Dependence of the Azov-Black Sea basin surface temperature amplitude on various hidrometeorological factors according to remote sensing data and modeling results

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

This work studies the dependence of the amplitude of the diurnal cycle of the Azov-Black Sea basin surface temperature on a number of hydrometeorological factors and its seasonal variability using SEVIRI radiometer data and modeling of the upper mixed layer of the sea. According to remote sensing data, the minimum amplitude values occur in the cold season when the full heat flux is directed into the atmosphere, winds are strong and air temperatures are low. The maximum amplitudes occur during the warm season, when the full heat flux is directed to the sea, the air temperature is the highest, and there is almost no wind. The work also provides the calculations using the Kraus–Turner model with a special choice of atmospheric influence parameters. The obtained model results are in good agreement with the results of research of the diurnal cycle amplitude according to the SEVIRI scanner data. Model calculations made it possible to identify the variability of the thickness of the upper-ocean mixed layer while taking into account the variability of the parameters of atmospheric influence – heat flux and wind speed.

Sobre autores

V. Rubakina

Marine Hydrophysical Institute of the RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: valenru93@mail.ru
Rússia, Каpitanskaya str., 2, Sevastopol, 299011

A. Kubryakov

Marine Hydrophysical Institute of the RAS

Email: valenru93@mail.ru
Rússia, Каpitanskaya str., 2, Sevastopol, 299011

A. Kubryakov

Marine Hydrophysical Institute of the RAS

Email: valenru93@mail.ru
Rússia, Каpitanskaya str., 2, Sevastopol, 299011

Bibliografia

  1. Акимов Е.А., Станичный С.В., Полонский А.Б. Использование данных сканера SEVIRI для оценки температуры поверхностного слоя Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 6. С. 37–46.
  2. Баренблатт Г.И., Черный Г.Г. О моментных соотношениях на поверхностях разрыва в диссипативных средах // ПММ. 1963. Т. 27. № 5. С. 784.
  3. Дубравин В.Ф., Капустина М.В., Мысленков С.А. Внутригодовая изменчивость суточного хода температуры воды на Самбийско–Куршской возвышенности (Юго-Восточная Балтика) в 2016 г. // Процессы в геосредах. 2019. № 1. С. 32–39.
  4. Дубравин В.Ф., Капустина М.В., Стонт Ж.И. Эволюции (сезонная и межгодовая изменчивость) суточного хода гидрометеорологических полей Южной Балтики // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2018. № 3. С. 35–54.
  5. Завьялов П.О. О влиянии облачности на суточный ход температуры поверхностного слоя // Метеорология и гидрология. 1992b. № 4. С. 61–67.
  6. Завьялов П.О. Суточный цикл в тепловом и механическом взаимодействии контактных слоёв океана и атмосферы: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук: 11.00.08. Москва, 1992а. 23 с.
  7. Завьялов П.О., Рождественский А.Е. К теории температурного режима пограничных слоев океана и атмосферы в суточном цикле // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991. Т. 27. С. 76–84.
  8. Завьялов П.О. Рождественский А.Е., Хан В.М. О суточном ходе температуры воздуха над прибрежными районами океана // Труды Гидрометцентра СССР. 1992. № 317.
  9. Зеленько А.А., Реснянский Ю.Д. Глубокая конвекция в модели общей циркуляции океана: изменчивость на суточном, сезонном и межгодовом масштабах // Океанология. 2007. Т. 47. № 2. С. 211–224.
  10. Зилитинкевич С.С., Реснянский Ю.Д., Чаликов Д.В. Теоретическое моделирование верхнего слоя океана // Механика жидкости и газа (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР). 1978. Т. 12. С. 5–51.
  11. Калацкий В.И. Моделирование вертикальной термической структуры деятельного слоя океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 216 с.
  12. Колесников А.Г., Пивоваров А.А. Вычисление суточного хода температуры моря по суммарной радиации и температуре воздуха // Докл. АН СССР. 1955. Т. 102. № 2. С. 376–384.
  13. Коснырев В.К., Кубряков А.И. Формирование термоклина под воздействием стохастических флуктуаций ветра в период прогрева // Теория динамических процессов. Севастополь. 1983. МГИ АН УССР. С. 86–94.
  14. Коснырев В.К., Куфтарков Ю.М., Фельзенбаум А.И. Квазиоднородный слой в теории океанической циркуляции // Докл. АН СССР Сер. Геофизика. 1977. Т. 235. № 3. С. 560–563.
  15. Краус Е.Б. Моделирование и прогноз верхних слоев океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 367 с.
  16. Кубряков А.И., Моисеенко В.А. Опыт мониторинга состояния верхнего квазиоднородного слоя океана на основе спутниковых измерений. Теоретические исследования океанической циркуляции // Морской гидрофизический институт АН УССР. Севастополь, 1984. С. 33–46.
  17. Миропольский Ю.З. Нестационарная модель слоя конвективно-ветрового перемешивания в океане // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1970. Т. 6. № 12. С. 1284–1294.
  18. Мысленков С.А., Кречик В.А., Бондарь А.В. Анализ температуры воды по данным термокосы на платформе Д6 в Балтийском море // Современные методы и средства океанологических исследований. 2017. С. 119–122.
  19. Реснянский Ю.Д. О параметризации интегральной диссипации турбулентной энергии в верхнем квазиоднородном слое океана // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11. № 7. С. 726–733.
  20. Реснянский Ю.Д., Зеленько А.А., Степанов Б.С. Влияние короткопериодных вариаций атмосферных воздействий на крупномасштабную структуру океанографических полей // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2023. № 3 (389). С. 75–92.
  21. Рубакина В.А., Кубряков А.А., Станичный С.В. Сезонный и суточный ход температуры вод Черного моря по данным термопрофилирующих дрейфующих буев // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 268–281.
  22. Фельзенбаум А.И. Теория подобия для верхнего слоя океана // Докл. АН СССР. Сер. Геофизика. 1980. Т. 255. № 3. С. 552–556.
  23. Фомин В.В., Дианский Н.А. Влияние способов усвоения спутниковых данных o температуре поверхности моря на воспроизведение гидрофизических полей Черного, Азовского и Мраморного морей в модели INMOM // Метеорология и гидрология. Т. 48. № 2. 2023. С. 15–30.
  24. Федоров К.Н., Гинзбург А.И. Приповерхностный слой океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 303 с.
  25. Bernie D.J., Woolnough S.J., Slingo J.M., Guilyardi E. Modeling diurnal and intraseasonal variability of the ocean mixed layer // Journal of climate. 2005. V. 18. № 8. P. 1190–1202.
  26. Burchard H., Petersen O. Models of turbulence in the marine environment – a comparative study of two-equation turbulence models // Journal of Marine Systems. 1999. V. 21. № 1–4. P. 29–53.
  27. Clayson C.A., Bogdanoff A.S. The effect of diurnal sea surface temperature warming on climatological air– sea fluxes // Journal of Climate. 2013. V. 26. № 8. P. 2546–2556.
  28. Filipiak M.J. Merchant C.J., Kettle H., Le Borgne P. An empirical model for the statistics of sea surface diurnal warming // Ocean Science. 2012. V. 8. № 2. P. 197–209.
  29. Gaspar P., Grégoris Y., Lefevre J.M. A simple eddy kinetic energy model for simulations of the oceanic vertical mixing: Tests at station Papa and long‐term upper ocean study site // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1990. V. 95. № C9. P. 16179–16193.
  30. Gentemann C.L., Minnett P.J., Le Borgne P., Merchant C. Multi‐satellite measurements of large diurnal warming events // Geophysical Research Letters. 2008. P. 35. № 22.
  31. Giglio D. Gille S.T., Subramanian A.C., Nguyen S. The role of wind gusts in upper ocean diurnal variability // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. № 9. P. 7751–7764.
  32. Karagali I., Høyer J.L., Donlon C.J. Using a 1‐D model to reproduce the diurnal variability of SST // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. V. 122. № 4. V. 2945–2959.
  33. Kraus E.B., Turner J.S. A one-dimensional model of the seasonal thermocline II. The general theory and its consequences // Tellus. 1967. V. 19. № 1. V. 98–106.
  34. Martin P.J. Simulation of the mixed layer at OWS November and Papa with several models // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1985. V. 90. № C1. P. 903–916.https://doi.org/10.1029/JC090iC01p00903
  35. Marullo S., Minnett P.J., Santoleri R., Tonani M. The diurnal cycle of sea‐surface temperature and estimation of the heat budget of the Mediterranean Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2016. V. 121. № 11. P. 8351–8367.
  36. Marullo S., Santoleri R., Banzon V., Evans R.H., Guarracino M. A diurnal‐cycle resolving sea surface temperature product for the tropical Atlantic // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2010. V. 115. № C5.
  37. McCreary J.P.Jr., Kohler K.E., Hood R.R., Smith S., Kindle J., Fischer A.S., Weller R. Influences of diurnal and intraseasonal forcing on mixed‐layer and biological variability in the central Arabian Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. V. 106. № C4. P. 7139–7155.
  38. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Reviews of Geophysics. 1982. V. 20. №. 4. P. 851–875.
  39. Merchant C.J., Filipiak M.J., Le Borgne P., Roque, H., Autret E., Piollé J.F., Lavender S. Diurnal warm‐layer events in the western Mediterranean and European shelf seas // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. L04601, doi: 10.1029/2007GL033071.
  40. Pimentel S., Haines K., Nichols N.K. Modeling the diurnal variability of sea surface temperatures // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2008. V. 113. № C11004.
  41. Pimentel S., Tse W.-H., Xu H., Denaxa D., Jansen E., Korres G., Mirouze I., Storto A. Modeling the near‐surface diurnal cycle of sea surface temperature in the Mediterranean Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. V. 124. № 1. P. 171–183.
  42. Price J.F., Weller R.A., Pinkel R. Diurnal cycling: Observations and models of the upper ocean response to diurnal heating, cooling, and wind mixing // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1986. V. 91. № C7. P. 8411–8427.
  43. Rubakina V.A., Kubryakov A.A., Stanichny S.V. Seasonal variability of the diurnal cycle of the Black Sea surface temperature from the SEVIRI satellite measurements // Physical Oceanography. 2019. V. 26. № 2. P. 157–169.
  44. Rubakina V.A., Kubryakov A.A., Stanichny S.V., Mizyuk A.I. Properties of the Vertical Distribution of Diurnal Temperature Variations in Different Seasons in the Black Sea Based on the NEMO Model Data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2022. V. 58. № 1. P. 54–67.
  45. Saunders P.M. The temperature at the ocean-air interface // Journal of Atmospheric Sciences. 1967. V. 24. № 3. P. 269–273.
  46. Shinoda T. Impact of the diurnal cycle of solar radiation on intraseasonal SST variability in the western equatorial Pacific // Journal of Climate. 2005. V. 18. № 14. P. 2628–2636.
  47. Shinoda T., Hendon H.H. Mixed layer modeling of intraseasonal variability in the tropical western Pacific and Indian Oceans // Journal of Climate. 1998. V. 11. № 10. P. 2668–2685.
  48. Soloviev A., Lukas R. The near-surface layer of the ocean: structure, dynamics and applications. Springer Science & Business Media, 2013. 552 p.
  49. Stuart‐Menteth A.C., Robinson I.S., Challenor P.G. A global study of diurnal warming using satellite‐derived sea surface temperature // J. of Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108. № C5, 3155. https://doi.org/10.1029/2002JC001534
  50. Umlauf L., Burchard H., Bolding K. General ocean turbulence model. Source code documentation // Baltic Sea Research Institute Warnemünde Tech. Rep. 2005. V. 63. P. 346.
  51. Webster P.J., Clayson C.A., Curry J.A. Clouds, radiation, and the diurnal cycle of sea surface temperature in the tropical western Pacific // Journal of Climate. 1996. V. 9. № 8. P. 1712–1730.
  52. Yang G.Y., Slingo J. The diurnal cycle in the tropics // Monthly Weather Review. 2001. V. 129. № 4. P. 784–801.
  53. Zeng X., Dickinson R.E. Impact of diurnally‐varying skin temperature on surface fluxes over the tropical Pacific // Geophysical research letters. 1998. V. 25. № 9. P. 1411–1414.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial–SemDerivações 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».