hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S2073667318020089hydrophysics-755Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESПоток Антарктической донной воды в канале Вима. ОбзорFlow of Antarctic Bottom Water in the Vema Channel. A reviewМорозовЕ. Г.MorozovE. G.

Москва

Moscow

egmorozov@mail.ruФрейД. И.FreyD. I.

Москва

Moscow

sofjina_k@mail.ruКампосЭ.CamposE.

Сан-Паулу; Форталеза

São Paulo; Fortaleza

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут океанографии Университета Сан-Паулу; Институт морских наук Федерального Университета СеарыБразилияOceanographic Institute of the University of São Paulo; Marine Sciences Institute of the Federal University of CearáBrazil20181611202211294102Copyright © Морозов Е.Г., Фрей Д.И., Кампос Э., 20222022Морозов Е.Г., Фрей Д.И., Кампос Э.Morozov E.G., Frey D.I., Campos E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/755

Дается обзор наших многолетних исследований потока донных вод в канале Вима в Южной Атлантике. Канал Вима является главным путем распространения Антарктической донной воды из Аргентинской котловины в Бразильскую котловину и далее на север. Канал характеризуется высокими скоростями распространения донного потока. В потоке наблюдаются высокие скорости течений до 60 см/с, хотя обычно скорости находятся в пределах 25—40 см/с. Перенос Антарктической донной воды через канал Вима меняется в пределах от 1.6 до 4.0 (±0.2) Св. За счет придонного экмановского трения ядро холодной и менее соленой воды (θ = −0.120°C) обычно прижато к восточному склону канала. Мы использовали численную модель Института вычислительной математики РАН для моделирования потока донных вод в канале Вима. Это σ-модель на основе полной системы уравнений гидродинамики с приближениями гидростатики и Буссинеска. которая лучше моделирует придонные потоки чем z-модели. Численное моделирование подтверждает измерения в океане и показывает пространственную структуру поля скорости в канале.

We present a review of our long-term research of the bottom water flow in the Vema Channel in the South Atlantic. The Vema Channel is the main conduit for Antarctic Bottom Water between the Argentine and Brazil basins and further to the north. This channel is characterized by strong bottom flow. The bottom velocities are usually in the range 25—40 cm/s. The maximum measured velocities were as high as 60 cm/s. The total transport of Antarctic Bottom Water through the channel ranges from 1.6 to 4.0 (±0.2) Sv. The core of the coldest (θ = −0.120°C) and low salinity (34.665 psu) water is usually displaced to the eastern wall due to the Ekman friction. We used the numerical model for ocean circulations developed at the Institute of Numerical Mathematics to simulate the bottom flow in the Vema Channel. This is a σ-model based on the full system of thermo-hydrodynamic equations with the hydrostatic and Boussinesq approximations, which describes bottom currents more adequately than the z-models. Numerical simulations confirm the field measurements and reveal significant variability in the intensity and spatial structure of the velocity field in the channel.

Канал Вимаабиссальный потокАнтарктическая донная водаполе скоростейпрофили температурысолености и скорости (CTDLADCP)Vema Channelabyssal flowAntarctic Bottom Watervelocity fieldCTD and LADCP profilesThis work was supported by State Task № 0149-2018-0003 and by the Russian Foundation for Basic Research (grant no 17-08-00085).ReferencesWüst G. Schichtung und Zirkulation des Atlantischen Ozeans, Das Bodenwasser und die Stratosphäre / A. Defant (Ed.) // Wissenschaftliche Ergebnisse, Deutsche Atlantische Expedition auf dem Forschungs - und Vermessungsschiff „Meteor“ 1925—1927, 6(1)., Berlin: Walter de Gruyter & Co, 1936. 411 p.Wüst G. Schichtung und Zirkulation des Atlantischen Ozeans, Das Bodenwasser und die Stratosphäre / A. Defant (Ed.) // Wissenschaftliche Ergebnisse, Deutsche Atlantische Expedition auf dem Forschungs - und Vermessungsschiff „Meteor“ 1925—1927, 6(1)., Berlin: Walter de Gruyter & Co, 1936. 411 p.Whitworth T., Nowlin W. D., Pillsbury R. D., Moore M. I., Weiss R. F. Observations of the Antarctic Circumpolar Current and Deep Boundary Current in the Southwest Atlantic // J. Geophys. Res. 1991. 96 (15). 105—118.Whitworth T., Nowlin W. D., Pillsbury R. D., Moore M. I., Weiss R. F. Observations of the Antarctic Circumpolar Current and Deep Boundary Current in the Southwest Atlantic // J. Geophys. Res. 1991. 96 (15). 105—118.Hogg N., Siedler G., Zenk W. Circulation and variability at the Southern Boundary of the Brazil Basin // J. Phys. Oceanogr. 1999. 29. 145—157.Hogg N., Siedler G., Zenk W. Circulation and variability at the Southern Boundary of the Brazil Basin // J. Phys. Oceanogr. 1999. 29. 145—157.Zenk W., Speer K. G., Hogg N. G. Bathymetry at the Vema Sill // Deep-Sea Res. 40. 1925—1933 (1993).Zenk W., Speer K. G., Hogg N. G. Bathymetry at the Vema Sill // Deep-Sea Res. 40. 1925—1933 (1993).Jungclaus J., Vanicek M. Frictionally modified flow in a deep ocean channel: Application to the Vema Channel // J. Geophys. Res. 1999. 104, (C9). 21123—21136.Jungclaus J., Vanicek M. Frictionally modified flow in a deep ocean channel: Application to the Vema Channel // J. Geophys. Res. 1999. 104, (C9). 21123—21136.Morozov E. G., Demidov A. N., Tarakanov R. Yu. Transport of Antarctic waters in the deep channels of the Atlantic Ocean // Doklady Earth Sciences. 2008. 423 (8), 1286—1289.Morozov E. G., Demidov A. N., Tarakanov R. Yu. Transport of Antarctic waters in the deep channels of the Atlantic Ocean // Doklady Earth Sciences. 2008. 423 (8), 1286—1289.Morozov E., Demidov A., Tarakanov R., Zenk W. Abyssal Channels in the Atlantic Ocean: Water Structure and Flows. Springer, 2010.Morozov E., Demidov A., Tarakanov R., Zenk W. Abyssal Channels in the Atlantic Ocean: Water Structure and Flows. Springer, 2010.Visbeck M. Deep velocity profiling using Lowered Acoustic Doppler Current Profiler: bottom track and inverse solution // J. Atmosph. Oceanic Technol. 2002. 19: 794—807.Visbeck M. Deep velocity profiling using Lowered Acoustic Doppler Current Profiler: bottom track and inverse solution // J. Atmosph. Oceanic Technol. 2002. 19: 794—807.McDonagh E. L., Arhan M., Heywood K. J. On the circulation of bottom water in the region of the Vema Channel // Deep-Sea Res. 2002. 49. 1119—1139.McDonagh E. L., Arhan M., Heywood K. J. On the circulation of bottom water in the region of the Vema Channel // Deep-Sea Res. 2002. 49. 1119—1139.Zenk W., Hogg N. G. Warming trend in Antarctic Bottom Water flowing into the Brazil Basin // Deep-Sea Res. 1996. 43 (9). 1461—1473.Zenk W., Hogg N. G. Warming trend in Antarctic Bottom Water flowing into the Brazil Basin // Deep-Sea Res. 1996. 43 (9). 1461—1473.Hogg N. G., Zenk W. Long-period changes in the bottom water flowing through Vema Channel // J. Geophys. Res. 1997. 102 (C7). 15639—15646.Hogg N. G., Zenk W. Long-period changes in the bottom water flowing through Vema Channel // J. Geophys. Res. 1997. 102 (C7). 15639—15646.Smythe-Wright D., Boswell S. Abyssal circulation in the Argentine Basin // J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103 (C8). P. 15845—15851.Smythe-Wright D., Boswell S. Abyssal circulation in the Argentine Basin // J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103 (C8). P. 15845—15851.Fahrbach E., Hoppema M., Rohardt G., Schroder M., Wisotzki A. Decadal-scale variations of water mass properties in the deep Weddell Sea // Ocean Dyn. 2004. Vol. 54. P. 77—91; doi: 10.1007/s10236-003-0082-3Fahrbach E., Hoppema M., Rohardt G., Schroder M., Wisotzki A. Decadal-scale variations of water mass properties in the deep Weddell Sea // Ocean Dyn. 2004. Vol. 54. P. 77—91; doi: 10.1007/s10236-003-0082-3Дианский Н. А. Моделирование циркуляции океана и исследование его реакции на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. М.: Физматлит, 2013. 272 с.Дианский Н. А. Моделирование циркуляции океана и исследование его реакции на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. М.: Физматлит, 2013. 272 с.Frey D. I., Fomin V. V., Diansky N. A., Morozov E. G., Neiman V. G. New model and field data on estimates of Antarctic Bottom Water flow through the deep Vema Channel // Doklady Earth Sciences. 2017. 474 (1). P. 561—564.Frey D. I., Fomin V. V., Diansky N. A., Morozov E. G., Neiman V. G. New model and field data on estimates of Antarctic Bottom Water flow through the deep Vema Channel // Doklady Earth Sciences. 2017. 474 (1). P. 561—564.Locarnini R. A., Mishonov A. V., Antonov J. I. et al. World Ocean Atlas 2009. Vol. 1. Temperature / S. Levitus, Ed.; NOAA Atlas NESDIS 68, U.S. Government Printing Office. Washington, D.C., 2010. 184 p.Locarnini R. A., Mishonov A. V., Antonov J. I. et al. World Ocean Atlas 2009. Vol. 1. Temperature / S. Levitus, Ed.; NOAA Atlas NESDIS 68, U.S. Government Printing Office. Washington, D.C., 2010. 184 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.