Особенности структуры и динамики вод в северной половине Японского моря в осенне-зимний период по данным спутниковых и судовых наблюдений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приводятся результаты исследований структуры и динамики вод в зоне крупномасштабного циклонического круговорота (КЦК) в северной половине Японского моря, где на спутниковых ИК-изображениях ежегодно в осенне-зимний период наиболее отчетливо проявляются две области пониженных температур, разделенных затоком теплых цусимских вод со стороны Японии. Расположение данных термических структур совпадает с расположением малого западного и северного циклонических круговоротов, неразрывно связанных с глубинным апвеллингом. В осенне-зимние периоды 2019–2021 гг. установлено, что глубинный апвеллинг в северо-западной части Японского моря распространяется от дна до поверхностного слоя, фокусируясь вдоль осевой линии, проходящей через возвышенность Первенец и хребты Берсенева и Васильковского в районе 42° с.ш. между 132° в.д. и 135.5° в.д. Циклонический круговорот (ЗЦК), расположенный в западной части КЦК в области рассматриваемого глубинного апвеллинга, является крупным топографическим вихрем. В северной части КЦК глубинный апвеллинг приурочен к континентальному клону, там же располагается и северный циклонический круговорот (СЦК). Предполагается, что в осенне-зимний период взаимодействие антициклонов, формирующих вихревые пояса, с циклоническими круговоротами, приводит к усилению глубинной циркуляции. Особенность изменчивости скорости глубинных течений ‒ увеличение от октября к марту, вероятно, обусловлено характером развития вертикальной и поперечной горизонтальной циркуляции в системе циклонические круговороты ‒ вихревые пояса в результате интенсификации глубинного апвеллинга при усилении ветров северных румбов в зимний период.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ф. Сергеев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

В. Б. Лобанов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

В. А. Горячев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Н. В. Шлык

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Е. Н. Марьина

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Н. Б. Лукьянова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

И. И. Горин

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

В. Цой

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

С. А. Зверев

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

А. Ю. Юрцев

Национальный оператор научно-исследовательского флота

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

И. А. Прушковская

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

С. Ю. Ладыченко

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Email: sergeev@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Алексанин А.И., Алексанина М.Г. Мониторинг термических структур поверхности океана по данным ИК-канала спутников NOАA на примере Прикурильского района Тихого океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. М.: Азбука -2000, 2006. Т. 2. Вып. 3. С. 9–15.
  2. Баталин А.М. Плотность // Гидрологический справочник морей СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1958. Т. 8. Вып. 2. С. 244–263.
  3. Ванин Н.С. Аномальные термические условия северо-западной части Японского моря осенью 2003 г. // Изв. ТИНРО. 2004. Т. 138. С. 345–354.
  4. Васильев А.С., Макашин В.П. Вентиляция вод Японского моря в зимний период // Метеорол. и гидрол. 1991. № 2. С. 71–79.
  5. Гончаренко И.А., Федеряков В.Г., Лазарюк А.Ю., Пономарев В.И. Тематическая обработка данных AVHRR на примере изучения прибрежного апвеллинга // Исслед. Земли из космоса. 1993. № 2. С. 97–108.
  6. Данченков М.А., Райзер С.С., Юн Д.-Х. Глубинные течения центральной части Японского моря // Подвод. технолог. и мир океана. 2005. № 3. С. 58–63.
  7. Дарницкий В.Б. Океанологические процессы вблизи подводных гор и хребтов открытого океана. Владивосток: ТИНРО-Центр. 2010. 199 с.
  8. Жабин И.А., Грамм-Осипова О.Л., Юрасов Г.И. Ветровой апвеллинг у северо-западного побережья Японского моря // Метеорол. и гидрол. 1993. № 10. С. 82–86.
  9. Зырянов В.Н. Топографические вихри в динамике морских течений. М.:ИВП РАН. 1995. 240 с.
  10. Истошин Ю.В. Температура воды Японского моря и возможность ее прогноза // Тр. океанографической комиссии АН СССР. 1960. Т. 7. С. 52–97.
  11. Козлов В.Ф., Дарницкий В.Б. Топографический циклогенез в океане // Тр. ДВНИИ. 1981. Вып. 83. С. 85–100.
  12. Леонов А.К. Водные массы Японского моря // Метеорол. и гидрол. 1948. № 6. С. 61–78.
  13. Леонов А.К. Японское море. Региональная океанография. Ч. 1. Л.: Гидрометеоиздат. 1960. С. 291–463.
  14. Лобанов В.Б., Пономарев В.И., Салюк А.Н., Тищенко П.Я., Талли Л.Д. Структура и динамика синоптических вихрей северной части Японского моря // Дальневосточные моря России. Кн.1. Океанологические исследования / Гл. ред. В.А. Акуличев. М.: Наука. 2007. С. 450–473.
  15. Лобанов В.Б., Сергеев А.Ф., Навроцкий В.В., Воронин А.А., Горин И.И., Павлова Е.П. Инструментальные наблюдения каскадинга на склоне залива Петра Великого Японского моря // Труды конференции: “Современные методы и средства океанологических исследований (МСОИ-2019)”. Том 1. М.: ИО РАН, 2019. С. 104–108.
  16. Лобанов В.Б., Сергеев А.Ф., Шлык Н.В., Воронин А.А., Горин И.И., Цой В., Горячев В.А., Крайников Г.А., Зверев С.А., Рудых Я.Н., Марьина Е.Н., Прушковская И.А., Лукьянова Н.Б., Теличко А.С. Синоптическая динамика вод северо-западной части Японского моря в осенний период (по результатам 57-го рейса НИС “Академик Опарин”) // Физика геосфер. Двенадцатый Всероссийский симпозиум, 6–10 сентября 2021 г. Владивосток, Россия, 2021. С. 71–73. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.poi.dvo.ru/conf/phg2021.
  17. Методические указания по комплексному использованию спутниковой информации для изучения морей // Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 144 с.
  18. Мокиевская В.В. Химическая характеристика водных масс // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря / Отв. ред. В.Н. Степанов. М.: Изд-во АН СССР. 1961. С. 122–131.
  19. Никитин А.А., Лобанов В.Б., Данченков М.А. Возможные пути переноса теплых субтропических вод в район Дальневосточного морского заповедника // Изв. ТИНРО. 2002. Т. 131. С. 41–53.
  20. Никитин А.А., Юрасов Г.И. Синоптические вихри Японского моря по спутниковым данным // Исслед. Земли из космоса. 2008. № 5. С. 42–57.
  21. Никитин А.А., Данченков М.А., Лобанов В.Б., Юрасов Г.И. Новая схема поверхностной циркуляции Японского моря с учетом синоптических вихрей // Изв. ТИНРО. 2009 г. Т. 157. С. 158–167.
  22. Никитин А.А., Юрасов Г.И., Ванин Н.С. Спутниковые наблюдения синоптических вихрей и геострафическая циркуляция вод Японского моря // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 2. С. 28–40.
  23. Никитин А.А., Юрасов Г.И. Поверхностные термические фронты в Японском море // Изв. ТИНРО. 2017 г. Т. 148. С. 170–192.
  24. Никитин А.А., Дьяков Б.С., Капшитер А.В. Приморское течение на стандартных разрезах и спутниковых изображениях Японского моря // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 1. С. 31–43.
  25. Панфилова С.Г. Температура вод // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря / Отв. ред. В.Н. Степанов. М.: Изд-во АН СССР. 1961 С. 155–169.
  26. Покудов В.В., Манько А.Н., Хлусов А.Н. Особенности гидрологического режима вод Японского моря в зимний период // Тр. ДВНИГМИ. 1976. Вып. 60. С. 74–115.
  27. Покудов В.В., Тунеголовец В.П. Новая схема течений Японского моря для зимнего периода // Тр. ДВНИИ. 1975. Вып. 50. С. 24–32.
  28. Пранц С.В., Улейский М.Ю., Будянский М.В. Лагранжев анализ путей переноса субтропических вод к берегам Приморья // ДАН. 2018. Т. 481. № 6. С. 666–670.
  29. Рекомендации по использованию спутниковых ИК снимков в океанологических исследованиях // Владивосток. ТИНРО. 1984. 43 с.
  30. Сергеев А.Ф., Матвеев В.И., Лобанов В.Б., Горин И.И., Котенко Б.М., Стариков А.Г. Изменчивость придонной температуры воды в прибрежной зоне Приморья в 2003–2007 гг. // Тез. докл. третьей Межд. науч.-практ. конф. “Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки”. Владивосток. ТИНРО-Центр. 2008. С. 207–208.
  31. Степанов В.Н. Общая характеристика гидрологии Японского моря // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря / Отв. ред. В.Н. Степанов. М.: Изд-во АН СССР. 1961 С. 102–107.
  32. Таранова С.Н., Юрасов Г.И., Жабин И.А. Сезонная изменчивость поверхностной циркуляции вод северной части Японского моря по данным дрейфующих буев // Изв. ТИНРО. 2018. Т. 192. С. 177–183.
  33. Трусенкова О.О. Сезонные и межгодовые изменения циркуляции вод Японского моря // Дальневосточные моря России. Кн.1. Океанологические исследования / Гл. ред. В.А. Акуличев. М.: Наука. 2007. С. 280–306.
  34. Трусенкова О.О. Моделирование глубинных течений Японского моря: взаимосвязь с течениями в пикноклине // Изв. ТИНРО. 2018 г. Т. 192. С. 184‒201.
  35. Трусенкова О.О., Станичный С.В., Ратнер Ю.Б. Основные моды изменчивости и типовые поля ветра над Японским морем и прилегающими районами суши // Изв. РАН. ФАО. 2007. Т. 43. № 5. С. 688‒703.
  36. Юрасов Г.И. Особенности структуры и динамики вод северной части Японского моря. Тихоокеан. Океанол. Ин-т ДВНЦ АН СССР. Владивосток. 1995. 28 с. Деп. ВИНИТИ 27.01.95. № 468-В95.
  37. Юрасов Г.И., Ванин Н.С., Рудых Н.И. Климатические характеристики течений Японского моря по данным расчетов динамическим методом // Изв. ТИНРО. 2011. Т. 164. С. 340‒347.
  38. Юрасов Г.И., Яричин В.Г. Течения Японского моря. Владивосток. Изд-во ДВО АН СССР. 1991. 174 с.
  39. Яричин В.Г. Некоторые особенности горизонтального движения вод в Японском море к северу от 40 с.ш. // Тр. ДВНИИ. 1982. Вып. 96. С. 111‒121.
  40. Яричин В.Г., Покудов В.В. Формирование структурных особенностей гидрофизических полей и течений в северной глубоководной части Японского моря // Тр. ДВНИИ. 1982. Вып. 96. С. 86‒95.
  41. Choi Y.J., Yoon J.-H. Structure and seasonal variability of the deep mean circulation of the East Sea (Sea of Japan) // J. Oceanogr. 2010. V. 66. Is. 3. P. 349–361.
  42. Hogan P.J., Hurlburt H.E. Impact of upper ocean–topographical coupling and isopycnal out-cropping in Japan/East Sea models with 1/8 to 1/64 resolution // J. Phys. Oceanogr. 2000. V. 30. № 10. Р. 2535–2561.
  43. Kang S.K., Seung Y.H., Park J.J., Park J.-H., Lee J.H., Kim E.J., Kim Y.H., Suk M.-S. Seasonal variability in middepth gyral circulation patterns in the central East/Japan Sea as revealed by long-term Argo data // J. Phys. Oceanogr. 2000. V. 46. Р. 937‒946. doi: 10.1175/JPO-D-15-0157.1
  44. Senjyu T, Shin H.-R., Yoon J.-H., Nagano Z., An H.-S., Byun S.-K., Lee C.-K. Deep floow field in the Japan/East Sea as deduced from direct current measurements // Deep Sea Res. II. 2005. V. 52. No. 11-13. P.1726‒1741.
  45. Schlitzer R. Ocean Date View. 2019. Электронный ресурс. Режим доступа: https ://odv.awi.de.
  46. Takematsu M., Nagano Z., Ostrovskii A.G., Kim K., Volkov Y. Direct Measurements of Deep Currents in the Northen Japan Sea // Journal of Oceanography. 1999. V. 55. No. 2. P. 207‒216.
  47. Takematsu M., Ostrovskii A.G., Nagano Z. Observations of Eddies in the Japan Basin Interior // Journal of Oceanography. 1999. V. 55. No. 2. P. 237‒246.
  48. Talley L.D., Lobanov V., Ponomarev V., Salyuk A., Tishchenko P., Zhabin I., Riser S. Deep convection and brine rejection in the Japan Sea // Geophys. Res. Lett. 2003. Vol. 30. No. 4. Р. 1–4. doi: 10.1029/20002GL016451.
  49. Talley L. D., Tishchenko Р., Luchin V., Nedashkovskiy A., Sagalaev S., Kang D.-J., Warner M. and Min D.-H. Atlas of Japan (East) Sea hydrographic properties in summer, 1999: Supplementary material // Progress in Oceanography. 2004. V. 61. Is. 2-4. P. 277‒348. doi: 10.1016/j.pocean.2004.06.011.
  50. Yoon J.-H., Abe K., Ogata T., Wakamatsu Y. The effects of wind-stress curl on the Japan/East Sea Circulation // Deep Sea Res. II. 2005. V. 52. No. 11-13. P. 1827‒1844.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение СТД-станций (●): а ‒ рейс № 57 НИС “Академик Опарин” 2–21 октября 2019 г.; б ‒ рейс № 97 НИС “Академик М.А. Лаврентьев” 7–28 декабря 2021 г. Треугольником обозначено место расположения донной мониторинговой станции. Ломанной линией показано расположение северо-восточного разреза.

Скачать (567KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Термическая структура поверхности Японского моря по данным спутниковых ИК-изображений в сентябре–ноябре 2019 г. и декабре 2021 г. В сентябре и октябре шкалы температур от 5С до 31С, в ноябре и декабре ‒ от 0С до 26С. На снимке от 12 ноября 2019 г. черным отрезком обозначен разрез, результаты которого приведены на рис. 8.

Скачать (2MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменчивость температуры (красный цвет) и солености (синий цвет) на донной (22 м) мониторинговой станции, установленной 7 июня 2019 г. в береговой зоне южного Приморья к юго-западу от о. Русский.

Скачать (136KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение потенциальной температуры воды в октябре 2019 г. на поверхности (а) и горизонтах 100 м (б) и 1000 м (в); рельеф дна района работ – белая линия, проходящая через возвышенность Первенец и хребты Берсенева и Васильковского, совпадает с осевой линией области максимального подъема глубинных вод, выделяемой по минимальным температурам на рисунках б и в–г. Точки (·) – местоположение станций. Латинскими буквами на рисунках а, б и в обозначены вихревые образования.

Скачать (477KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение потенциальной температуры на разрезе по 134 в.д. (а) и разрезе, направленном с юго-запада на северо-восток (рис. 1а) через центральную область глубинного апвеллинга (б) в октябре 2019 г. Вертикальные тонкие линии – местоположение станций.

Скачать (185KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределения потенциальной температуры на горизонтах 300 м (а) и 1000 м (б) в декабре 2021 г. Точки (·) – местоположение станций. Латинскими буквами на рисунках а и б обозначены вихревые образования.

Скачать (185KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределения потенциальной температуры (а, б) и зональной составляющей геострофической скорости (в, г) (знак плюс – поток направлен на восток, минус – на запад) на разрезах по 134 в.д. по данным экспедиций НИС “Академик М.А. Лаврентьев” (7–28 декабря 2021 г., рейс № 97) ‒ а и в соответственно и НИС “Академик Опарин” (14–29 декабря 2020 г., рейс № 62) ‒ б и г соотвественно. Вертикальные тонкие линии на рис. а и б – местоположение станций.

Скачать (378KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Распределение потенциальной температуры (а) и скорости геострафических течений, перпендикулярной разрезу, выполненному 11–12 ноября 2019 г. в экспедиции НИС “Академик Опарин” (рейс № 58) в северо-восточной области пониженной температуры (б). Знак плюс – поток направлен на северо-восток, минус – на юго-запад. Вертикальные тонкие линии на рисунке а ‒ местоположение станций. Разрез показан на спутниковом снимке от 12 ноября 2019 г. на рис. 2.

Скачать (159KB)
Метаданные
10. Рис. 9. а – изображение северной половины Японского моря в ИК-диапазоне со спутника NOAA за 9 октября 2019 г. Латинскими буквами на рисунке обозначены антициклонические вихревые образования; черной линией оконтурена область КЦК; белыми линиями ‒ циклонические круговороты: западный (ЗЦК), восточный (ВЦК) и северный (СЦК). б – рисунок из (Никитин, Юрасов, 2008). Латинскими буквами на рисунке обозначены антициклоны, установленные по спутниковым данным за 1988–1996 гг. Затемненными кружками обозначены квазистационарные антициклоны. На вставке – обобщенная схема поверхностных термических фронтов в Японском море.

Скачать (412KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Упрощенная схема вертикальной циркуляции на разрезе по 134 в.д. в декабре 2021 г.

Скачать (70KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».