Некоторые новые элементы топологической структуры океана, видимые на космических изображениях

Специфика океанографических работ ТИНРО во второй половине ХХ века состояла в оперативном обслуживании дальневосточных рыбных промыслов гидрологической и биопромысловой информацией, особенно это касалось периода волны высокой численности пелагической рыбы сардины-иваси. Резкий всплеск ее численности у берегов Японии произошел в 1973 – 1975 годах и далее шел по нарастающей более 10 лет. Именно в это время начались работы по приему и анализу космической информации в видимом и ИК-диапазонах (Максимихин, Фукс, 1975; Булатов, 1978). Однако сопоставление космических и океанологических съемок в те годы сталкивалось с определенными трудностями (Булатов, 1984). Космические съемки по разрешающей способности были гораздо лучше океанологических съемок, в результате чего многие детали поверхностной структуры течений не отражались на последних. Например, на картах геострофической циркуляции, полученных почти синхронно с космическими снимками, не могли найти отражение многие агеострофические эффекты - такие как спиральные вихри, грибовидные и другие более сложные мезоструктуры, в том числе хаотические образования. В то время как крупномасштабные черты динамики – основные течения, климатические фронты, и синоптические вихри идентифицировались вполне удовлетворительно (Булатов, 1995). Из-за нерегулярности получения космических изображений, обусловленной большой повторяемостью облачности над Субарктическим фронтом не всегда можно было определить устойчивость или повторяемость многих наблюдавшихся мезоструктур их глубину и другие параметры, переход от структур к хаотическому движению и наоборот наблюдать самоорганизацию мезоструктур из хаоса (Дарницкий, Булатов, 2004)
С появлением Мировой базы данных С. Левитуса (1994, 1999, 2005) космические ретроспективные снимки можно повторно анализировать с привлечением вертикальных профилей T, S – характеристик в тех случаях, когда их можно сопоставить по пространству и времени с фрагментами космических изображений океана, свободных от облачности.
Приведем ряд примеров анализа космических изображений. Ранее (Bulatov, Darnitskiy, 1998) сообщалось о 6 – струйном характере меридианальных взаимодействий течений Куросио и Ойясио в зоне Субарктического фронта к востоку от Японии. Это только одна из мод взаимодействия течений в западном секторе Субарктического фронта, отражающая меридиональный процесс взаимопроникновения вод различных структур.
В зоне взаимодействия Куросио и Ойясио по океанографическим съемкам обычно выделяется два фронта: фронт Куросио (Южный Субарктический) и фронт Ойясио (Северный Субарктический). В восточной части района (на 160° в.д.) часто выделяют три фронта: фронт Куросио, южная (соленостная) и северная (термическая) ветви Субарктического фронта. Анализ спутниковых изображений этого района показывает, что каждый из двух основных фронтов в свою очередь может иметь две или три ветви, являющиеся границами вод с различной термохалинной структурой. Они формируются в результате взаимодействия рингов Куросио с ветвями субарктических вод (Ойясио). В процессе меандрирования Куросио и образования теплых рингов в определенный период времени формируется фронт основного течения одновременно с северной границей отделяющегося от основного потока вихря. Такие ситуации существуют весьма долго и могут рассматриваться как северная (более контрастная) и южная ветви фронта Куросио. При формировании циклонических (холодных) рингов Куросио возникает подобные ситуации, но северная ветвь является в таком случае фронтом основного течения, а южная – фронтом формирующегося вихря.
Таков механизм наблюдающейся многофронтальности Субарктического фронта. В зональном направлении эти фрагменты фронтов носят перемежающийся характер (Дарнийкий, 1990). В данном случае можно говорить о меридиональной и зональной модах взаимодействия течений в зоне САФ.
Некоторые особенности строения Субарктического фронта в зональном направлении на более чем трети его протяженности (от Японии до 180°) опубликованы в журнале Океанология, т. 43 (Дарницкий, Булатов, 2002).
Многие исследователи элементов экосистемы Куросио и Субарктического фронта связывают траектории миграционных потоков промысловых рыб и молоди с развитием и эволюцией ветвей Куросио (Usami, 1968; Watanabe, 1970; Василенко, 1986; Иванов, 1989; Булатов, Кеня, 1991) и Ойясио (Одаки, Сато, 1989). Поэтому знание особенностей струйной динамики течений представляется важным для понимания экологии рыб этого района.
На космических съемках иногда хорошо видно, что кольцо теплых вод, омывающих Японию с юга (Куросио), запада (Цусимское течение), севера - течение Соя и востока (Сангарское течение) имеет меандрирующий или разрывный характер в зависимости от локальных условий взаимодействия вдоль периметра Японского архипелага. Из космоса часто бывают видны также детали взаимодействия вод с элементами рельефа Японского архипелага (Дарницкий, Булатов, 20005), что хорошо наблюдается над хребтом Идзу и кластерами подводных гор к востоку от Японии. Анализ океанографических съемок позволяет судить о глубине таких взаимодействий. Идеальное сочетание космических и океанографических наблюдений, к сожалению, наблюдается довольно редко.