О влиянии приливных циклов на перенос вод по северным проливам Баренцева моря.

При оценке переноса вод по проливам арктических морей , с том числе, с помощью космических систем, необходимо учитывать влияние приливов, поскольку оно существенно влияет на направление и объем транспортируемых масс ( Аксенов, Ю., С. Бэкон, А. Ковард, и др.,2010; Амбросимов А.К., Ковалев Г.А., 2025; Ковалев Г.А, Амбросимов А.К., 2024). Корректное описание этих процессов необходимо и для изучения климатических изменений в Арктике (Иванов В.В., Тимохов Л.А., 2019; Rudels, B., Jones, E.P., Anderson и др., 1994). В 96-м рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» (М.Д. Кравчишина, А.А. Клювиткин, А.Н. Новигатский и др.,2024) в проливе Квитойя между Баренцевым морем и Северным Ледовитым океаном (СЛО) было выполнено последовательно два зональных разреза течений: первый – с запада на восток и второй – с востока на запад Продолжительность первого разреза вместе с проведением 12-ти океанологических станций составила около 11 ч, а второго разреза без станций – около 6 часов. Расчет объема переноса вод в северном направлении составил: в первом случае 0,08 Свердрупов (Св) и 1,35 Св во втором, т.е. разница почти в 17 раз. Это указывает на важность учета фазы приливного процесса.
Расчеты показали, что в сумме период прилива и отлива для разреза в проливе Квитойя составляет около 12.4 часа, что соответствует периоду прилива и отлива по известной математической модели «трех тел» (Barrow-Green, 2008).
Для оценки влияния приливных циклов на процесс измерений течений в проливе Квитойя и для привязки спутниковых наблюдений к измерениям in situ на «втором» разрезе была установлена притопленная буйковая станция ПБС-8042 с размещенными на ней тремя измерителями течений: Sontek-MD на горизонте 75 м и Sontek-MD на горизонте 210 м, а инклинометр на дне на глубине 266 м.
Измерения были проведены в период с 12-49 6 августа по 8-00 10 августа 2024 г. Полученные данные показали, что на протяжении 4-х суток на всех трех горизонтах осуществлялось относительно равномерное циклическое движение вод: на горизонте 75 м в ЮЗ направлении, на 210 м в ЮВ и на дне (266 м) – в ЮВ направлении.
Анализ прогрессивно-векторных и векторных диаграмм скорости и направления течения показал, что в течение 12.4-часовых приливно-отливных колебаний направления течений испытывают круговые движения, наложенные на постоянную составляющую течения, равную 10.9 см/с для горизонта 75 м, 2.8 см/с – для горизонта 210 м и 1.4 см/с – для 266 м.
Диаграмма изменения модуля скорости течения от времени на разрезе 1 показала, что разность между суточными объемами приливных и отливных вод за цикл в 12.4 часа, практически, стремится к нулю. При этом прямые расчеты переноса объем вод на переходе с запада на восток составили 0.08 Свердрупов (Св), а обратно – 1.35 Св, т.е разница почти в 17 раз. Разница в переносе вод по проливу в 1-ом и 2-ом случаях объясняется разницей во времени нахождения измерений в режиме прилива или отлива.
При сопоставлении профильных данных SADCP с данными измерителей течений ADCP Sontek-MD, установленными на ПБС-8042, рассматривалось время нахождения измерений в приливно-отливных циклах движения воды. Период приливного течения в данном районе проявляется в виде фазовых смещений в течение полного времени одного приливно-отливного цикла в промежутке времени 12,4 ч. Поскольку измерения течений с помощью SADCP и ADCP проводились не одновременно, отметки времени для каждого профиля были «сдвинуты» на целое число периодов и совмещены с диаграммой стационарных наблюдений. Таким образом, большое различие между переносами в профилях 1 и 2 можно объяснить следующим: приливно-отливной процесс на Профиле 1 охватил период и отлива и прилива, в результате чего средний перенос оказался слабым и направленным на север (0,08 Св), а измерение течений по профилю 2, наоборот, было проведено в фазе максимального прилива, когда северный поток усилился и показал перенос в 1,35 Св.
Наблюдения на ПБС-8042 показали стабильное юго-западное направление течения на верхнем горизонте. Поэтому перенос вод, измеренный в Профиле 2, не отражает «реальную» среднюю скорость потока, а лишь временно усиленную фазу прилива. Таким образом, показано, что без постоянной заякоренной станции нельзя корректно интерпретировать профильные данные, поскольку они сильно зависят от момента измерения относительно приливного цикла. Измерения на ПБС позволяют «де-корректировать» профили, устраняя влияние фазовых смещений или что означает, что в первом случае разрез почти охватывал оба периода – прилива и отлива, а в другом – в основном на пике прилива. Поэтому измерение переноса объемов вод без коррекции к приливному циклу особого смысла не имеет.
Анализ данных колебания течения, полученных на ПБС-8042 показал, что полный цикл приливно-отливных колебаний составляет 12.4 часа, что соответствует данным математической модели колебаний (Barrow-Green, 2008).
Для горизонта 75 м преимущественным направлением было юго-западное течение, а для 200 м – юго-восточное. При этом в зависимости от соотношения между временем проведения разреза к 12 часовому интервалу прилива будет зависеть результирующий объем переноса воды.
Расчеты показали, что географические переносы вод, т.е. по прямой из начальной точки в конечную за 82 ч.39 мин. наблюдений составили: на горизонте 75м – 32.3 км, 210м – 8.2 км и на горизонте 266 м – 4.2 км, а географические скорости – 10.9, 2.8 и 1.4 см/с. При этом полные расстояния, пройденные водой по циклоидам составили – 53.3, 31.0 и 9.7 км, а средние скорости – 17.9, 10.4 и 3.6 см/с соответственно.
По CTD-диаграмме, полученной в ст.8042 в центральной части пролива Квитойя, где производилось зондирование, видно, что верхнюю часть пролива до глубины 10 м составляла перемешанная вода с температурой 2.0-3.02оС и соленостью 30.7-32.5 psu; на глубинах 10-40 м арктические вода с температурой 1.5 оС и соленостью 34.0 psu, а на глубинах ниже 40 м – воды ФАВ с температурой до 4.3 оС и соленостью 34.8 psu. Эти данные, в принципе, повторяют данные, полученные на разрезе «Квитойя».