Сезонна мінливість великомасштабної циркуляції вод і термохалінних фронтів Південної Атлантики

Запізнювання річного сигналу в східному напрямку для деяких фронтів пов'язано з запізнюванням сезонного сигналу в полі вітру. Інтенсивність більшості фронтів змінюється з річним періодом, що переважає також у сезонній мінливості полів вітру і зовнішнього теплового балансу. Відзначається збільшення внеску піврічної гармоніки в мінливість фронтів біля берегів Південної Америки та Африки, що обумовлюється спільним впливом піврічного сигналу місцевих і віддалених вітрів.

Температура води, при якій формуються фронтальні розділи, змінюється з річним періодом відповідно до сезонних варіацій зовнішнього теплового балансу океану. Максимум температури для усіх фронтів Північної півкулі спостерігається в серпні-вересні, а для фронтів Південної півкулі - у лютому-березні. Максимальні величини СКВ (2-2.5?С) характерні для Північного і Південного субтропічних фронтів.

У підрозділі 3.5 розглядаються сезонна мінливість водних мас і її зв'язок із характеристиками фронтів. У пункті 3.5.1 аналізується внутрішньорічна мінливість об'ємів водних мас на основі масиву (Levitus, Boyer, 1994). Встановлено, що найбільші об'єми Антарктичної зимової та Субантарктичної модової (СбАМВ) водних мас спостерігаються в жовтні-листопаді в період максимальної зимової конвекції. Субтропічна водна маса, навпаки, має максимальний об'єм у літньо-осінній період, коли океан найбільше прогрівається.

Детальний аналіз сезонної мінливості характеристик водних мас виконаний для протоки Дрейка, що відносно добре забезпечена спостереженнями. Розподіл амплітуд сезонних коливань об'ємів вод показав, що їхній максимум відзначається між 58? і 60? півд.ш. при температурі 2.5-3.5?С. Він характеризує сезонні зміни об'єму АПрВ північніше АПФ. Максимум амплітуди сезонних коливань об'ємів високосолоних вод (> 34.6‰) просліджується південніше 60? півд.ш. і пов'язаний із внутрішньорічним зсувом границі ЦГВ. Характер сезонної мінливості об'ємів основних поверхневих водних мас підтвердив концепцію про локальний механізм формування поверхневих вод. Максимальна сезонна мінливість об'ємів водних мас спостерігається в межах великомасштабних фронтів - Антарктичного полярного і Субантарктичного. У межах АПрВ відзначаються верхній і нижній максимуми мінливості об'ємів вод, природа яких пов'язана з мінливістю АПФ і САФ.

Отримані закономірності сезонної мінливості поверхневих водних мас знаходять своє підтвердження при аналізі супутникових даних, що розглянутий у розділі 3.5.2. Встановлено, що найбільші об'єми Субантарктичної і Субтропічної модових водних мас спостерігаються восени, коли відстань між ФБТ, ПівдСбТФ і САФ збільшується. Найбільший об'єм АПрВ спостерігається в березні при максимальній відстані між САФ і АПФ. Встановлено, що при зсуві системи фронтів у холодний (теплий) час року на північ (південь), САФ мало змінює своє положення через близькість Фолклендського плато. У результаті відстань між АПФ і САФ у теплий час року збільшується, а між САФ і ПівдСбТФ зменшується. У холодний час року ситуація міняється на протилежну. Положення фронтів впливає на зміну площ джерел формування Антарктичної проміжної і Субантарктичної модової водних мас. Зміна відстані між ПівдСбТФ і ФБТ у сезонному циклі носить більш складний характер із двома максимумами, що спостерігаються у вересні і січні. Основний максимум об'єму Субтропічної модової водної маси спостерігається у вересні. Зміна відстані між ПівдСбТФ і ФБТ пов'язана з більшою амплітудою сезонних зсувів ФБТ у порівнянні з ПівдСбТФ. Фронт Бразильської течії по вертикалі розвинутий менше, що визначає його реакцію на сезонні зміни границь і площі Південного субтропічного кругообігу під впливом великомасштабного поля вітру.

Встановлено, що сезонна мінливість об'ємів поверхневих субтропічних і субантарктичних водних мас Південної півкулі тісно пов'язана із сезонною динамікою Південного субтропічного антициклонічного кругообігу. Площі ПівдСАК і Південної субтропічної поверхневої водної маси в першу половину року збільшуються, досягаючи максимальних величин у березні (рис. 8). У цей час за рахунок зсуву фронтів у південному напрямку на південній периферії ПівдСАК площi Південної субтропічної і Субантарктичної модових водних мас зменшуються до мінімуму. їх кiлькiсть збільшується у серпні-вересні, коли ПівдСАК зменшується, а Фронт Бразильської течії і Південний субтропічний фронт зсуваються на північ.

У четвертому розділі досліджуються особливості формування фронтів у Зоні злиття вод морів Уедделла і Скотія. У підрозділі 4.1 підкреслюється, що існують різні думки про механізми формування вод ЗЗУС. Однієї з можливих причин є зимова конвекція (Deacon, Moorey, 1975). Однак, зимове вихолоджування і формування льоду сприяють збільшенню солоності поверхневих вод. Конвективні струмені повинні підвищувати солоність підповерхневих вод у ЗЗУС, що не підтверджується спостереженнями. Іншим джерелом низькосолоних і холодних вод у літній період може бути танення айсбергів, величезна кількість яких знаходиться в ЗЗУС у літній сезон (Patterson, Sievers, 1980). У пунктах 4.2.1-4.2.3 на основі аналізу найбільш повного масиву гідрологічних даних (WOD-1998) встановлено, що основним механізмом формування вод ЗЗУС у літній період є опускання вод моря Уедделла під впливом конвергенції поверхневих течій. Ця конвергенція утворюється в області локального антициклонічного кругообігу, що формується під впливом регіонального поля вітру.

У підрозділі 4.3 (пункт 4.3.1) аналізуються нові дані про структуру вод у зоні Фронту моря Скотія по результатах спостережень в період 2-ої і 3-ої УАЕ (березень-квітень 1997, 1998 р.). Показано, що головною особливістю циркуляції вод у районі Південних Оркнейських островів є роздвоєння Південної гілки АЦТ. Частина вод повертає на північний схід, утворюючи антициклонічний меандр. Його походження пов'язане з особливостями рельєфу дна північніше Південних Оркнейських островів. Швидкості геострофічного потоку в зоні цього меандру досягають 15-20 см/с. Інша частина вод розвертається на південний схід, при цьому швидкості цього потоку не перевищують 5-10 см/с. Своєрідна "дельта", утворена потоками АЦТ, що розділяються, є зоною трансформації вод. Тут проявляються могутні різноспрямовані інтрузійні вклинення вод різного походження, що свідчить про інтенсивне горизонтальне перемішування вод в зоні фронту.

Дослідження, виконані в 1997 р. і 1998 р., виявили істотні міжрічні варіації. Аномалії температури та солоностi у 1998 р. досягали, вiдповiдно, -1?С та 0.3-0.4‰. На основі T,S-аналізу зроблений висновок про те, що аномалії термохалiнних параметрів обумовлені інтенсивним виносом вод у море Скотія з моря Уедделла. Швидкість поверхневих дрейфових течій північно-східного напрямку досягала 1 м/с. Фронт моря Скотія в березні-квітні 1998 р. був зсунутий до півночі щодо свого середнього місячного положення на сотні миль. Інтенсивне проникнення вод моря Уедделла на північ супроводжувалося виносом великого числа айсбергів. Восени 1997 р. зафіксовано 1343 айсберги, тоді як за цей час у 1998 р. їхня кількість збільшилася майже вдвічі і досягла 2510. Згідно (Murphy et al., 1998), така інтенсивна міжрічна мінливість у продукуванні айсбергів пов'язана з довгоперіодними коливаннями гідрометеорологічних умов.

У пункті 4.3.2 аналізуються нові результати дослідження Фронту моря Уедделла в протоці Брансфілда. На основі масиву WOD-98 встановлено, що в районі північно-західного шельфу Антарктичного півострова взаємодіють води різного генетичного походження. Це холодні і відносно солоні води моря Уедделла, що надходять через протоку Брансфілда зі сходу, і холодні, але розпріснені за рахунок танення льоду, води моря Беллінсгаузена, що поширюються вздовж Антарктичного півострова з південно-заходу. У результаті взаємодії цих водних мас у західній частині протоки Брансфілда формується фронтальний розділ, що, як і пов'язана з ним течія, орієнтовані з південно-заходу на північний схід. Праворуч від фронту яскраво виражена циклонічна циркуляція вод. Внутрішня частина цього циклонічного меандру представлена водами моря Уедделла. Система течій цього регіону перешкоджає проникненню вод моря Уедделла в Тихий океан через протоку Брансфілда. Цей феномен, отриманий по архівних даних, підтверджений нашими дослідженнями в 7-ій УАЕ в березні 2002 р. Показано, що основний геострофічний потік, формуючи праворуч від себе циклонічний кругообіг, спрямований вздовж ФМУ на північний схід. Одна його частина направляється в протоки між островами Лівінгстон, Сноу і Сміт, інша - у північну частину протоки Брансфілда.

Показано, що фронтальна структура в західній частині протоки Брансфілда має більш складний характер, ніж вважалося раніше. Так, північніше острова Брабант спостерігається фронт, який формують найбільш прісні в цьому регіоні і відносно холодні шельфові води, що утворюються в протоці Герлаха, і більш теплі води моря Беллінсгаузена.

Фронт моря Уедделла у верхньому 100-метровому шарі утворюється в результаті взаємодії відносно розпріснених, зі зниженим вмістом кисню, фосфатів і кремнію вод, що надходять із протоки Дрейка, і холодних і солоних вод моря Уедделла. Глибше 200 метрів це фронтальний розділ формується за рахунок надходження в протоку Циркумполярної глибинної водної маси, що проникає через вузький відносно глибокий (> 500 м) прохід між островами Сміт і Сноу. Тепла і солона вода (ЦГВ), що надходить при цьому, поширюється на схід і на глибинах 200-500 м взаємодіє з глибинними водами протоки Брансфілда, утворюючи фронт. Цей фронт відрізняється від фронту поверхневого шару протилежним за знаком градієнтом солоності. Циркумполярна глибинна водна маса виділяється в полі кисню по його низьких концентраціях (< 5.0 мол/л), при цьому ЦГВ має більш високий вміст фосфатів і кремнію, у порівнянні з глибинними водами протоки Брансфілда. Перепади абсолютних значень температури і солоності через глибинний фронт складають 0.8?С і 0.1‰.

Висновки

У дисертації на основі аналізу сучасних масивів гідрологічної і супутникової інформації досліджена сезонна мінливість циркуляції вод і фронтів у Південній Атлантиці та отриманий ряд нових наукових результатів:

1. Реакція верхнього шару океану на сезонні варіації великомасштабного поля вітру проявляється в сезонній мінливості системи Південний субтропічний антициклонічний кругообіг - Південний тропічний циклонічний кругообіг. У першу половину року, коли південно-східний пасат ослаблений, спостерігається розширення зональних границь і збільшення площі ПівдСАК, а площа ПівдТЦК зменшується. В другу половину року при посиленні південно-східного пасату і зсуві західного переносу помірних широт на північ, площа ПівдСАК зменшується, а ПівдТЦК - збільшується.

2. Встановлено, що для Південної пасатної течії характерні максимальні внутрішньорічні зміни швидкості. Річна амплітуда швидкості Північної гілки ПівдПТ досягає 30 см/с, у Центральній і Південній гілках вона зменшується до 10 і 5 см/с. Для інших течій вона не перевищує 5 см/с. Північна гілка ПівдПТ і Південна екваторіальна протитечія досягають максимальної інтенсивності в другу половину року, а Центральна і Південна гілки ПівдПТ - у першу. У центральній частині океану для всіх трьох гілок ПівдПТ характерний річний сигнал. На сході регіону сезонний цикл Північної і Центральної гілок ПівдПТ містить піврічну гармоніку. Влітку стрежні всіх трьох гілок ПівдПТ знаходяться в північному положенні, а Фолклендська і Бразильська течії в зоні їхнього сходження, Південно-Атлантична течія і Північна гілка Антарктичної циркумполярної течії зсуваються на південь.

3. При дослідженні впливу вітрових умов на інтенсивність течій у тропічній зоні ПівдА встановлено, що у внутрішньорічному циклі екстремуми швидкостей вітру і Центральної і Південної гілок ПівдПТ знаходяться в противофазі. Сезонні варіації цих течій визначаються реакцією океану на вітрові умови в інших районах Атлантики. Сезонна мінливість Південної екваторіальної протитечій та Північної гілки Південної пасатної течії в центральній частині Тропічної Атлантики обумовлена локальними вітрами. У річному ході швидкості Південно-Атлантичної течії переважає річна гармоніка. У річному ході швидкості АЦТ у північній частині протоки Дрейка виявлена річна гармоніка, а на півдні протоки піврічна. Північна і Центральна гілки АЦТ на заході океану змінюються з переважним річним сигналом, а на сході - піврічним.

4. Вперше за даними альтиметрії виявлено, що західні і східні течії в північних тропіках підсилюються майже в противофазі, тоді як їхні широтні зсуви квазісинхронні. У південних тропіках інтенсивність західних і східних течій ближче до берегів Південної Америки змінюється асинхронно. Швидкість Центральної гілки ПівдПТ між 20? і 10? з.д. змінюється у фазі зі швидкістю Південної екваторіальної протитечії через запізнювання сезонного сигналу з заходу на схід. Для течій тропічної зони Північної півкулі характерне запізнювання сезонного сигналу зі сходу на захід у середньому на 2-3 місяці. У Південній Атлантиці сезонний сигнал поширюється з заходу на схід, при цьому максимальне фазове запізнювання до 6 місяців спостерігається в АЦТ.

5. Встановлено, що фронтальна система в тропіках асиметрична щодо екватора. Уточнено положення двох гілок Північного субекваторіального фронту. Виділені Південні гілки Південного тропічного і Південного субекваторіального фронтів, Фронт Північної гілки ПівдПТ, які раніше в літературі не були описані.

6. Уточнені кліматичні ознаки фронтів у Південно-Західному секторі Атлантиці. Показано, що різкий градієнт солоності в субтропічному підповерхневому халінному максимумі відображає положення Південного субтропічного фронту. Субантарктичний фронт має власні термохалiннi ознаки на різних ділянках. У протоці Дрейка він виділяється по положенню ізотерми 4?С на глибині 200 м, уздовж Патагонського шельфу по максимуму градієнта температури і солоності над iзобатами 500-700 м. Антарктичний полярний фронт виділяється по положенню підповерхневого мінімуму температури на горизонті 200 м. Для АПФ типові сезонні зсуви на 1-2? широти, для САФ і ПівдСбТФ вони досягають 2-3?.

7. На основі гідрологічних і супутникових даних показано, що по величині МГТ найбільш інтенсивними є: Північний субекваторіальний, Південний тропічний, Південний субтропічний і Субантарктичний фронти, у яких меридіональні градієнти можуть досягати 1-2?С/100 км і 0.3‰/100 км. Встановлено, що Північний Субекваторіальний і Південний тропічний фронти, Південна гілка Південного Субекваторіального фронту, Субантарктичний фронт змінюються з переважним річним періодом. В інших фронтах, поряд з річним, просліджується піврічний період. Існує фазове запізнювання з заходу на схід у настанні максимуму інтенсивності ПівдТФ, Південних гілок ПівдТФ і ПівдСбЕФ. Сезонна мінливість деяких поверхневих і підповерхневих фронтів обумовлена різними механізмами. Для Північного Субекваторіального фронту на поверхні характерний вплив північно-східного пасату, у підповерхневому шарі - положення зони збіжності пасатів, для Південної гілки ПівдСбЕФ - інтенсивність мусону. Для Фронту моря Скотія, Антарктичного полярного, Субантарктичного і Південного субтропічного фронтів відзначене чергування їхньої найбільшої загостреності в часі, для ФМС і САФ це перша половина року, а для АПФ і ПівдСбТФ - друга.

8. Фронт моря Скотія, Антарктичний полярний, Субантарктичний і Південний субтропічний фронти, Фронт Бразильської течії найбільш різко проявляються в полярних і помірних широтах на заході Південної Атлантики. В міру просування на схід інтенсивність цих фронтів слабшає. У тропічній зоні Фронт Північної гілки Південної пасатної течії, Південний тропічний фронт і Південна гілка Південного субекваторіального фронту найбільш інтенсивні на сході океану.

9. Максимальна сезонна мінливість об'ємів водних мас спостерігається в районі великомасштабних фронтів - Антарктичного полярного, Субантарктичного і Границі континентальних вод. На сезонні варіації площ джерел формування водних мас впливають особливості рельєфу дна і вертикальна потужність фронтів. Зв'язок між сезонною динамікою антициклонічних кругообігів, фронтів і площ поверхневих вод проявляється в противофазній сезонній мінливості площ основних субтропічних водних мас і їхніх периферійних модифікацій - субтропічних і субантарктичних модових водних мас.

10. Запропоновано механізм формування водних мас Зони злиття морів Уедделла і Скотія в літній період. Вони утворюються при опусканні вод моря Уедделла під впливом конвергенції поверхневих течій в області локального антициклонічного кругообігу. Цей кругообіг утворюється під впливом регіональних особливостей поля вітру. Поверхневі води цієї зони формуються в результаті танення льодів. У західній частині протоки Брансфілда Фронт моря Уедделла в поверхневому шарі утворюється в результаті взаємодії холодних і солоних вод моря Уедделла з теплими і більш прісними водами моря Беллінсгаузена. На глибині більш 200 метрів ФМУ формується при взаємодії теплої і солоної Циркумполярної глибинної водної маси з холодними і менш солоними водами протоки Брансфілда.

Отримані результати можуть знайти практичне застосування для навігаційного забезпечення та безпеки мореплавання; прогнозу внутрішньорічної мінливості біологічних полів; підвищення ефективності роботи видобувного флоту; складання атласів по гідрології Атлантики; планування досліджень в Українських антарктичних експедиціях; моделювання циркуляції і структури вод; створення курсів лекцій по регіональній океанографії для студентів і аспірантів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Артамонов Ю.В. Сезонная изменчивость положения Субантарктического фронта в юго-западной части Атлантики // Доповiдi НАН України. - 2000. - №10. - С. 115-120.

2. Артамонов Ю.В. Особенности гидрологических условий в западной части пролива Брансфилда в марте 2002 года по материалам седьмой Украинской антарктической экспедиции // Доповiдi НАН України. - 2003. - №8. - С. 101-106.

3. Артамонов Ю.В. Циркуляция Южной Атлантики по результатам диагностического моделирования и натурным наблюдениям // Морской гидрофизический журнал. -2003. - №6. - С. 23-33.

4. Артамонов Ю.В. Исследование циркуляции вод Южной Атлантики по данным спутниковой альтиметрии // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное исследование ресурсов шельфа. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. - В. 12. - С. 301-306.

5. Артамонов Ю.В. Особенности гидрологической структуры Зоны слияния вод морей Уэдделла и Скотия летом южного полушария // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2002. - C. 371-380.

6. Артамонов Ю.В. Сезонная динамика крупномасштабных круговоротов, гидрологических фронтов и поверхностных водных масс в Южной Атлантике // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. - С. 211-213.

7. Artamonov Ju.V. Estimating of the seasonal variability of the temperature and heart content in the 200 m upper layer of the South Atlantic using the archives data base (WOCE-data 1900-1996 and World Ocean Database 1998) // Труды Первой международной антарктической конференции. - 2001. - Kyiv. - 2001. - P. 16.

8. Artamonov Ju.V. Structure of the hydrophysical fields of the Weddell-Scotia confluence in summer of the South Hemisphere // Труды Первой международной антарктической конференции. - 2001. - Kyiv. - P. 9.

9. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Полонский А.Б. Крупномасштабная структура и изменчивость океанографических полей Северной части Тропической Атлантики // Гидрофизика Тропической Атлантики. - К.: Наукова думка, 1993. - C. 7-34.

10. Океанографические исследования в Антарктике / Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Джиганшин Г.Ф., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А. // Развитие морских наук и технологий в Морском гидрофизическом институте за 75 лет / Под ред. В.Н. Еремеева. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2004. - С. 427-436.

11. Polonsky A.B., Artamonov Yu.V. North Equatorial Countercurrent in the TropicaAtlantic: multijet structure and seasonal variability // German Jour. Hydr. - 1997. - V. 49. - N 4. - P. 476-494.

12. Булгаков Н.П., Артамонов Ю.В., Бибик В.А., Ломакин П.Д., Попов Ю.И., Украинский В.В. Результаты океанографических исследований Антарктического полярного и Субантарктического фронтов в западной части моря Скотия в апреле 1998 года по материалам второй Украинской антарктической экспедиции 1999 г. // Доповіді НАН України. - 1999. - №5. - С. 129-133.

13. Булгаков М.П., Артамонов Ю.В., Бiбiк В.О., Грищенко В.Ф., Ломакiн П.Д. Особливостi льодових умов в районi Антарктичного пiвострова та моря Скотiя восенi 1998 року за даними другої Украiнської антарктичної експедицiї // Доповiдi НАН України. - 2000. - №1. - С. 107-110.

14. Булгаков М.П., Артамонов Ю.В., Ломакін П.Д. Циркуляція вод в районi пiвнично-захiдного шельфа Антарктичного пiвострова та iї вплив на розповсюдження криля // Доповiдi НАН України. - 2001. - №5. - С. 113-115.

15. Булгаков М.П., Артамонов Ю.В., Ломакін П.Д. Геострофiчнi течiї Антарктичного сектора Антарктики та iх мiнливiсть // Доповiдi НАН України. - 2001. - №6. - С. 100-104.

16. Булгаков М.П., Ломакiн П.Д. Артамонов Ю.В., Кондратьєв С.I., Чепиженко О.I. Результати океанографiчних дослiджень у районi української антарктичної станцiї "Академiк Вернадський" за даними П'ятої нацiональної антарктичної експедицiї // Доповiдi НАН України. - 2001. - №7. - С. 110-113.

17. Булгаков М.П., Артамонов Ю.В., Ломакін П.Д. Особливостi структури вод у Зонi злиття морiв Скотiя та Уедделла влiтку пiвденної пiвкулi // Доповiдi НАН України. - 2002. - № 7. - С. 105-112.

18. Булгаков Н.П., Агафонов Е.А., Артамонов Ю.В., Кукушкин А.С. Связь распределений прозрачности и взвеси с элементами гидрологической структуры и дмнамики вод в поверхностном слое вод северо-воcточной части Тропической Атлантики // Доповiдi НАН України. - 2002. - №12. - С. 81-87.

19. Булгаков Н.П., Артамонов Ю.В., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А. Система крупномасштабных течений юго-западной части Атлантического океана и прилегающих акваторий Атлантического сектора Антарктики // Доповiдi НАН України. - 2003. - №10. - С. 127-130.

20. Булгаков Н.П., Агафонов Е.А., Артамонов Ю.В., Кукушкин А.С., Прохоренко Ю.А., Чепыженко А.И. Изменчивость распределения прозрачности в поверхностном слое Атлантического океана в связи с крупномасштабной циркуляцией вод // Доповiдi НАН України. - 2004. - №4. - С. 97-102.

21. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А., Артамонов А.Ю. Сезонная изменчивость термических фронтов в Юго-Западной части Атлантики по данным спутниковых наблюдений // Доповiдi НАН України. - 2004. - №7. - С. 97-102.

22. Булгаков Н.П., Артамонов Ю.В., Ломакин П.Д., Черемин В.Н. Акустические свойства поверхностных водных масс Тропической зоны Атлантического океана и их внутригодовая изменчивость // Морской гидрофизический журнал. - 1991. - №2. - С. 47-53.

23. Артамонов Ю.В., Баев С.А., Булгаков Н.П., Серебряков А.А. Структура вод Гвианского течения и Межпассатного противотечения в феврале-апреле 1990 г. // Морской гидрофизический журнал. - 1992. - №5. - С. 43-49.

24. Артамонов Ю.В., Полонский А.Б. Синоптическая структура океанографических полей в северо-западной части Тропической Атлантики // Морской гидрофизический журнал. - 1993. - №3. - C. 40-54.

25. Артамонов Ю.В., Кубряков А.И., Куфтарков А.Ю. Гидрологические условия субдукции водных масс в восточной части Северной Атлантики (43-й рейс НИС "Академик Вернадский") // Морской гидрофизический журнал. - 1993. - №4. - C. 57-70.

26. Булгаков Н.П., Украинский В.В., Попов Ю.И., Ломакин П.Д., Артамонов Ю.В. Структура и кинематика вод в районе Аргентинских островов осенью 1998 года // Морской гидрофизический журнал. - 1999. - № 5. - С. 41-50.

27. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Бибик В.А., Ломакин П.Д., Попов Ю.И., Украинский В.В. Гидрологические характеристики Субантарктического и Антарктического полярного фронтов в западной части моря Скотия в апреле 1998 г. // Морской гидрофизический журнал. - 2000. - №1. - С. 56-65.

28. Булгаков Н.П., Артамонов Ю.В., Бибик В.А., Ломакин П.Д., Попов Ю.И., Украинский В.В. Особенности термохалинной структуры и кинематики вод в районе о-ва Коронейшн (архипелаг Южные Оркнейские острова) осенью 1998 г. // Морской гидрофизический журнал. - 2000. - №3. - С. 32-38.

29. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д. Вертикальная термохалинная структура и климатические фронты Юго-Западной Атлантики // Морской гидрофизический журнал. - 2000. - №6. - С. 56-66.

30. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.В., Ломакин П.Д. Геострофическая циркуляция вод южной части Атлантического океана и ее сезонная изменчивость // Морской гидрофизический журнал. - 2002. - №3. - С. 43-49.

31. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д. Внутригодовая изменчивость геострофических зональных течений тропической зоны Южной Атлантики // Морской гидрофизический журнал. - 2002. - №5. - С. 55-63.

32. Агафонов Е.А., Артамонов Ю.В., Кукушкин А.С., Прохоренко Ю.А. Влияние гидрофизических факторов на распределения прозрачности и взвеси в поверхностном слое вод северо-восточной части Тропической Атлантики в зимний период // Морской гидрофизический журнал. - 2003. - №4. - С. 69-79.

33. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А. Вертикальная термохалинная структура, водные массы и крупномасштабные фронты Юго-Западной Атлантики и прилегающих акваторий Антарктики // Морской гидрофизический журнал. - 2004. - №3. - С. 39-52.

34. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А. Сезонная изменчивость термохалинних характеристик и объемно-статистических параметров водных масс в проливе Дрейка // Морской гидрофизический журнал. - 2004. - №6. - С. 62-73.

35. Артамонов Ю.В., Скрипалева Е.А. Крупномасштабная структура термических фронтов восточной части Тропической Атлантики и их сезонная изменчивость // Морской гидрофизический журнал. - 2005. - №2. - С. 46-59.

36. Артамонов Ю.В., Букатов А.Е., Соловей Н.М., Скрипалева Е.А. Исследование зависимости пространственной структуры и фазовых характеристик первой моды внутренних волн в Атлантическом океане от гидрологических условий // Морской гидрофизический журнал. - 2005. - №4. - С. 3-10.

37. Артамонов Ю.В., Баев С.А., Булгаков Н.П., Полонский А.Б. Циркуляция Экватоpиально-Тропической Атлантики и меpидиональный пеpенос тепла // ФАО. - 1991. - Т. 27. - №10. - С. 107-119.

38. Булгаков Н.П., Артамонов Ю.В., Бибик В.А., Грищенко В.Ф., Ломакин П.Д., Попов Ю.И., Украинский В.В. Аномальные явления в Атлантике в феврале-мае 1998 г. // Океанология. - 2001. - Т. 41. - №2. - С. 201-206.

39. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А., Артамонов А.Ю., Станичный С.В. Структура и сезонная изменчивость крупномасштабных фронтов юго-западной Атлантики и прилегающих акваторий Антарктики по гидрологическим и спутниковым данным // Океанология. - 2005. - Т. 45. - №5. - С. 656-669.

40. Артамонов Ю.В., Скрипалева Е.А. Структура и сезонная изменчивость крупномасштабных фронтов Атлантического океана по спутниковым данным // Исследования Земли из космоса. - 2005. - №4. - С. 62-75.

41. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.В., Ломакин П.Д. Система течений Южного субтропического антициклонического круговорота и ее внутригодовая изменчивость // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное исследование ресурсов шельфа. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. - В. 3. - С. 96-105.

42. Артамонов Ю.В., Булгаков Н.П., Ломакин П.Д., Скрипалева Е.А. Гидрологические условия формирования крупномасштабных фронтов в субтропиках и антарктическом секторе Южной Атлантики // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное исследование ресурсов шельфа. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. - С. 80-88.

Анотація

Артамонов Ю.В. Сезонна мінливість великомасштабної циркуляції вод і термохалінних фронтів Південної Атлантики. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук за спеціальністю 11.00.08 - океанологія. - Морський гідрофізичний інститут НАН України, Севастополь, 2005.

У дисертаційній роботі на основі аналізу сучасних масивів гідрологічних і супутникових даних досліджені середній стан і сезонна мінливість циркуляції вод і великомасштабних фронтів у Південній Атлантиці (ПівдА). Досліджено їхній зв'язок з мінливістю поля вітру. Встановлені основні механизми, що контролюють сезонну мінливість циркуляції та фронтів.

Показано, що реакція верхнього шару океану на сезонні варіації великомасштабного поля вітру проявляється в мінливості системи Південний субтропічний антициклонічний кругообіг (ПівдСАК) - Південний тропічний циклонічний кругообіг (ПівдТЦК). У першу половину року, коли південно-східний пасат ослаблений, спостерігається розширення зональних границь і збільшення площі ПівдСАК, а площа ПівдТЦК зменшується. За даними альтиметрії встановлене поширення сезонного сигналу в течіях ПівдА з заходу на схід, при цьому максимальне фазове запізнювання в 6 місяців спостерігається в Північній гілці Антарктичної циркумполярної течії.

Досліджені кліматичні фронти ПівдА в полях температури і солоності, уточнені критерії їхнього виділення, закономірності сезонної мінливості. Встановлено, що фронтальна система Атлантики в тропіках асиметрична щодо екватора. Виділені не описані раніше в літературі Південнi гілки Південних тропічного та субекваторіального фронтів, Фронт Північної гілки Південної пасатної течії.

Досліджено сезонну мінливість водних мас ПівдА. Встановлений зв'язок між сезонною динамікою антициклонічних кругообігів, фронтів і площ поверхневих вод, що проявляється в противофазній мінливості площ субтропічних водних мас і їх модових модифікацій.

Проаналізовано структуру фронтів, характеристики геострофічної циркуляції, термохалінні характеристики водних мас у західній частині моря Скотія і протоці Брансфілда за результатами спостережень в Українських антарктичних експедиціях.

Ключові слова: Південна Атлантика, Антарктика, геострофічна циркуляція, термохалінні фронти, водні маси, сезонна мінливість.

Аннотация

Артамонов Ю.В. Сезонная изменчивость крупномасштабной циркуляции вод и термохалiнних фронтов Южной Атлантики. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук по специальности 11.00.08 - океанология. - Морской гидрофизический институт НАН Украины, Севастополь, 2005.

Диссертация посвящена исследованию сезонной изменчивости циркуляции вод и фронтов в Южной Атлантике (ЮА) на основе современных фактических и климатических массивов данных, а также спутниковых данных по температуре на поверхности океана и альтиметрии.

Показано, что реакция верхнего слоя океана на сезонные вариации крупномасштабного поля ветра проявляется в сезонной изменчивости системы Южный субтропический антициклонический круговорот (ЮСАК) - Южный тропический циклонический круговорот (ЮТЦК). В первую половину года, когда юго-восточный пассат ослаблен, наблюдается расширение зональных границ и увеличение площади ЮСАК. При этом площадь ЮТЦК уменьшается. Во вторую половину года усиливается юго-восточный пассат, а западный перенос умеренных широт смещается на север, площадь ЮСАК уменьшается, а ЮТЦК - увеличивается. Установлено, что Северная ветвь Южного пассатного течения (ЮПТ), течение Ломоносова и Южное экваториальное противотечение достигают максимальной интенсивности во вторую половину года, тогда как

Центральная и Южная ветви ЮПТ - в первую. В годовом ходе трех ветвей ЮПТ в центральной части океана преобладает годовой сигнал. На востоке сезонный цикл Северной и Центральной ветвей ЮПТ содержит полугодовую гармонику. В годовом ходе скорости Южно-Атлантического течения, Северной и Центральной ветвей Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) на западе океана преобладает годовой сигнал, на востоке - полугодовой.

Оценено влияние ветровых условий, определяющих интенсивность различных течений в тропической зоне ЮА. Для Центральной и Южной ветвей ЮПТ экстремумы скоростей ветра и течений во внутригодовом цикле находятся почти в противофазе. Сезонные вариации характеристик этих течений определяются волновой реакцией океана на ветровые условия в других районах Атлантики. Сезонная изменчивость Южного экваториального противотечения, Северной ветви ЮПТ в центральной части Тропической Атлантики обусловлена локальными ветрами. По данным альтиметрии впервые выявлено, что в южных тропиках, ближе к Южной Америке, интенсивность западных и восточных течений изменяется асинхронно. Установлено распространение сезонного сигнала с запада на восток, при этом максимальное фазовое запаздывание в 6 месяцев наблюдается в Северной ветви Антарктического циркумполярного течения.

Установлено, что фронтальная система Атлантики в тропиках асимметрична относительно экватора. Выделены ранее не описанные в литературе Южные ветви Южного тропического и Южного субэкваториального фронтов, Фронт Северной ветви ЮПТ. Уточнены климатические признаки фронтов в ЮА. Показано, что наиболее интенсивны ЮТФ, ЮСбТФ и САФ. Наибольшие сезонные изменения характерны для ЮТФ. ЮТФ, Южная ветвь Южного субэкваториального фронта и САФ изменяются с годовым периодом. В сезонном ходе параметров других фронтов, наряду с годовым периодом, прослеживается полугодовой. Установлено фазовое запаздывание с запада на восток в наступлении максимума интенсивности ЮТФ, Южной ветви ЮТФ, а также для Южной ветви Южного субэкваториального фронта. Выявлено, что фронты полярных и умеренных широт более четко проявляются в западной части ЮА. В тропической зоне фронты наиболее интенсивны на востоке океана.

Установлено, что особенности рельефа дна и вертикальная мощность фронтов влияют на сезонные изменения очагов формирования водных масс. Cвязь между сезонной динамикой антициклонических круговоротов, фронтов и площадей поверхностных вод проявляется в противофазной изменчивости площадей основных субтропических водных масс и их периферийных модификаций - субтропических и субантарктических модовых водных масс.

Предложен механизм формирования вод Зоны слияния морей Уэдделла и Скотия в летний период. Они образуются в результате опускания вод моря Уэдделла под влиянием конвергенции поверхностных течений в области локального антициклонического круговорота, формируемого под воздействием поля ветра. В проливе Брансфилда в поверхностном слое Фронт моря Уэдделла образуется в результате взаимодействия холодных и соленых вод моря Уэдделла с теплыми и распресненными водами моря Беллинсгаузена. На глубине более 200 метров ФМУ формируется в результате взаимодействия теплой и соленой Циркумполярной глубинной водной массы с холодными и менее солеными водами пролива Брансфилда.

Ключевые слова: Южная Атлантика, Антарктика, геострофическая циркуляция, термохалинные фронты, водные массы, сезонная изменчивость.

Summary

Artamonov Yu.V. The seasonal variability of the water large-scale circulation and thermohaline fronts in the Southern Atlantic. - Manuscript.

The thesis to claim the academic degree of doctor of geographical sciences on the speciality 11.00.08 - oceanology. - Marine Hydrophysical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Sebastopol, 2005.

The thesis is devoted to investigate the mean state and seasonal variability of the water circulation and the large-scale fronts in the Southern Atlantic (SA), using the modern climatic hydrological array, archive data set and satellite observations. Its relation with variability of the wind field is investigated.

Shown, that the response of ocean upper layer on the seasonal variations of large-scale wind field displays in change of the system South subtropical anticyclonic gyre (SSbTAG) - South tropical cyclonic gyre (STCG). The weakening of south-east trade-wind in first half-year results in expansion of zonal boundaries of SSbTAG and extension of its area. The STCG area is diminished.

The seasonal cycle propagation in the SA currents from west to east is discovered, using satellite altimeter data. The maximal phase lag (6 months) is to be observed in the North Branch of Antarctic Circumpolar current.

The climatic temperature and salinity fronts are investigated. Its revealed criteria and seasonal variability regularities are refined. Discovered, that frontal system in the Tropical Atlantic is asymmetric relatively equator. The unknown earlier the South branch of the South Tropical front, the South branch of the South Subequatorial front, Front of North branch of the South Equatorial current are found and investigated.

The seasonal variability of the SA water masses is investigated. Shown, that the relationship between seasonal dynamic of the atnicyclonic gyre, fronts and surface water masses areas are appeared as antiphase variability of areas subtropical water masses and their mode modifications.

The fronts structure, geostrophic circulation characteristics and thermohaline characteristics of water masses in the western part of Scotia Sea and Bransfield strait are analyzed, using the observation's results, obtained during the Ukraine Antarctic expeditions.

Key words: Southern Atlantic, Antarctica, geostrophic circulation, thermohaline fronts, water masses, seasonal variability.

Размещено на Allbest.ru