Исследование внутренних волн в проливе Вилькицкого, Северный Ледовитый океан

Пролив Вилькицкого расположен между полуостровом Таймыр и архипелагом Северная Земля, служит основным соединительным путем между Карским морем и морем Лаптевых. По мере роста навигации в Арктике пролив Вилькицкого становится критически важным участком Северного морского пути. Тем не менее, эта область по-прежнему остается малоизученной из-за короткого безледного периода и удаленности. Поверхностные проявления короткопериодных внутренних волн в проливе были зарегистрированы с помощью спутниковых снимков (Kozlov et al., 2017) и судового доплеровского морского радара (Ermoshkin & Molkov, 2022). Однако прямых контактных измерений внутренних волн в проливе до настоящего времени не проводилось. В докладе представлены результаты температурных измерений по данным трех заякоренных станций в проливе Вилькицкого в сентябре–октябре 2019 года, подкрепленные высокоразрешающими спутниковыми РСА-наблюдениями. Две станции располагались у южного побережья пролива на глубине около 50 м. Третья станция находилась в центральной части на глубине около 220 м. Хотя исследуемый регион расположен за критической широтой (74.5° с. ш.) для линейных внутренних волн, измерения выявили постоянное присутствие полусуточных приливных внутренних волн с периодами, близкими к 12.4 ч. Приливные эллипсы баротропных скоростей, рассчитанные по модели Arc2kmTM, узкие и вытянуты в направлении вдоль пролива. Вертикальные смещения изотерм при распространении полусуточных приливных внутренних волн составляли около 10–17 м. Частотные спектры колебаний давления, температуры и изотермы −1 °C показали наличие более надёжного полусуточного пика на глубоководной станции, чем на мелководной. В прибрежной зоне форма внутренних приливных волн отличается от синусоидальной волны из-за сильной нелинейности при приближении к мелководью. Распространение полусуточных внутренних волн сопровождалось генерацией короткопериодных интенсивных нелинейных внутренних волн. Характеристики короткопериодных внутренних волн были следующими: фазовые скорости 0.5–1.5 м/с, характерные длины волн 100–600 м, периоды 5–120 мин и амплитуды 4–20 м. Были зарегистрированы внутренние волны первой моды, однако также был идентифицирован эпизод второй моды. Преобладающее направление распространения внутренних волн, наблюдаемое на РСА-снимках, было восточным и северо-восточным, совпадающим с ориентацией приливных эллипсов. Однако спутниковые данные также указывают на наличие внутренних волн, распространяющихся поперёк пролива, что потенциально подразумевает наличие различных источников и механизмов их генерации в проливе.
Исследование проведено в рамках госзадания № FMWE-2024-0024, обработка и анализ спутниковых данных выполнены при поддержке Российского научного фонда (проект № 23-17-00087).