Анализ мезомасштабных фронтальных зон Норвежского моря по спутниковым наблюдениям и данным реанализа в мае 2011–2020 гг.

   Цель исследования — сравнение рассчитанных на основе спутниковых наблюдений и данных реанализа горизонтальных градиентов температуры в области поверхностных проявлений мезомасштабных фронтальных зон и для всей акватории Норвежского моря в период начала нагульных миграций пелагических рыб в мае 2011–2020 гг.

   На основе среднемесячных данных температуры MODIS/Aqua, GHRSST OSTIA и CMEMS GLORYS12v1 рассчитаны поля среднемесячных и десятилетних горизонтальных градиентов на поверхности Норвежского моря. Выполнено сравнение полученных десятилетних оценок градиентов температуры с их средними климатическими значениями. Выявлено, что в большинстве данных регистрируются поверхностные проявления основных фронтальных зон Норвежского моря. На основе уникальных in situ наблюдений проведена валидация полей температуры в области Исландско-Фарерской фронтальной зоны. Показано, что для анализа фронтальных зон Норвежского моря наиболее предпочтительно использование полей температуры GHRSST OSTIA. Полученные физико-географические особенности мезомасштабных фронтальных зон возможно использовать для оценки связи с миграциями пелагических рыб в Норвежском море.

1. Li Q.P., Franks P.J.S., Ohman M.D., Landry M.R. Enhanced nitrate fluxes and biological processes at a frontal zone in the southern California current system // Journal of Plankton Research. 2012. Vol. 34, N 9. P. 790–801. doi: 10.1093/plankt/fbs006

2. Sampe T., Nakamura H., Goto A., Ohfuchi W. Significance of a Midlatitude SST Frontal Zone in the Formation of a Storm Track and an Eddy-Driven Westerly Jet // Journal of Climate. 2010. Vol. 23, N 7. P. 1793–1814. doi: 10.1175/2009JCLI3163.1

3. Gordeeva S., Zinchenko V., Koldunov A., Raj R.P., Belonenko T. Statistical analysis of long-lived mesoscale eddies in the Lofoten basin from satellite altimetry // Advances in Space Research. 2020. S0273117720303768. doi: 10.1016/j.asr.2020.05.043

4. Yuan J., Liang J-H. Wind- and Wave-Driven Ocean Surface Boundary Layer in a Frontal Zone: Roles of Submesoscale Eddies and Ekman–Stokes Transport // Journal of Physical Oceanography. 2021. Vol. 51, N 8. P. 2655–2680. doi: 10.1175/JPO-D-20-0270.1

5. Hansen C., Kvaleberg E., Samuelsen A. Anticyclonic eddies in the Norwegian Sea; their generation, evolution and impact on primary production // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2010. Vol. 57, N 9. P. 1079–1091. doi: 10.1016/j.dsr.2010.05.013

6. Cassar N., DiFiore P.J., Barnett B.A., Bender M.L., Bowie A.R., Tilbrook B., Petrou K., Westwood K.J., Wright S.W., Lefevre D. The influence of iron and light on net community production in the Subantarctic and Polar Frontal Zones // Biogeosciences. 2011. Vol. 8, N 2. P. 227–237. doi: 10.5194/bg-8-227-2011

7. Eliasen S.K., Homrum E.I., Jacobsen J.A., Kristiansen I., Óskarsson G.J., Salthaug A., Stenevik E.K. Spatial Distribution of Different Age Groups of Herring in Norwegian Sea, May 1996–2020 // Frontiers in Marine Sciences. 2021. Vol. 8. P. 778725. doi: 10.3389/fmars.2021.778725

8. Stiansen J.E., Johansen G.O., Sandø A.B., Loeng H. Northern Seas: Climate and Biology. Marine Resources. Climate Change and International Management Regimes, 2022. 99 p.

9. Overland J.E., Wang M., Walsh J.E., Stroeve J.C. Future Arctic climate changes: Adaptation and mitigation time scales // Earth’s Future. 2013. Vol. 2. P. 68–74. doi: 10.1002/2013ef000162

10. Yamanouchi T., Takata K. Rapid change of the Arctic Climate system and its global influences — Overview of GRENE Arctic Climate change research project (2011–2016) // Polar Science. 2020. Vol. 25. 100548. doi: 10.1016/j.polar.2020.100548

11. Родионов В.Б., Костяной А.Г. Океанические фронты морей Северо–европейского бассейна. М.: ГЕОС, 1998. 292 с.

12. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. Л.: Гл. упр. навигации и океанографии, 1980. 185 с.

13. Beldring S., Engen-Skaugen T., Førland E.J., Roald L.A. Climate change impacts on hydrological processes in Norway based on two methods for transferring regional climate model results to meteorological station sites // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2008. Vol. 60, N 3. P. 439–450. doi: 10.1111/j.1600-0870.2007.00306.x

14. Bosse A., Fer I. Mean Structure and Seasonality of the Norwegian Atlantic Front Current Along the Mohn Ridge from Repeated Glider Transects // Geophysical Research Letters. 2019. Vol. 46, N 22. P. 170–179. doi: 10.1029/2019GL084723

15. Kjell A.O., Niiler P. Major pathways of Atlantic water in the northern North Atlantic and Nordic Seas toward Arctic // Geophysical Research Letters. 2002. Vol. 29, N 19. 1896. doi: 10.1029/2002gl015002

16. Фёдоров A.М., Башмачников И.Л., Белоненко Т.В. Зимняя конвекция в Лофотенской котловине по данным буев Argo и гидродинамического моделирования // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2019. Т. 64, № 3. С. 491–511. doi: 10.21638/spbu07.2019.308

17. Raj R.P., Chatterjee S., Bertino L., Turiel A., Portabella M. The Arctic Front and its variability in the Norwegian Sea // Ocean Science. 2019. Vol. 15, N 6. P. 1729–1744. doi: 10.5194/os-15-1729-2019

18. González-Pola C., Larsen K.M.H., Fratantoni P., Beszczynska-Möller A. ICES Report on ocean climate 2020 // ICES Cooperative Research Reports. 2022. Vol. 356. 121 p. doi: 10.17895/ices.pub.19248602

19. Smart J.H. Spatial Variability of Major Frontal Systems in the North Atlantic-Norwegian Sea Area: 1980–81 // Journal of Physical Oceanography. 1984. Vol. 14, N 1. P. 185–192. doi: 10.1175/1520-0485(1984)014<0185:svomfs>2.0.co;2 Jjbnk

20. Blindheim J. Arctic intermediate water in the Norwegian sea // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1990. Vol. 37, N 9. P. 1475–1489. doi:10.1016/0198–0149(90)90138-l

21. Nilsen J.E.Ø., Falck E. Variations of mixed layer properties in the Norwegian Sea for the period 1948–1999 // Progress in Oceanography. 2006. Vol. 70, N 1. P. 58–90. doi: 10.1016/j.pocean.2006.03.014

22. Ахтямова А.Ф., Травкин В.С. Исследование фронтальных зон Норвежского моря // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 1. С. 67–83. URL: https://mhiras.elpub.ru/jour/article/view/830

23. Bergstad O.A., Bjelland O., Gordon J.D.M. Fish communities on the slope of the eastern Norwegian Sea // Sarsia. 1999. Vol. 84, N 1. P. 67–78. doi: 10.1080/00364827.1999.10420452

24. ICES. Manual for International Pelagic Surveys (IPS). Series of ICES Survey Protocols SISP 9 — IPS, 2015. 92 p. URL: https://ices-library.figshare.com/articles/report/SISP_9_-_Manual_for_International_Pelagic_Surveys_IPS_/19050794

25. Olson D.B., Hitchcock G.L., Mariano A.J., Ashjian C.J., Peng G., Nero R.W., Podest G.P. Life on the edge: Marine life and fronts // Oceanography. 1994. Vol. 7, N 2. P. 52–60. doi: 10.5670/oceanog.1994.03

26. Bakun A. Fronts and eddies as key structures in the habitat of marine fish larvae: opportunity, adaptive response and competitive advantage // Scientia Marina. 2006. N 70S2. P. 105–122.

27. Сентябов Е.В. Опыт использования температурно-акустических разрезов в международных экосистемных съемках для анализа распределения пелагических рыб Норвежского моря // Труды ВНИРО. 2018. Т. 174. C. 105–111. doi: 10.36038/2307-3497-2018-174-105-111

28. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.

29. Liu Y., Minnett P.J. Sampling errors in satellite–derived infrared sea–surface temperatures. Part I: Global and regional MODIS fields // Remote Sensing of Environment. 2016. Vol. 177. P. 48–64. doi: 10.1016/j.rse.2016.02.026

30. Stark J.D., Donlon C.J., Martin M.J., McCulloch M.E. OSTIA: An operational, high resolution, real time, global sea surface temperature analysis system // Oceans. 2007. 061214–029. doi: 10.1109/oceanse.2007.4302251

31. Ivshin V.A., Trofimov A.G., Titov O.V. Barents Sea thermal frontal zones in 1960–2017: variability, weakening, shifting // ICES Journal of Marine Science. 2019. Vol. 76. P. i3–i9. doi: 10.1093/icesjms/fsz159

32. Зимин А.В., Атаджанова О.А., Коник А.А., Гордеева С.М. Сравнение результатов наблюдений, выполненных в Баренцевом море, с данными из глобальных океанологических баз // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13, № 4. С. 66–77. doi: 10.7868/S2073667320040061

33. Asbjørnsen H., Årthun M., Skagseth Ø., Eldevik T. Mechanisms of ocean heat anomalies in the Norwegian Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124. P. 2908–2923. doi: 10.1029/2018JC014649

34. Oziel L., Sirven J., Gascard J.C. The Barents Sea frontal zones and water masses variability (1980–2011) // Ocean Science. 2016. Vol. 12, N 1. P. 169–184. doi: 10.5194/os-12-169-2016

35. Кораблёв А.А. Система фронтальных разделов Норвежской ЭАЗО // Исследование роли энергоактивных зон океана в короткопериодных колебаниях климата. М.: ВИНИТИ, 1987. С. 380–386.

36. Belkin I.M. Remote sensing of ocean fronts in marine ecology and fisheries // Remote Sensing. 2021. Vol. 13, N 5. 883. doi: 10.3390/rs13050883