hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S2073667321010111hydrophysics-94Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESХарактеристики проявлений короткопериодных внутренних волн Курило-Камчатского региона по данным спутниковых наблюдений в летний периодCharacteristics of Manifestations of Short-Period Internal Waves of the Kuril-Kamchatka Region Based on Satellite Observations in SummerСвергунЕ. И.SvergunE. I.

117997, Нахимовский пр., д.36, г. Москва

199034, Университетская наб., д.7–9, г. Санкт-Петербург

117997, Nahimovsky Pr., 36, Moscow

199034, 7–9, Universitetskaya Emb., St. Petersburg

egor-svergun@yandex.ruЗиминА. В.ZiminA. V.

117997, Нахимовский пр., д.36, г. Москва

199034, Университетская наб., д.7–9, г. Санкт-Петербург

185030, пр. Александра Невского, д.50, г. Петрозаводск, Республика Карелия

117997, Nahimovsky Pr., 36, Moscow

199034, 7–9, Universitetskaya Emb., St. Petersburg

185030, Aleksander Nevsky st., 50, Petrozavodsk

ЛазуткинаЕ. С.LazutkinaE. S.

199034, Университетская наб., д.7–9, г. Санкт-Петербург

199034, 7–9, Universitetskaya Emb., St. Petersburg

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияShirshov Institute of Oceanology RAS; St. Petersburg State UniversityRussian FederationИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Санкт-Петербургский государственный университет; Институт водных проблем севера Карельского научного центра РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology RAS; St. Petersburg State University; Northern Water Problems Institute of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университетРоссияSt. Petersburg State UniversityRussian Federation202130112021141106115Copyright © Свергун Е.И., Зимин А.В., Лазуткина Е.С., 20212021Свергун Е.И., Зимин А.В., Лазуткина Е.С.Svergun E.I., Zimin A.V., Lazutkina E.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/94

Анализируется пространственная и временная изменчивость характеристик поверхностных проявлений короткопериодных внутренних волн на акватории тихоокеанского шельфа Курило-Камчатского региона, полученные по результатам анализа спутниковых изображений радиолокатора Sentinel-1 за летний период 2019 года. На 205 спутниковых снимках обнаружено 927 проявлений пакетов внутренних волн, содержащих от 3 до 18 волн в пакете. Длины волн внутри пакета варьировали от 80 до 1900 метров, при среднем значении в 400 метров. Фронт лидирующего гребня цуга волн имел размеры от 2 до 70 км, составляя в среднем 14 км. Минимальное число волн зарегистрировано в первой половине июня, а максимальное — в первой половине июля. Выявлены районы постоянной встречаемости проявлений внутренних волн в летний период: в южной части Курильской гряды (около островов Кунашир и Зеленый), около Тихоокеанского побережья Камчатского полуострова (Камчатский и Кроноцкий заливы). Также выделена область частого проявления волн в средней и северной частях Курильской гряды (над хребтом Витязь в районе островов Онекотан и Матуа), где интенсивность их проявления подвержена внутрисезонной изменчивости. Во всех отмеченных очагах генерации выделяется два преобладающих направления распространения пакетов волн: на восток и запад. На конкретных примерах с привлечением оптических изображений спектрорадиометра Landsat-8 показано, что в Курило-Камчатском регионе внутренние волны могут генерироваться как приливной динамикой, так и вихревыми структурами.

The spatial and temporal variability of the characteristics of surface manifestations of short-period internal waves in the water area of the Kuril-Kamchatka region, obtained from the analysis of satellite images of the Sentinel-1 radar for the summer period of 2019, is studied. 205 satellite images revealed 927 manifestations of internal wave packets containing from 3 to 18 waves per packet. The wavelengths inside the packet ranged from 80 to 1900 meters, with an average value of 400 meters. The front of the leading crest of the waves packet measured from 2 to 70 km, averaging 14 km. The minimum number of waves was registered in the first half of June, and the maximum — in the first half of July. Areas of constant occurrence of internal waves manifestations in summer are identified: in the southern part of the Kuril ridge (near the Islands of Kunashir and Zeleny), near the Pacific coast of the Kamchatka Peninsula (Kamchatka and Kronotsky Bays). The region of frequent occurrence of internal waves in the middle and Northern parts of the Kuril Ridge (over the Vityaz Ridge in the area of Onekotan and Matua Islands) is also highlighted, the intensity of wave manifestations in which is subject to strong intra-seasonal variability. In all the noted generation centers, two predominant directions of wave packet propagation are distinguished: to the East and to the West. Specific examples using optical images from the Landsat-8 Spectroradiometer show that internal waves in the Kuril-Kamchatka region can be generated by both tidal dynamics and vortex structures.

короткопериодные внутренние волныповерхностные проявленияшельфпроливыспутниковые радиолокационные изображенияспутниковые оптические изображенияочаги генерацииТихий океанОхотское мореshort-period internal wavessurface manifestationsshelfstraitssatellite radar imagessatellite optical imagesgeneration centersPacific OceanSea of OkhotskФормирование архива спутниковых изображений выполнено в рамках госзадания № 0128–2021–0014. Исследование характеристик проявлений короткопериодных внутренних волн выполнено при поддержке гранта РФФИ № 20–35–90054 Аспиранты.ReferencesГидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 9. Охотское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. Б.Х. Глуховского. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. 318 с.Hydrometeorology and hydrochemistry of the seas of the USSR. V. 9. Sea of Okhotsk. Issue 1. Hydrometeorological conditions / Ed. B.H. Gluhovskoi. SPb., Gidrometeoizdat, 1998. 318 p. (in Russian).Сабинин К.Д., Серебряный А.Н. Горячие точки в поле внутренних волн в океане // Акустический журнал. 2007. Т. 53, № 3. С. 410–436.Sabinin K.D., Serebryanyi A.N. “Hot Spots” in the Field of Internal Waves in the Ocean. Acoust. Phys. 2007, 53, 3, 357–380.Jackson C.R. An atlas of internal solitary-like waves and their properties. Alexandria: Global Ocean Associates, 2004. 560 p. URL: https://www.internalwaveatlas.com/Atlas2_index.html (дата обращения: 09.10.2020).Jackson C.R. An atlas of internal solitary-like waves and their properties. Alexandria: Global Ocean Associates, 2004. 560 p. URL: https://www.internalwaveatlas.com/Atlas2_index.html (date of access: 09.10.2020).Дикинис А.В. и др. Атлас аннотированных радиолокационных изображений морской поверхности, полученных космическим аппаратом «Алмаз-1» / Под ред. Л.Н. Карлина. М.: ГЕОС, 1999. 119 с.Dikinis A.V., Ivanov A. Yu. et. al. Atlas of annotated radar images of the sea surface obtained by the “Almaz-1 spacecraft” / Ed. L.N. Karlin. M., GEOS, 1999. 119 p. (in Russian)Mitnik L., Dubina V. Satellite SAR sensing of oceanic dynamics in the Kuril straits area // Proc IGARSS2012 Munich, Germany, 2012. P. 7632–7635. doi: 10.1109/IGARSS.2012.6351860Mitnik L., Dubina V. Satellite SAR sensing of oceanic dynamics in the Kuril straits area. Proc IGARSS2012 Munich, Germany, 2012, 7632–7635. doi: 10.1109/IGARSS.2012.6351860Sabinin K., Serebryany A. Intense short-period internal waves in the ocean // Journal of Marine Research. 2005. V. 63. N 1. P. 227–261. doi: 10.1357/0022240053693879Sabinin K., Serebryany A. Intense short-period internal waves in the ocean. Journal of Marine Research. 2005, 63(1), 227–261. doi: 10.1357/0022240053693879Свергун Е.И., Зимин А.В. Характеристики короткопериодных внутренних волн Авачинского залива по данным экспедиционных и спутниковых наблюдений, выполненных в августе — сентябре 2018 года // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 3. С. 300–312. doi: 10.22449/0233–7584–2020–3–300–312Svergun E.I., Zimin A.V. Characteristics of short-period internal waves in the Avacha Bay based on the in situ and satellite observations in August-September, 2018. Physical Oceanography. 2020, 27, 3, 278–289. doi: 10.22449/1573– 160X-2020–3–278–289Pao H.P., He Q. Generation and transformation of intense internal waves on shelves // Abstracts for COAA Scientific Workshop. Maryland, 2002.Pao H.P., He Q. Generation and transformation of intense internal waves on shelves. Abstracts for COAA Scientific Workshop. Maryland, 2002.Nakamura T., Kawasaki Y., Kono T., Awaji T. Large-amplitude internal waves observed in the Kruzenshtern Strait of the Kuril Island Chain and possible water transport and mixing // Continental Shelf Research. 2010. V. 30. N 6. P. 598–607. doi: 10.1016/j.csr.2009.07.010Nakamura T., Kawasaki Y., Kono T., Awaji T. Large-amplitude internal waves observed in the Kruzenshtern Strait of the Kuril Island Chain and possible water transport and mixing. Continental Shelf Research. 2010, 30(6), 598–607. doi: 10.1016/j.csr.2009.07.010Navrotsky V., Pavlova E. Internal waves space structure in shelf zones of the far eastern seas. // Pacific Oceanography. 2010. N 1. P. 65–76.Navrotsky V., Pavlova E. Internal waves space structure in shelf zones of the far eastern seas. Pacific Oceanography. 2010, 1, 65–76.Родионов А.А., Семенов Е.В., Зимин А.В. Развитие системы мониторинга и прогноза гидрофизических полей морской среды в интересах обеспечения скрытности и защиты кораблей ВМФ // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2012. Т. 5, № 2. С. 89–108.Rodionov A.A., Semenov E.V., Zimin A.V. The development of a system of monitoring and forecast of hydrophysical fields of the marine environment in the interests of ensuring secrecy and protection of ships. Fundam. Prikl. Gidrofiz. 2012, 5, 2, 89–108 (in Russian).Серебряный А.Н. Воздействие внутренних волн больших амплитуд на буксируемый гидродинамический заглубитель // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 2. С. 39–45.Serebryany A.N. Effect of large-amplitude internal waves on towed hydrodynamical depressor. Fundam. Prikl. Gidrofiz. 2016, 9, 2, 39–45 (in Russian).Тюгин Д.Ю., Наумов А.А., Куркина О.Е., Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. Динамические эффекты в придонном слое, индуцированные аномальными внутренними волнами // Экологические системы и приборы. 2014. № 1. С. 20–28.Tyugin D.Y., Naumov A.A., Kurkina O.E., Kurkin A.A., Pelinovsky E.N. The dynamic effects in the bottom layer induced by abnormal internal waves. Ekologicheskie Sistemy i Pribory. 2014, 1, 20–28 (in Russian).Fraser N. Surfing an oil rig // Energy Rev. 1999. N4.Fraser N. Surfing an oil rig. Energy Rev. 1999, N 4.Зимин А.В., Свергун Е.И. Короткопериодные внутренние волны в шельфовых районах Белого, Баренцева и Охотского морей: оценка повторяемости экстремальных высот и динамических эффектов в придонном слое // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 2. С. 66–72. doi: 10.7868/S2073667318040081Zimin A.V., Svergun E.I. Short-period internal waves in the shelf areas of the White, Barents and Okhotsk Seas: estimation of the extreme heights occurrence and dynamic effects in the bottom layer. Fundam. Prikl. Gidrofiz. 2018, 11, 2, 66–72 (in Russian). doi: 10.7868/S2073667318040081Богданов К.Т., Мороз В.В. Воды Курило-Камчатского течения и течения Ойясио. Владивосток: Дальнаука, 2004, 141 с.Bogdanov K.T. et al. The Kuril-Kamchatka current and Oyashio current water. Vladivostok, Izd. Dalnauka, 2004. 141 p. (in Russian).Богданов К.Т., Мороз В.В. Структура, динамика и гидролого-акустические характеристики вод проливов Курильской гряды. Владивосток: Изд. Дальнаука, 2000. 52 с.Bogdanov K.T. et al. Structure, dynamics, and hydro-acoustic characteristics of the waters of the Kuril Ridge Straits. Vladivostok, Izd. Dalnauka, 2000. 52 p. (in Russian).Robinson I.S. Discovering the ocean from space: The unique applications of satellite oceanography. London: Springer, 2010. 638 p.Robinson I.S. Discovering the Ocean from Space: The unique applications of satellite oceanography. London, Springer, 2010. 638 p.Мезенцева Л.И., Евдокимова Л.И., Вражкин А.Н. Повторяемость опасных явлений на акватории дальневосточных морей, вызванных выходом тропических циклонов // Метеорология и гидрология. 2019. № 12. С. 70–79.Mezentseva L.I., Evdokimova L.I., Vrazhkin A.N. Trends in hazardous phenomena over the far eastern seas caused by tropical cyclones. Russ. Meteorol. Hydrol. 2019, 44, 12, 837–843. doi: 10.3103/S1068373919120069da Silva J.C.B., New A.L., Magalhaes J.M. On the structure and propagation of internal solitary waves generated at the Mascarene Plateau in the Indian Ocean // Deep-Sea Research. 2011. V. 58. P. 229–240. doi: 10.1016/j.dsr.2010.12.003da Silva J.C.B., New A.L., Magalhaes J.M. On the structure and propagation of internal solitary waves generated at the Mascarene Plateau in the Indian Ocean. Deep Sea Res. 2011, 58, 229–240. doi: 10.1016/j.dsr.2010.12.003Nakamura T., Awaji T. Tidally induced diapycnal mixing in the Kuril Straits and its role in water transformation and transport: A three-dimensional nonhydrostatic model experiment // J. Geophys. Res. 2004. V. 109: C09S07. doi: 10.1029/2003JC001850Nakamura T., Awaji T. Tidally induced diapycnal mixing in the Kuril Straits and its role in water transformation and transport: A three-dimensional nonhydrostatic model experiment. J. Geophys. Res. 2004, 109, C09S07. doi: 10.1029/2003JC001850Дубина В.А., Митник Л.М. Внутренние волны в Японском море: пространственно-временное распределение и характеристики по данным спутникового дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2007. № 3. С. 37–46.Dubina V.A., Mitnik L.M. Internal Waves in the Japan Sea: Space-time Distribution and Characteristics from Satellite Remote Sensing. Issledovanie Zemli iz Kosmosa. 2007, 3, 37–46 (in Russian).Тюгин Д.Ю., Куркин А.А., Куркина О.Е. Обновлённый программный комплекс для моделирования внутренних волн в Мировом океане с поддержкой облачных вычислений // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, № 1. С. 24–34. doi: 10.7868/S2073667320010037Tyugin D. Yu., Kurkin A.A., Kurkina O. Ye. Updated software package for internal waves modeling in the World Ocean with cloud computing support. Fundam. Prikl. Gidrofiz. 2020, 13, 1, 24–34. doi: 10.7868/S2073667320010037Жабин И.А., Андреев А.Г. Взаимодействие мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей в охотском море по данным спутниковых наблюдений // Исследование Земли из космоса. 2014. № 4. С. 75–78. doi: 10.7868/S0205961414030075Zhabin I.A., Andreev A.G. The interaction of the mesoscale and submesoscale eddies in the Sea of Okhotsk using satellite data. Issledovanie Zemli iz Kosmosa. 2014, 4, 75–78 (in Russian). doi: 10.7868/S0205961414030075 (in Russian).Романенков Д.А., Зимин А.В., Родионов А.А., Атаджанова О.А., Козлов И.Е. Изменчивость фронтальных разделов и особенности мезомасштабной динамики вод Белого моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 1. С. 59–72.Romanenkov D.A., Zimin A.V., Rodionov A.A., Atazhanova O.A., Kozlov I.E. Variability of fronts and features of mesoscale water dynamics in the White Sea. Fundam. Prikl. Gidrofiz. 2016, 9, 1, 59–72 (in Russian).Лаврова О.Ю., Митягина М.И., Сабинин К.Д. Исследование особенностей генерации и распространения внутренних волн в бесприливных морях по данным спутниковой радиолокации // Доклады Академии наук. 2011. Т. 436, № 3. С. 407–411.Lavrova O.Y., Mityagina M.I., Sabinin K.D. Study of internal wave generation and propagation features in non-tidal seas based on satellite synthetic aperture radar data. Doklady Earth Sciences. 2011, 436, 1, 165–169.

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