрушения следа в результате динамической нестабильности (Geisler, 1970).
Для более интенсивного ПЦ1 с максимальной скоростью ветра 27 м/с наибольшие отрицательные аномалии уровня в следе циклона достигают 0,6 м, для ПЦ2 с максимальной скоростью ветра 18 м/с они не превышают 0,3 м. Для обоих случаев расположение максимальных аномалий уровня в следе циклона соответствует области изменения курса циклона, сопровождавшимся уменьшением скорости движения циклона, и может быть объяснено длительным периодом воздействия поверхностного ветра на морскую поверхность.
Чтобы оценить важность наблюдаемого отклика для циркуляции океана, мы оценили скорость квазигеострофических течений, соответствующих аномалиям уровня, наблюдаемым в следе циклонов. Наибольшие скорости течения 0,15 м/с и 0,08 м/с, вызванные прохождением ПЦ1 и ПЦ2 соответственно, сопоставимы со скоростями регулярных течений, наблюдаемыми в Баренцевом море (Ozhigin, 2000), и могут оказать значительное влияние на общую циркуляцию в этом регионе.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 21-47-00038. Также выражаем благодарность за поддержку Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания № 0736-2020-0005.