Размещено на http://www.allbest.ru/

Морський гідрофізичний інститут

Національної академії НАУК України

УДК 551.465

11.00.08 - океанологія

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук

Сезонна мінливість великомасштабної циркуляції вод і термохалінних фронтів Південної Атлантики

Артамонов Юрій Володимирович

Севастополь - 2005

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Морському гідрофізичному інституті Національної академії наук України.

Офіційні опоненти:

- доктор географічних наук, професор Брянцев Валентин Олексійович, Південний науково-дослідний інститут морського рибного господарства й океанографії Міністерства аграрної політики України, провідний науковий співробітник;

- доктор географічних наук, професор Суховій Вікторина Федорівна, Одеський державний екологічний університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри океанології.

Доктор біологічних наук, професор Самишев Ернест Зайнуллінович, Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського Національної академії наук України, головний науковий співробітник.

Провідна організація: Інститут геологічних наук Національної академії наук України, м. Київ.

Захист дисертації відбудеться 27 січня 2006 р. о 11годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 50.158.01 Морського гідрофізичного інституту за адресою: 99011, м. Севастополь, вул. Капітанська, 2.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Морського гідрофізичного інституту за адресою: 99011, м. Севастополь, вул. Капітанська, 2.

Автореферат розісланий 23 грудня 2005 р.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради Д. 50.158.01 доктор географічних наук Совга О.Є.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Дослідження особливостей циркуляції вод і гідрологічних фронтів, як на регіональному рівні, так і в цілому для всього океану, має фундаментальне наукове і практичне значення для рішення проблем формування і мінливості клімату, визначення високопродуктивних районів промислу. Південна Атлантика (ПівдА) є проміжною ланкою в глобальній термохалінній циркуляції, що пов'язує Північну Атлантику з іншими океанами. Глибинні води Північної півкулі, що формуються в Атлантиці, поширюються на південь, де попадають у систему Антарктичної циркумполярної течії. З цією течією вони поширюються у східному напрямку в Індійський і Тихий океани. У свою чергу в Південній Атлантиці розташовані джерела формування Субтропічної й Антарктичної проміжної водних мас, якi розповсюджуються на північ та впливають на режим вод Північної Атлантики. Важлива роль ПівдА в процесах глобального тепломасообміну обумовлена більш високою, у порівнянні з Північною Атлантикою, енергією атмосферної циркуляції. Вона викликає в цьому регіоні більш потужні течії. У Південній півкулі діють Південна пасатна течiя (ПiвдПТ), яка майже вдвічі потужніша, ніж Північна пасатна течія, і Антарктична циркумполярна течiя (АЦТ), що по своїй потужності не має аналогів у Світовому океані. Інтенсивна циркуляція вод і наявність потужніх джерел формування водних мас сприяють утворенню в ПiвдА системи великомасштабних фронтів, що визначають розподіл зон високої біологічної продуктивності. Україна, ставши в 1995 р. членом Комісії зі збереження морських живих ресурсів Антарктики, підтвердила свій інтерес до вивчення й освоєння бiоресурсiв ПiвдА. Оптимальна експлуатація біологічних ресурсів і контроль екологічної рівноваги між об'єктами промислу, що виловлюються й відтворюються, вимагають бiльш досконалих методів довготермінового прогнозу стану екологічних систем і їхніх абiотичних складових, зокрема, течій і фронтів. Гідрологічні фронти і течiї відіграють також важливу роль при формуванні великомасштабних аномалій термохалiнних характеристик, тому що являють собою границі кліматичних зон. Вони впливають на розміри, орієнтацію, напрямок поширення і тривалість існування аномалій, визначаючи таким чином регіональні особливості мiжрiчної мінливості гідрофізичних полів.

Незважаючи на важливу роль процесів, що протікають у ПiвдА, цей регіон, як і раніше, в гідрологічному відношенні є найменш вивченим районом Світового океану. З часу останніх вітчизняних узагальнень досліджень структури вод у ПiвдА (Грузинов, 1986; Саруханян, Смирнов, 1986) минуло майже 20 років. Дослідження закордонних авторів 80-90 рр. базуються, головним чином, на матеріалах окремих експедицій (Peterson, Stramma, 1991). Дотепер мало робіт, у яких проводився б спільний аналіз сезонної мінливості поля вітру, кінематичної і термохалiнної структури вод. Залишається багато невирішених проблем, пов'язаних з особливостями циркуляції вод, існують протирiччя у визначенні географічного положення фронтів і їхньої сезонної мінливості.

За останні роки виконана серія міжнародних і вітчизняних океанографічних експериментів у різних районах ПiвдА, що дозволило істотно збільшити масив океанографічних даних для цього регіону. В даний час створені сучасні банки океанографічної інформації. Крім гідрологічних даних накопичений майже 30-річний ряд супутникових вимірів поверхневої температури океану (ТПО) і 10-річний ряд альтиметричних спостережень. Ці дані розширюють наші можливості в дослідженні просторово-часової мінливості структури вод океану. У зв'язку з вищесказаним представляється актуальним розширити наші уявлення про циркуляцію вод, потужнiсть фронтів, об'єми водних мас, особливостi їхньої сезонної динаміки в Південній Атлантиці. З цією метою були узагальнені накопичені до цього часу океанографічні дані, представлені в сучасних масивах гідрологічної і супутникової інформації, а також використані нові дані, отримані при виконаннi Нацiональної програми досліджень України в Антарктиці під час Українських морських антарктичних експедицій (УАЕ).

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота виконана в рамках наступних державних програм і проектів:

Проект "Дослідження океану як енергетичної і динамічної системи глобального рівня з метою прогнозування змін клімату, погоди, навігаційних умов і реалізації морських технологій" (шифр "Середовище", № держреєстрації 0194U035127).

Проект "Дослідження просторово-часової мінливості гідрофізичних полів і процесів взаємодії в системі океан - атмосфера" (шифр "Океан-атмосфера", № держреєстрації 0196U015534).

Проект "Дослідження змін клімату в системі океан - атмосфера - літосфера на глобальних і регіональних масштабах" (шифр "Океан-клімат", № держреєстрації 0101U001023).

Програма "Державна програма досліджень України в Антарктиці" (затверджена Постановою КМ України №719 від 04.07.1996 р.).

Мета і задачі досліджень. Мета дисертаційної роботи - дослідити середній стан циркуляції вод і великомасштабних фронтів у Південній Атлантиці і їхню сезонну мінливiсть на основі аналiзу найбільш повних сучасних масивів гідрологічних і супутникових даних. Встановити основні механізми, що контролюють сезонну мінливість циркуляції вод і гідрологічних фронтів.

Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні задачі:

1. Вивчалися особливості просторово-часової мінливості основних зовнішніх факторів (поля вітру, радіаційного та теплового балансу океану), що керують рухом вод та впливають на формування фронтів.

2. Досліджувалися фонові термохалiннi умови формування циркуляції і великомасштабних фронтів ПiвдА.

3. Аналізувалася загальна схема циркуляції ПiвдА за результатами обробки гідрологічних масивів і супутникових даних по альтиметрії, досліджувалися особливості сезонної мінливості геострофічних течій і їхній зв'язок з мінливістю великомасштабного поля вітру.

4. Досліджувалися кліматичні фронти ПiвдА в полях температури та солоності, уточнювалися критерії їхнього виділення, закономірності сезонної мінливості на основі масивів гідрологічних і супутникових даних.

5. Досліджувалася сезонна мінливість водних мас ПiвдА, оцінювався їхній зв'язок з положенням і інтенсивністю великомасштабних фронтів.

6. Аналізувалися структура фронтів, характеристики геострофiчної циркуляції, термохалiннi характеристики водних мас у маловивченій західній частині моря Скотiя й у протоці Брансфiлда за результатами спостережень в Українських морських антарктичних експедиціях.

Об'єкт і предмет досліджень. Об'єкт досліджень - комплекс гідрологічних явищ: течії, гідрологічні фронти і водні маси Пiвденної Атлантики.

Предмет досліджень - середній стан, сезонна мінливість циркуляції вод, гідрологічних фронтів і водних мас ПiвдА; виділення головних критеріїв визначення положення великомасштабних фронтів; оцінка зв'язку інтенсивності фронтів і об'ємів водних мас у різних кліматичних зонах; виявлення основних механізмів формування фронтів.

Методи дослідження. Робота виконана на основі традиційних принципів і методів класичної океанографії, які полягають в застосовуванні при обробці й аналізі фактичних і кліматичних даних динамічного методу розрахунку течій, T,S-аналізу, об'ємно-статистичного T,S-аналізу, методу гармонійного аналізу, дисперсійного та кореляційного аналізів. Для верифікації закономірностей розподілу гідрофізичних полів, отриманих по гідрологічних даних, були залучені супутникові виміри ТПО і дані по альтиметрії.

Наукова новизна отриманих результатів. На основі аналiзу сучасних гідрологічних і супутникових масивів досліджена циркуляція вод і фронти Південної Атлантики, встановлені основні закономірності їхнього сезонного циклу:

- вперше показана великомасштабна реакція ПівдА на сезонні варіації поля вітру, що проявляється в збільшенні (зменшенні) площ Південного субтропічного антициклонічного (ПівдСАК) і Південного тропічного циклонічного (ПівдТЦК) кругообiгiв при ослабленні (посиленні) пасату і зсуву західних вітрів у помірних широтах на південь (північ);

- вперше встановлено, що сезонна мінливість кругообiгiв супроводжується ослабленням (посиленням) системи екваторіальних протитечій і посиленням (ослабленням) і зсувом гiлок Південної пасатної течії на північ (південь), а течій помірних широт на південь (північ). Сезонний сигнал геострофiчних течій на поверхні океану запізнюється з заходу на схід на 2-4 місяцi. Максимальне запізнювання (до 6 місяців) спостерігається в Антарктичнiй циркумполярнiй течії;

- вперше показано, що структура фронтальної системи в тропіках асиметрична щодо екватора і фронти в південних тропіках більш інтенсивні на сході океану, а в помірних широтах - на заході. У сезонній мінливості фронтів переважає річний сигнал, що визначається варіаціями поля вітру і теплового балансу океану. В антарктичній зоні інтенсивність фронтів залежить від вітру і льодового режиму. Вперше були виділені нові фронти, яким дані відповідні назви: Фронт Північної гілки Південної пасатної течії, Південні гілки Південного тропічного і Південного субекваторiального фронтів;

- визначено, що сезонна мінливість джерел формування водних мас пов'язана із широтними зсувами фронтів, амплітуда яких визначається особливостями рельєфу дна і вертикальною потужністю фронтів. Установлено, що площі основних субтропічних водних мас і їхніх периферійних модифікацій у сезонному циклі змінюються у протифазi;

- встановлено, що води Зони злиття морів Уедделла і Скотiя (ЗЗУС) між Південними Оркнейськими і Південними Шетландськими островами в літній період формуються в результаті опускання вод моря Уедделла в зоні конвергенції поверхневих течій під впливом поля вітру. Фронт, що формує західну ділянку ЗЗУС, утворюється в результаті адвекції теплої і солоної Циркумполярної глибиної водної маси в протоку Брансфiлда при її взаємодії з холодними і менш солоними глибинними водами цієї протоки.

Практична значимість отриманих результатів. Результати роботи можуть бути використані при рішенні ряду прикладних проблем:

1. Задач навігаційного забезпечення і безпеки мореплавання в штормовому і навігаційно-небезпечному регіоні Світового океану - Південній Атлантиці й антарктичних водах; проблем льодового прогнозування, у морській геології і супутниковій гідрофізиці.

2. Для прогнозу внутрішньорічної мінливості біологічних полів, ресурсних оцінок і розробки методів довготермiнового прогнозу стану популяції антарктичного крилю, ефективного пошуку і промислу крилю і риб на акваторії Атлантичного сектора Антарктики.

3. При складанні атласів по гідрології Атлантики.

4. При плануванні досліджень в Українських антарктичних експедиціях у субтропічних і полярних широтах Південної Атлантики.

5. При моделюванні циркуляції і структури вод як граничні умови.

6. При створенні курсів лекцій по регіональній океанографії для студентів і аспірантів.

7. Отримані дисертантом результати включені в національні звіти Українського антарктичного центру, Міжнародної Антарктичної комісії, опубліковані у провiдних українських та російських періодичних виданнях.

Особистий внесок автора. Автором сформульована основна концепція і розроблена методологія досліджень по темі дисертації. У дисертації використані матеріали, отримані, за участю автора, у 11-ти океанічних експедиціях (10, 11, 15, 41, 43 рейси НДС "Академик Вернадский"; 30 і 36 рейси НДС "Михаил Ломоносов"; 60 i 61 рейси НДС "Эрнст Кренкель"; 3 i 4 рейси НИС "Горизонт"), що проводили дослідження в Тропічній і Південній Атлантицi. В експедиціях автор очолював роботу загонів гідрології і течій, приймаючи активну участь у плануванні і проведенні експериментальних досліджень. Основна частина розрахунків по темі дисертації і їхній аналіз виконані автором самостійно. Без співавторів опубліковані роботи [1-8], інша частина результатів, що ввійшли в дисертацію, опублікована в співавторстві. У роботах [12, 13, 18, 23, 25, 27, 28, 38] викладені результати експедиційних досліджень, у яких автор ставив задачі і керував роботою загонів океанографії, брав участь у забортних роботах, обробці й аналізі польових матеріалів. У роботах [9, 10, 17, 20, 24, 32, 37] здобувачем узагальнені результати польових досліджень у тропічній зоні Атлантичного океану за матеріалами декількох експедицій. У роботах [16, 26] викладені результати океанографічного експерименту в районі Української антарктичної станції "Академік Вернадський". Автор брав участь у його проведенні, обробці й аналізі отриманих матеріалів. У роботах [11, 14, 15, 19, 22, 30, 31, 34, 36, 41] розрахунок геострофічних течій і циркуляції вод, об'ємно-статистичний аналіз водних мас виконані автором самостійно. У роботах [29, 33, 35, 39, 42] здобувачем сформульована головна концепція про зв'язок на сезонному масштабі інтенсивності великомасштабних кругообiгiв ПiвдА з положенням фронтів і джерел формування водних мас, проведені розрахунки й аналіз результатів. У роботах [21, 40] дисертантом запропонований підхід до дослідження фронтів в Атлантичному океані з використанням супутникових вимірів ТПО, розроблена методика оцінки достовiрності отриманих результатів по незалежних контактних і супутникових вимірах.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи були представлені: на 6-й регіональній конференції "Комплексное изучение природы Атлантического океана" (Калінінград, 1991); симпозіумі "Комплексный глобальный монитоpинг Миpового океана" (Монако, 1991); Міжнародних конференціях "Oceans, Atmosphere, Hydrology Noulimar Geophysics" (Вашингтон, 1993, 1994, 1995); Міжнародної конференції "TOGA 95" (Хобарт, 1995); Міжнародної конференції "Dynamics of ocean and atmosphere" (Москва, 1995); Міжнародному симпозіумі "International Year of the Ocean, Oceanic Fronts and Related Phenomena, K. Fedorov Memorial Symposium" (Санкт-Петербург, 1998); Міжнародної конференції "World Ocean Circulation Experiment (WOCE), Ocean Circulation and Climate" (Галифакс, 1998); симпозіумі "International Union of Geodesy and Geophysics" (Бирмингем, 1999); конференції Європейського Геофізичного Співтовариства (Париж, 2000); семінарі відділу експедиційних досліджень УкрНЦЕМ (Одеса, 2000); на засіданні кафедри океанології Таврiйського Національного університету (Сімферополь, 2000); семінарах робочої групи "Антарктика" МГI НАН України (Севастополь, 2001, 2002); розширеному семінарі кафедри океанології Одеського Державного університету (Одеса, 2001); I-й і II-й Українських конференціях по Антарктиці (Київ, 2001, 2004); Міжнародних конференціях "Системы контроля окружающей среды" (Севастополь, 2001, 2002, 2004); Міжнародної конференції "Гидрометеорология и охрана окружающей среды-2002" (Одеса, 2002); науково-технічних семінарах Українського антарктичного центру (Київ, 2002, 2003); засіданнях Ученої ради Морського гідрофізичного інституту НАН України (Севастополь, 1997, 1998, 1999, 2001, 2002).

Публікації. По темі дисертації опубліковані 143 роботи (дві колективні монографії, 55 статей у наукових журналах, 16 статей у збірниках наукових праць, 15 статей у Бюлетенях Українського антарктичного центру, 6 препринтів МГI НАН України, 9 статей депоновані у ВIНIТI, 40 тез доповідей на наукових конференціях), з них 8 робіт опубліковано без співавторів. Вимогам ВАК України до наукових видань, у яких публікуються результати дисертаційних робіт зі спеціальності "океанологія", відповідають 38 робіт [1-4, 9-42], у яких цілком відображені основні результати дисертації.

Структура дисертації. Дисертація містить список умовних скорочень і складається з вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку літератури. Дисертація викладена на 363 сторінках машинописного тексту, куди входить 120 рисунків. Список літератури включає 342 джерела, з яких половина належить закордонним дослідникам.

Основний зміст роботи

Вступ присвячений короткому огляду історії дослідження даного питання і його актуальності, визначені мета і задачі; об'єкт і предмет досліджень, дана загальна характеристика використовуваних матеріалів, обґрунтована фундаментальна і прикладна значимість роботи. Показано зв'язок роботи з державними науковими програмами і проектами.

У першому розділі дається опис фізико-географічних умов у регіоні, фонових термохалiнних характеристик і їхньої сезонної мінливості. У підрозділі 1.1 аналізуються фактори, що формують структуру вод Південної Атлантики. Описано особливості рельєфу дна (пункт 1.1.1) на основі батиметричної карти, побудованої автором за даними масиву World Ocean Database (WOD-98). У пунктах 1.1.2, 1.1.3 за даними масивів (Hellerman, Rosenstein, 1983) і (Climatology Interdisciplinary Data Collection-98 (CIDC-98)) аналізуються просторові особливості баричного і вітрового полiв над ПiвдА. Підкреслюється домінуючий вплив на клімат регіону областей високого тиску: Пiвденноатлантичного субтропічного (ПiвдАСА) і Антарктичного антициклонів і центрів низького тиску бiля узбережжя Аргентини, у районі Південних Оркнейських і Південних Сандвiчевих островів і в морi Уедделла. Максимальні амплітуди річної гармоніки поля тиску спостерігаються в зоні антарктичної депресії, біля берегів Бразилії і Південно-Західного узбережжя Африки. В Антарктичному антициклоні тиск змінюється з піврічним періодом, тому пояс низького тиску навколо Антарктиди з грудня по березень і з червня по вересень зміщується до Південного полюса. Відзначається, що на більшій частині Південної Атлантики в сезонній мінливості вітрів переважає річний період, у помірних і полярних широтах збільшується внесок піврічної гармоніки.

У пункті 1.1.4 уточнюється сезонна мінливість складових теплового балансу поверхні океану ПiвдА по нових даних М.А. Тимофеєва й О.В. Юровського (2004). Розмiрнiсть величин у дужках в МДж/м²/добу. Отримано, що найбільші значення радіаційного балансу Rn (> 20) спостерігаються на північній периферії ПiвдАСА. Найменші значення Rn (< 6) характерні для антарктичних вод біля крайки льоду. На цих широтах максимальні значення Rn (10-11) спостерігаються в грудні-січні. У червні-липні значення Rn стають негативними (-2). Максимальна тепловіддача (21) за рахунок витрат тепла на випаровування і турбулентний обмін (H+LE) відзначається в червні-липні між 10-15 пiвд.ш. і 20-30 з.д., коли тут значення Rn мінімальні, а швидкість вітру максимальна. Південніше 40 пiвд.ш. і на схід вiд 10 з.д. двічі в році (у травні і жовтні) значення H+LE стають негативними.

Основний максимум зовнішнього теплового балансу Bo (> 6) спосте-рігається на сході тропіків. Негативні значення Bo (< -9) відзначені на південній периферії ПiвдАСА та у кругообігу моря Уедделла. Максимальні амплітуди річної гармоніки Bo характерні для східної частини ПiвдАСА (> 10) і для району Фолклендської течії (> 9). Максимум Bo (> 12) на бiльшiй частинi акваторії спостерігається в грудні. У травні-липні в зоні сходження Бразильської та Фолклендської течій і в області Південно-Атлантичної течії відзначається тепловіддача через поверхню океану (-10 - -12).

У наступному підрозділі 1.2 досліджується сезонна мінливість гідрологічних полів. У пункті 1.2.1 обговорюються помилки визначення їхнього сезонного сигналу. Відзначається, що переважними є погрішності, що виникають внаслідок синоптичної і мiжрiчної мінливості. Сумарна погрішність разових вимірів не тільки досягає, але часом перевищує амплітуду сезонного сигналу. Відзначається, що згладжування гідрологічних полів дозволяє зменшити помилку відновлення сезонного сигналу до 10-30%. Показано також, що при забезпеченості середньомісячних значень параметра 10-15 вимірами погрішність оцінки амплітудно-фазових характеристик річного сигналу не перевищує 10-15%. Аналіз розподілу середньоквадратичних відхилень (СКВ) температури поверхні океану, розрахованих по найбільш забезпечених вимірами супутникових даних, дозволив встановити, що на більшій частині ПiвдА сезонний хід ТПО в 2-3 рази перевищує її мiжрiчнi варіації (рис. 1а).

Особлива увага в цьому підрозділі надається порівнянню сезонної мінливості ТПО по різних типах даних (база WOD-98; масив Levitus, Boyer, 1994; супутникові виміри ТПО). Отримано високі значення коефіцієнтів кореляції R при 95%-ном рівні значимості між середньомісячними полями ТПО по трьох масивах даних. Мінімальні значення R (~ 0.75) відзначаються взимку Південної півкулі, коли гідрологічних спостережень мало. У теплі місяці, найбільш забезпеченi даними, величини R близькі до 1 (~ 0.95). Порівняння внутрішньорічного ходу полів ТПО, величин амплітуд річної гармоніки, розрахованих по трьох масивах, також показало тісний зв'язок (R ~ 0.74-0.98) між рiзними типами даних (рис. 1б, в). Ці результати дають підставу автору використовувати супутникові дані для верифікації сезонного циклу поля ТПО і температурних фронтів, розрахованих по гідрологічних даних.

Для уточнення фонових гідрологічних умов у пункті 1.2.2 аналізуються термохалiнна структура вод і її сезонна мінливість. Відзначається, що максимальні значення амплітуди річної гармоніки ТПО (4°С) спостерігаються в Гвінейській затоці. З глибиною амплiтуди річних коливань зменшуються і на горизонтi 200 м не перевищують 0.1-0.2°С. У помірних і високих широтах значні річні коливання ТПО (3-4°С) типові для зони сходження Бразильської (БТ) і Фолклендської (ФТ) течій. Тут же відзначаються максимальні значення амплітуди піврічних коливань температури (0.5-0.7°С). Максимум ТПО в ПiвдА припадає на лютий-березень, що обумовлено сезонним ходом теплового балансу на поверхні океану.

Області максимальної мінливості солоності річного періоду на поверхні океану розташовані в прибережних районах поблизу гирл великих рік, а саме Амазонки (> 3‰), Ла-Плати (> 1.5‰), Нігеру (> 2‰), де вони визначаються сезонними коливаннями опадів і річкового стоку. З глибиною сезонні зміни солоності різко зменшуються і на 50 м не перевищують 0.1‰. Піврічна амплітуда сезонного ходу солоності (> 0.1‰) найбільш значима на південній периферії ПiвдСАК у зоні сходження БТ і ФТ на поверхні океану.

В другому розділі дисертації уточнюються схема великомасштабної циркуляції вод і її сезонна мінливість. У підрозділі 2.1 приведений огляд вивченості течій ПiвдА. Показано, що найбільш досліджено течії тропічної зони океану, зона сходження БТ і ФТ, АЦТ у протоці Дрейка. Підкреслюється, що сезонна мінливість течій ПiвдА вивчена недостатньо. Далі в підрозділі 2.2 аналізуються результати діагностичного моделювання течій по трьох моделях, що відображують основні напрямки діагнозу циркуляції вод. Перша - це модель загальної циркуляції океану (IЛ00-модель) із кроком розрахункової сітки 1? (Іванов, Лебедєв, 2000). Друга, так звана "груба" модель EG94 має розрізнення, типове для моделей "океан-атмосфера", використовуваних при дослідженні кліматичної мінливості (England, Garcon, 1994). Крок розрахункової сітки складає 1.8? по довготі і 1.6? по широті. Третя модель, включена в аналіз, - вихоророзв'язувальна модель Parallel Ocean Climate Model (РОСМ) із кроком розрахункової сітки 0.4? по довготі і 0.25? по широті (Semther, Chervin, 1992).

При порівнянні результатів різних модельних розрахунків відзначено, що, незважаючи на деякі відмінності, головні елементи циркуляції вод ПiвдА відтворюються різними моделями однаково. До них відносяться: основні великомасштабні кругообiги, перенос вод у західному приграничному шарi з Південної в Північну півкулю, східна екваторіальна протитечія, зона сходження БТ і ФТ і АЦТ. Ці елементи циркуляції прийняті за основу при подальшому аналізі результатів розрахунків геострофічних течій, при цьому циркуляція вод, розрахована по гідрологічних даних, зіставляється з результатами розрахунків по альтиметрії і вимірами ТПО із супутників.

У підрозділі 2.3 досліджуються великомасштабна геострофiчна циркуляція вод і її сезонна мінливість на основi масиву (Levitus, Boyer, 1994). На цих даних ґрунтуються також результати, викладені в пунктах 2.3.1-2.3.5 і підрозділі 2.4. Встановлено, що Південний субтропічний антициклонічний кругообіг просліджується в шарі 0-3000 м, при цьому глибше 1000 м його інтенсивність зменшується в 4-5 разів. Південний тропічний циклонічний кругообіг поширюється до глибин не більш 1000 м. Відзначено, що сезонна мінливість поля динамічних висот відносно 1000 м характеризується найбільшими амплітудами річної гармоніки (5-10 дин. см) у зоні сходження БТ і ФТ, у Гвінейській затоці, на західній і північної периферіях ПівдСАК. Внесок піврічної гармоніки зростає в Гвінейській затоці, у зоні сходження БТ і ФТ.

Встановлено, що кліматичні кругообіги характеризуються значними внутрішньорічними змінами їх розмiрiв. Виявлено зв'язок між швидкістю південно-східного пасату, широтним положенням осі західного переносу в помірних широтах і площею ПівдСАК. Показано, що реакція океану на сезонні варіації великомасштабного поля вітру проявляється в зміні границь і площ ПівдСАК і ПівдТЦК. Ослаблення (посилення) південно-східного пасату і зсув на південь (на північ) осі західного переносу в помірних широтах на початку (середині) року супроводжується асинхронним збільшенням (зменшенням) площ ПівдСАК і ПівдТЦК. Зміна площ динамічних балок (гребенів) кругообігів супроводжується збільшенням (зменшенням) об'ємів теплих і холодних вод у центральних частинах кругообігів. Найбільш тісний зв'язок між полем вітру і динамікою вод спостерігається при фазовому зсуві в 3-4 місяцi для ПівдСАК і 4-5 місяців для ПівдТЦК.

У пунктах 2.3.3-2.3.5 викладено результати дослідження сезонної мінливості геострофічних течій, що утворюють кругообіги ПівдА. У роботі вперше описаний сезонний цикл градієнтних складових трьох гілок Південної пасатної течії і Південної екваторіальної протитечії (ПівдЕП). Показано, що в центральній частині океану (30? з.д.) швидкість Північної гілки ПівдПТ (ПівнГ ПівдПТ) досягає максимальних значень у вересні (25 см/с), майже у фазі з максимумом швидкості вітру. На сході (10? з.д.) в інтенсивності ПівнГ ПівдПТ і поля вітру відзначені два максимуми - один у червні, другий в листопаді. Для Центральної гілки ПівдПТ (ЦГ ПівдПТ) на 30? з.д. максимум швидкості (24 см/с) спостерігається в березні. На схід (10? з.д.) він зсувається на червень, при цьому трохи зменшується (22 см/с), а стрежень течії займає крайнє північне положення (4? півд.ш.) у липні і грудні.

Встановлено, що Південна екваторіальна протитечія в центральній частині океану на 30? з.д. проявляється в другій половині року. При цьому кліматичні швидкості ії невеликі, максимум (4 см/с) відзначається в серпні, коли підсилюється південно-східний пасат. У східній частині Гвінейської затоки південніше екватора виділені два струмені східного напрямку. Північний струмінь служить продовженням течії Ломоносова та названий Північною гілкою ПівдЕП. Більш інтенсивний південний струмінь є продовженням власне ПівдЕП, що формується в центральній частині океану. Цей потік названий Південною гілкою ПівдЕП (ПівдГ ПівдЕП). Сезонні коливання швидкості ПівдГ ПівдЕП на 10? с.д. мають піврічний сигнал з максимумами в квітні (4 см/c) і грудні (6 см/с). При цьому поле вітру має тут річний сигнал, що свідчить про вплив на інтенсивність ПівдГ ПвідЕП вітрових умов над іншими, більш віддаленими районами океану.

У пункті 2.3.4 досліджується внутрішньорічна мінливість системи течій ПівдСАК, що включає Південну гілку ПівдПТ (ПівдГ ПівдПТ), Бразильську, Південно-Атлантичну (ПівдАТ) і Бенгельську (БенТ) течії. Показано, що на 10? з.д. меридіональна структура ПівдГ ПівдПТ має два максимуми швидкості, оскільки утворюється за рахунок злиття вод БенТ і ПівдАТ. Північний, більш інтенсивний струмінь, якому відповідає основний максимум, найбільш розвинутий у лютому (7 см/с). На 30? з.д. ПівдГ ПівдПТ характеризується тільки одним екстремумом швидкості, що зсувається з 12? півд.ш. у травні на 18? півд.ш. у серпні. Максимальна швидкість течії (5-6 см/с) відзначена в квітні-травні.

Показано, що між 10? і 20? півд.ш. Бразильська течія як градієнтний потік над глибинами більше 1000 м значну частину року не проявляється. З червня по вересень, коли підсилюється південно-східний пасат і ПівдГ ПівдПТ зсувається до півдня, тут існує слабкий потік південного напрямку зі швидкостями 2-3 см/с. На 20? півд.ш. БТ існує протягом усього року з максимумом швидкості (6 см/с) у січні. Південніше 25? півд.ш. велика частина БТ розвертається на схід і замикає внутрішню циркуляцію ПівдСАК по антициклонічній траєкторії. Посилення швидкості БТ тут спостерігається в березні (4 см/с) і в серпні (7 см/с). У полі локального вітру переважає річна хвиля, що свідчить про його слабкий вплив на швидкість БТ. Піврічний сигнал відзначається також у зміні швидкості Південно-Атлантичної течії, що проходить південніше БТ. На 50? з.д. максимуми швидкості ПівдАТ (6 см/с) спостерігаються в грудні і червні. Між 40? і 10? з.д. у сезонному ході швидкості цієї течії, як i при локальному вітрi, переважає річний період з максимумами (6-7 см/с) у травні на 40? з.д. і у жовтні на 10? з.д. Стрежень ПівдАТ зсувається на південь у грудні-січні, на північ - у липні, тобто майже в протифазі зі зсувами ПівдГ ПівдПТ.

Встановлено, що Бенгельська течія найбільш інтенсивна на схід від 10? с.д. між 25? і 35? півд.ш., де його живлять води ПівдАТ і течії Агульяс (ТАг). Швидкості БенТ невеликі і складають 4-7 см/с. Незважаючи на інтенсивну сезонну мінливість поля вітру, градієнтна швидкість БенТ змінюється слабко, з річною амплітудою, що не перевищує 2-3 см/с.

Оцінки внутрішньорічного ходу характеристик течій в Антарктичному секторі (пункт 2.3.5) показали, що на північній границі протоки Дрейка в сезонному циклі швидкості АЦТ переважає річний період з максимумом (9 см/с) у травні. Аналогічна мінливість відзначена в полі вітру. На південній стороні протоки в зміні швидкості течії відзначається слабкий піврічний сигнал з максимумами (3-4 см/с) у березні і жовтні. Піврічна мінливість спостерігається тут і в полі меридіонального вітру. У морі Скотія виділені три гілки АЦТ - Північна (ПівнГ), Центральна (ЦГ) і Південна (ПівдГ). В внутрішньорічному ході швидкості ПівнГ АЦТ переважає річний сигнал, а на сході океану, ближче до Африки, - піврічний. Центральна гілка АЦТ найбільш чітко проявляється на заході регіону. Тут швидкість змінюється незначно з максимумом (7 см/с) у липні. У центральній частині океану швидкості ЦГ АЦТ зменшуються (2-5 см/с). Південна гілка АЦТ у морі Скотія має найбільші швидкості (3-4 см/с) у березні-квітні. У цілому в зоні АЦТ відзначається загальна інтенсифікація швидкостей течій у західній частині океану. У сезонному циклі посилення течій, як і основна інтенсифікація поля вітру, спостерігається в першу половину року.

У наступному підрозділі 2.4 досліджується сезонна мінливість геострофічних течій за даними супутникової альтиметрії, що представляє середньомісячні аномалії рівня океану (АРО), осереднені за період з листопада 1992 по серпень 2002 року. Динамічні висоти на поверхні океану обчислювалися, як сума АРО і середньорічних значень динамічних висот, розрахованих по гідрологічних даних. Розрахунки стандартних відхилень, пов'язаних із внутрішньорічною і міжрічною мінливістю АРО, показали, що в зонах інтенсивних течій сезонний сигнал у кілька разів перевищує міжрічну мінливість. Порівняння характеристик геострофічних течій, розрахованих по альтиметрічних і гідрологічних даних, виявили високу відповідність фаз їхніх сезонних сигналів.

Показано, що сезонний сигнал швидкості Північної гілки ПівдПТ запізнюється зі сходу на захід, при цьому на 10? з.д. максимум швидкості (30 см/c) спостерігається в липні, а на 30? з.д. - у вересні. У ЦГ ПівдПТ запізнювання спостерігається із заходу на схід: на 30? з.д. максимум швидкості (35 см/c) спостерігається в квітні, а на Гринвічеві - у липні (40 см/c). Сезонний сигнал швидкості ПівдЕП між 20? і 10? з.д. змінюється майже у фазі з ЦГ ПівдПТ, досягаючи максимальних значень (12 см/c) у липні. По альтиметричних даних підтверджено, що в сезонній мінливості швидкості ПівдАТ переважає річний сигнал.

Показано, що запізнювання сигналу спостерігається в напрямку з заходу на схід майже на півроку. Максимум швидкості (20 см/c) відзначений на 50? з.д. у березні, а на Гринвічі - у вересні (8 см/c). В ПівнГ АЦТ максимум швидкості (9 см/c) спостерігається в березні на 30? з.д. і в травні на Гринвічі. Помітне запізнювання сезонного сигналу зареєстровано і в Центральнiй гілцi АЦТ, так на заході (50? з.д.) максимум швидкості (7 см/c) спостерігається в грудні, а на Гринвічі - у серпні.

Встановлено, що в зсувах стрежнiв ЦГ і ПівдГ ПівдПТ, ПівдЕП на 30? з.д. спостерігається однаковий сигнал з максимальним наближенням течій до екватора в березні і видаленням від нього на південь у жовтні. В міру просування на схід цей сезонний сигнал запізнюється, і на Гринвічі течії займають крайнє південне положення в лютому. Течії до півдня від Південного субтропічного антициклонічного кругообігу: ПівдАТ, ПівнГ і ЦГ АЦТ займають крайнє південне положення в першу половину року з березня по травень.

У третьому розділі викладаються результати дослідження фронтів Південної Атлантики. У короткому огляді вивченості фронтів (підрозділ 3.1) відзначено, що слабка забезпеченість океанографічною інформацією масивів, на яких базувалися дослідження 70-80 рр., пояснює неоднозначність, а іноді і суперечливість поглядів на структуру фронтів. При фізико-географічному районуванні акваторії використовувалися різні підходи для виділення кліматичних зон і фронтів, тому навіть в останніх схемах фронтів 90-х років зберігаються протиріччя. Зв'язок сезонної мінливостi фронтів з водними масами в ПiвдА досліджений недостатньо.

У підрозділі 3.2 уточнюється середньорічна структура фронтів у полях температури і солоності на основі масиву (Levitus, Boyer, 1994). Фронти виділені по максимумах горизонтального градієнта температури (МГТ) і солоності (МГС). Величини градієнтів у ?С/100 км і ‰/100 км далi по тексту надаються в дужках. В морi Уедделла на глибинах 150-800 м видiлений фронт (МГТ ~ -0.4, МГС ~ -0.03), який названий Фронтом Захiдної прибережної течiї. Фронт моря Уедделла (ФМУ) та Фронт моря Скотiя (ФМС) виявленi в захiднiй частинi океану вiдповiдно по максимуму позитивних значень МГТ (~ 0.05) на 65? півд.ш. та по екстремуму негативних значень МГТ (~ -0.25) на 58-60? півд.ш.

Вперше відзначено, що Антарктичний полярний фронт (АПФ), практично досягаючий дна, утворюється в результаті взаємодії різних водних мас: у верхньому 250-метровому шарі контактують Антарктична зимова (АЗВ) і Антарктична проміжна (АПрВ) водні маси (МГТ ~ -0.6, МГС ~ -0.05), глибше 250 м фронт розділяє АПрВ і Циркумполярну глибинну водну масу (ЦГВ), при цьому МГТ ~ -0.04 і МГС ~ -0.08. Глибше 800 м взаємодіють ЦГВ і Північноатлантична глибинна воднi маси і фронт більш чітко виявляється в полі температури (МГТ ~ -0.1).

Встановлено, що найбільш інтенсивним із полярних фронтів є Субантарктичний фронт (САФ). Вiн проявляється по високих значеннях МГТ (-1.3) і МГС (-0.19) між 42? і 45? півд.ш. До півночі від САФ у шарі 0-100 м розташований Південний субтропічний фронт (ПівдСбТФ), інтенсивність якого в полі температури значно менша (МГТ ~ -0.6).

У тропіках між 5? і 7? півд.ш. виділений Південний тропічний фронт (ПівдТФ), що найбільш розвитий у шарі 0-150 м, з максимумом МГТ (1.4) і МГС (0.17) на глибині 100 м. Вперше між 10? і 12? півд.ш. на глибинах 200-250 м виявлене друге ядро ПівдТФ (МГТ~ 0.8, МГС ~ 0.1). Його походження пов'язане з впливом Південної екваторіальної протитечії, що розділяє ПівдТФ на дві гілки. Друга підповерхнева гілка названа Південною гілкою ПівдТФ (ПівдГ ПівдТФ). Під ПівдТФ у шарі 150-450 м виділений максимум негативних значень МГТ (-0.4) і МГС (-0.04). У відомих класифікаціях великомасштабних фронтів він не описаний. За аналогією з Північним субекваторіальним фронтом (ПівнСбЕФ) цей фронт був названий Південним субекваторіальним фронтом (ПівдСбЕФ). Між 10? і 15? півд.ш. у шарі 0-50 м виявлена Південна гілка ПівдСбЕФ, що є аналогом Північної гілки ПівнСбЕФ. Вона підсилюється до сходу, значення МГТ досягають -0.3 на 20? з.д. і -0.8 на 10? с.д. Автором введене також поняття - Фронт Північної гілки ПівдПТ (ФПівнГ ПівдПТ). Цей фронт розташований північніше екватора, на 1-4? півн.ш. у шарі 0-150 м і виділяється по екстремумах МГТ (-0.1) і МГС (0.08).

Показано, що система фронтів тропіків і субтропіків Атлантики асиметрична щодо екватора. Вертикальна потужність ПівдСбТФ у центральній частині океану (30? з.д.) не більш 100 м, тоді як його аналог - Північний субтропічний фронт (ПівнСбТФ), заглиблений майже до 800 м. На відміну від Південного тропічного фронту, у Північному тропічному фронті (ПівнТФ) другої гілки не просліджується. Південний субекваторіальний фронт, на відміну від Північного, не виходить на поверхню океану.

У пунктах 3.3.1, 3.3.2 наступного підрозділу 3.3 досліджується мінливість головних термохалiнних ознак фронтів. Встановлено, що положення ізохаліни 34.8‰ на глибині підповерхневого максимуму солоності найбільше чітко відображає положення Південного субтропічного фронту. У сезонних варіаціях ПівдСбТФ на 50? з.д. спостерігається піврічна гармоніка, при цьому фронт двічі зміщається до півночі - у березні і листопаді. На схід, на 40? з.д., у зміні положення фронту переважає річний сигнал, при цьому ПівдСбТФ зсувається на північ в період із травня по липень. Розмах сезонних меридіональних зсувів складає 2-3? широти.

Сезонні зміни положення Субантарктичного фронту оцінені в протоці Дрейка по положенню ізотерми 4?С на горизонті 200 м, у зоні сходження БТ і ФТ по границі максимуму солоності на глибині 150 м. Уздовж материкового схилу Патагонiї САФ проходить над ізобатами 500-700 м. Максимальна сезонна мінливість положення САФ відзначається на схід від 50? з.д., при цьому розмах сезонних зсувів по широті досягає 3?, а в крайньому північному положенні він знаходиться в листопаді. Антарктичний полярний фронт визначався по положенню підповерхневого мінімуму температури на 200-метровій глибині. Фронт зсувається по широті на 1-2?, займаючи крайнє північне положення у вересні-жовтні.

Аналіз структури температурних фронтів на основі масиву WOD-98 і ХВТ-зондувань по програмі WOCE з 1991 по 1996 рр. показав, що на поверхні ПівдСбТФ просліджується між ізотермами 16? і 20?С; САФ на захід від 50? з.д. - між ізотермами 11? і 14?С, а на схід від 50? з.д. - між ізотермами 8? і 10?С. Положення ізотерми 4?С в шарі 100-200 м дозволяє простежити САФ вiд протоки Дрейка до злиття БТ и ФТ. Антарктичний полярний фронт у верхньому 100-метровому шарі найбільше чітко проявляється між ізотермами 1? і 3?С. Відзначено, що особливістю сезонної мінливості фронтів є зміна значень температур, яким відповідають екстремуми градієнтів. У літньо-осінні місяці ПівдСбТФ спостерігається в температурному діапазоні 18-20?С, узимку - 13-16?С, САФ, відповідно, 10-13?С і 8-10?С. Відзначається, що використання різних кліматичних критеріїв для аналізу сезонної мінливості фронтів дозволяє визначити її якісні особливості. Разом з тим, відзначено, що непрямі критерії можуть змінюватися уздовж фронту і по сезонах. При подальшому дослідженні фронтів використовувався найбільш універсальний критерій - максимум градієнта термохалiнних характеристик.

У пункті 3.3.3 розглядається сезонна мінливість фронтів у полях МГТ і МГС на основі масиву (Levitus, Boyer, 1994). Встановлено, що на різних ділянках фронтів внутрішньорічний хід їхніх характеристик істотно відрізняється. Фронт ПівнГ ПівдПТ у центральній частині океану (30? з.д.) максимально підсилюється (МГТ ~ -0.3, МГС ~ 0.13) у серпні (рис. 5). На схід, на 20? з.д., він має два максимуми МГТ (-0.47) у червні і листопаді. На 10? з.д. у його інтенсивності знову переважає річний сигнал з максимумом (МГТ ~ -0.76) у липні. Південний тропічний фронт на глибині максимального прояву (100 м) має річний сигнал з максимумом МГТ у травні (2.0) на 30? з.д. На Гринвічі максимум загостреності ПівдТФ (0.7) запізнюється приблизно на три місяці і відзначається в серпні. Сезонний хід Південного субекваторіального фронту незначний, тоді як його Південна гілка змінюється з річним періодом з максимумами МГТ у вересні (-0.54) на 30? з.д. і в серпні (-0.82) на 20? з.д. На схід від 10? з.д., річний сигнал ПівдГ ПівдСбЕФ запізнюється і максимум МГТ спостерігається в серпні (-0.51) на 10? з.д. і в листопаді (-1.16) на 10? с.д.

У сезонному ході інтенсивності Фронту Бразильської течії (ФБТ) відзначений піврічний сигнал з максимумами МГТ (~ -1.0) у січні і жовтні, МГС (~ -0.3) - у січні і травні на 50? з.д., у червні і грудні (МГТ ~ -0.9) і в квітні і серпні (МГС ~ -0.2) на 40? з.д. На 30? з.д. ФБТ виражений більш чітко в полі солоності та змiнюється з річним періодом на поверхні (екстремум МГС ~ -0.17 у січні) і піврічним на 100 м (екстремуми МГС ~ -0.17 у червні і жовтні).

Південний субтропічний фронт біля берегів Південної Америки та в центральній частині океану на поверхні також змінюється з піврічним періодом з екстремумами МГТ(~ -0.9) у січні і листопаді на 50? з.д. і в лютому і серпні на 30? з.д. На 40? з.д. у полі температури фронт підсилюється (МГТ ~ -1.3) у лютому, у полі солоності (МГС ~ -0.3) у травні. На глибині 100 м переважає річний сигнал з екстремумом МГТ (-0.9) у січні.

У сезонному ході інтенсивності Субантарктичного й Антарктичного полярного фронтів у протоці Дрейка та в морi Скотія переважає річний сигнал з екстремумами МГТ (-1.6) у лютому для САФ і червні для АПФ. Фронтальний розділ САФ+АПФ (40? з.д.) змінюється з піврічним періодом з екстремумами МГТ у лютому (-1.5) і серпні (-1.4).

По гідрологічних даних установлено, що найбільш інтенсивними фронтами в південних тропіках є ПівдТФ, ПівдГ ПівдСбЕФ і ПівдГ ПівдТФ. Максимальна внутрішньорічна мінливість відзначається для ПівдТФ. Максимально загострюються в першій половині року ПівдСбЕФ, ПівдГ ПівдТФ, у середині року - ПівдТФ, у другій половині року - ПівдГ ПівдСбЕФ. Для ПівдТФ, ПівдГ ПівдСбЕФ, ПівдГ ПівдТФ характерне запізнювання річного сигналу з заходу на схід на кілька місяців. У помірних і полярних широтах найбільш інтенсивним є Субантарктичний фронт. У мінливості фронтів переважає річний сигнал. У зоні злиття АПФ і САФ, у ПівдСбТФ і ФБТ ближче до узбережжя Південної Америки просліджується піврічний сигнал.

Подальший аналіз дистанційних вимірів ТПО показав, що, незважаючи на деякі відмінності, структура фронтів і їхня сезонна мінливість на поверхні по гідрологічних даних у цілому погодяться з результатами, отриманими по супутникових даних. Крім того, на основі більш забезпечених супутникових вимірів були отримані нові закономірності сезонної мінливості фронтів. Ці результати обговорюються в підрозділі 3.4. Супутникові виміри ТПО за період з 1985 по 2001 рр. були осереднені по місяцях (величини МГТ наданi в ?С/54 км).

Встановлено, що Фронт Північної гілки ПівдПТ і Південний тропічний фронт максимально наближаються до екватора в березні-квітні в період посилення (ослаблення) північно-(південно)-східного пасату. На сході океану в сезонних зсувах положення ФПівнГ ПівдПТ і ПівдГ ПівдСбЕФ спостерігається піврічний сигнал, обумовлений пасатним і мусонним режимами.

Показано, що зональна ділянка Фронту Бразильської течії, що утворюється в результаті його рециркуляції, просліджується далеко на схід аж до 10? з.д. На заході океану (приблизно до 40? з.д.) у сезонних варіаціях інтенсивності фронту переважає піврічна гармоніка. Далі на схід інтенсивність ФБТ змінюється з річним періодом.

Південніше Фронту Бразильської течії виділені дві гілки Південного субтропічного фронту. Більш слабка північна гілка (ПівнГ ПівдСбТФ) протягом року мало змінює свою інтенсивність (МГТ ~ -0.34), але при цьому істотно зсувається в широтному напрямку з 37? півд.ш. у червні до 33? півд.ш. у листопаді. Інша, більш інтенсивна Південна гілка (власне ПівдСбТФ) просліджується між 37? і 43? півд.ш. На меридіанах 50? з.д. і 20? с.д. у сезонних варіаціях інтенсивності фронту переважає піврічний сигнал з екстремумами МГТ на 50? з.д. (-0.85) у травні і (-0.7) у жовтні та на 20? с.д. (-1.2) у січні і липні. У центральній частині океану інтенсивність фронту змінюється з річним періодом з екстремумами МГТ (-0.7) у першу половину року (лютий-березень).

У полярних областях, де гідрологічних даних мало, сезонна мінливість фронтів добре проявляється по супутникових вимірах ТПО. Встановлено, що Субантарктичний фронт у протоці Дрейка і північніше Фолклендських островів, де прогріті шельфові води взаємодіють з більш холодними водами Західної гілки ФТ, максимально загострюється (МГТ ~ -0.65) у квітні. При розвороті фронту на схід у зоні взаємодії ФТ і БТ уперше виділені дві гілки САФ: одна в районі 46-47? півд.ш., інша близько 43-44? півд.ш. з відповідними максимумами загострення МГТ (-0.45 і -0.72) у березні. У сезонному ході інтенсивності САФ+АПФ, як і по гідрологічних даних, відзначаються два екстремуми МГТ у лютому (-1.33) і в серпні (-1.37). На схід інтенсивність САФ також змінюється з піврічним періодом. Перший екстремум (~ -1) відзначається в березні, формування другого (~ -1) зсувається із серпня на листопад у напрямку з заходу на схід. Антарктичний полярний фронт між 65? і 50? з.д. найбільш інтенсивний (МГТ ~ -1.15) у холодне півріччя (серпень-жовтень). До сходу фронт слабшає і час його загострення запізнюється. Він підсилюється (МГТ ~ -0.5 - -0.7) на 30? з.д. у січні, на Гринвічі в травні. Південніше Африки, на 20? с.д. у зміні інтенсивності АПФ виявлений піврічний сигнал з екстремумами МГТ (-0.55) у серпні і грудні.

Супутникові виміри дозволили детально досліджувати сезонний цикл Фронту моря Скотія. Показано, що він загострюється (МГТ ~ -0.35) у березні-квітні, приблизно через місяць після інтенсивного танення плавучих льодів і айсбергів. На 40? з.д. між фронтальним розділом САФ+АПФ і ФМС на 55-56? півд.ш. виділений ще один фронт, названий Північною гілкою ФМС (ПівнГ ФМС). Інтенсивність її змінюється з піврічним періодом. Перший екстремум МГТ (-0.22) спостерігається в березні, коли підсилюється Фронт моря Скотія, другий - у вересні (-0.27), коли найбільш розвинутий АПФ. У східній частині океану виділена Антарктична границя льодовитості (АГЛ). Її широтне положення (57-61? півд.ш.) близько до положення ФМС, але, на відміну від його, АГЛ загострюється (МГТ ~ -0.25) у холодний час року з травня по серпень.

Проведено порівняльний аналіз характеристик сезонної мінливості фронтів, що формуються до півночі і півдня від екватора. У Північній півкулі південніше 40? пiвн.ш. найбільш інтенсивними фронтами є ПівнГ ПівнСбЕФ (середньорічне значення МГТ ~ 0.4) і ФПівнГ ПівдПТ (-0.35), а найбільш слабким - ПівнТФ (-0.07). Для ПівнСбТФ і ПівнСбЕФ значні сезонні варіації інтенсивності (СКВ ~ 0.1) характерні в західній частині океану і для ФПівнГ ПівдПТ - на сході. Максимальні внутрішньорічні СКВ положення фронтів складають по широті 2-3.5? і відзначаються для ПівнСбТФ, ПівнТФ, ПівнСбЕФ, і для Північної гілки ПівнСбЕФ. Фронти на північній периферії ПівнСАК підсилюються в зимовий період Північної півкулі, а в тропічній зоні, переважно, влітку. Фронти в Південній півкулі інтенсивніші, тому що енергія атмосферної циркуляції тут вища. Сезонні зсуви положення фронтів тут, навпаки, істотно менші. Максимальні СКВ широтного положення, типові для ФБТ і ПівнГ ПівдСбТФ, не перевищують 1-1.5?. На сході океану максимальні середньорічні значення МГТ характерні для ПівдГ ПівдСбЕФ (-0.62) і ПівдСбТФ (-1.11), а на заході для САФ+АПФ (-1.33), САФ (-1.15) і АПФ (-0.95). Високі величини СКВ і відповідно значна сезонна мінливість інтенсивності властива САФ (~ 0.12), АПФ (~ 0.15), ПівдСбТФ (~ 0.11). У південних тропіках фронти підсилюються переважно узимку Південної півкулі. У субтропіках і помірних широтах більшість фронтів загострюються восени. атлантика фронт течія термохалінний

Спільний аналіз внутрішньорічної мінливості інтенсивності фронтів, поля вітру і зовнішнього теплового балансу дозволив висловити припущення про причини сезонної мінливості деяких фронтів. Показано, що ПівнСбЕФ підсилюється в середині року, у період посилення меридіональної нерівномірності пасатних вітрів у тропіках. Загострення САФ північніше Фолклендських островів відбувається восени (у квітні), у період максимального контрасту між прогрітими водами острівного шельфу і більш холодними водами Західної гілки ФТ. АПФ інтенсифікується переважно в холодне півріччя (серпень-жовтень), коли відзначається загальне посилення вітрів у полярній області. Загострення ФМС спостерігається в теплий час року (березень-квітень), коли підсилюються контрасти температури між холодними водами, що утворюються в результаті танення льодів, і більш теплими поверхневими водами, які поширює Південна гілка АЦТ.