Изучение динамики приповерхностного слоя воды при погружении в нее с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью или термика выполнено при помощи качественных экспериментов в гидролотке и численного моделирования изучаемого явления. Лабораторные эксперименты продемонстрировали вихревой и сильно нестационарный характер погружения с поверхности конечного объема воды с отрицательной плавучестью. В лабораторных условиях были зафиксированы все обычно наблюдаемые этапы трансформации формы вод термика – «гриб», вихревое кольцо и его распад. Численное моделирование подтвердило вихревой и короткоживущий характер возникающего течения и позволило детализировать процессы погружения конечного объема соленой воды в окружении пресной. Использование трех дополнительных модельных полей трассеров нейтральной плавучести позволило отследить изменчивость формы вод термика, а также процессов перемешивания и вовлечения в движение пресной воды. Детализация вертикальной циркуляции в окрестности погружающегося термика показала наличие восходящих движений пресной воды на его периферии. Данное обстоятельство в натурных условиях будет блокировать на некоторое время в данной точке поверхности моря возможность формирования следующего термика.

Анализ среднемесячных данных температуры Балтийского моря на поверхности и различных глубинах показал ее существенный рост за последние десятилетия. Вместе с этим наблюдаемый рост температуры распределен по акватории Балтийского моря неравномерно: так, наиболее сильно температура повысилась в Финском и Рижском заливах. На фоне этого роста обнаружены колебания температуры с периодами от 2 до 6 лет, ~8 лет и ~14 лет. Показаны связи этих колебаний с Эль-Ниньо, Северо-Атлантическим колебанием и Северо-Атлантическим течением соответственно. Причем влияние Эль-Ниньо захватывает верхние 10 метров Балтийского моря, связь с Северо-Атлантическим колебанием прослеживается до глубины 52 метров, а влияние Северо-Атлантического течения сохраняется до глубины 78 метров. Показано, что найденные колебания оказали наиболее сильное влияние на температуру Балтийского моря с середины 1970-х по конец 1990-х гг. Обнаружена связь глобальных климатических сдвигов 1976/77 и 1998/99 гг. и междекадных изменений температуры Балтийского моря. Высказано предположение, что Глобальная атмосферная осцилляция выступает в роли синхронизирующего звена между Эль-Ниньо, Северо-Атлантическим колебанием и межгодовой изменчивостью температуры Балтийского моря.

Перевод Е. С. Кочеткова, 2019

На основе данных наблюдений проанализированы закономерности изменчивости температуры и солености в верхнем 20-метровом слое океана на временном интервале 1950–2014 гг. Для исследования было выбрано четыре характерных области в центральной части Арктического бассейна и два района на его границе с морем Лаптевых. По результатам анализа показано, что до 1990-х гг., когда большая часть Арктического бассейна была круглогодично покрыта многолетними льдами, временная изменчивость термохалинных параметров в верхнем перемешанном слое в центральном Арктическом бассейне была мала в течение всего года. С середины 1990-х гг. в западной и восточной частях Арктического бассейна наблюдаются разнонаправленные изменения термохалинных параметров в верхнем слое. В западной области в зимний сезон происходит осолонение и охлаждение поверхностных вод, тогда как в восточной Арктике, наоборот, наблюдаются сильное распреснение и соответствующее повышение температуры воды. Одной из основных причин распреснения поверхностных вод в восточной Арктике является сокращение площади многолетних льдов и замещением их однолетними на фоне увеличения общего пресноводного стока рек и изменения характера атмосферной циркуляции в Арктическом бассейне. Осолонение поверхностных вод в западной Арктике связано с увеличением поступления соленых атлантических вод из пролива Фрама и их подъемом к поверхности в условиях возросшей сезонности арктического морского льда, под которой понимается увеличение продолжительности сезона таяния.

Перевод Е. С. Кочеткова, 2019

Приведены обобщенные результаты исследования поверхностных проявлений субмезомасштабных вихрей в Баренцевом, Карском и Белом морях на основе анализа около 3.5 тысяч спутниковых радиолокационных изображений в безледный период за несколько лет в период с 2007 по 2012 гг. Для выявления общих черт субмезомасштабной вихревой активности на фоне процессов большего масштаба использовались данные по температуре поверхности моря, по которым оценивалось положение фронтальных зон, и сведения о приливных процессах за тот же период.

На акваториях исследуемых морей было зарегистрировано около 4.5 тысяч структур. Показано, что субмезомасштабные вихри – распространенное явление в летний сезон на акватории описываемых морей. Чаще всего встречаются вихри диаметром 2–4 км. Установлено, что во всех морях преобладает циклонический тип проявлений вихрей, при этом размер антициклонических структур в среднем всегда больше. Максимальное число вихрей наблюдается в начальный период формирования сезонного приповерхностного пикноклина. Сопоставление положений поверхностных проявлений вихревых структур с положениями фронтальных зон и топографией дна показало, что частая встречаемость проявлений преимущественно отмечается вблизи и внутри областей изменчивости фронтальных зон, а также в районах со значительными неровностями дна. В районах подводных возвышенностей максимальное количество вихревых структур фиксировалось в период сизигийного прилива.

Перевод Е. С. Кочеткова, 2019

Изучаются мезомасштабные вихри Лофотенской котловины Норвежского моря. Алгоритм автоматической идентификации и трекинга вихрей применяется к спутниковым альтиметрическим данным. За период 1993– 2017 гг. в Лофотенской котловине выявлено 166 000 циклонических и 169 395 антициклонических случаев проявления мезомасштабных вихрей, к которым в дальнейшем была применена процедура связывания в треки. Дальнейший анализ производился по трекам долгоживущих (время жизни более 35 сут) вихрей: 120 циклонических и 210 антициклонических вихрей. Анализировалось пространственное распределение мезомасштабных вихрей в Лофотенской котловине, выделены очаги их генерации и диссипации, проведен статистический анализ их характеристик. Показано, что в Лофотенской котловине существуют различные районы проявления мезомасштабных вихрей, которые могут отражать разный механизм их образования: отрыв от Норвежского течения при его меандрировании и генерация вихрей непосредственно в Лофотенской котловине. Во фронтальной зоне Норвежского течения существуют три выраженные области формирования вихрей, откуда они смещаются на запад и северо-запад, формируя три основных траектории. Показано, что вблизи Лофотенского вихря доминируют антициклонические вихревые образования. Однако циклонические вихревые структуры вблизи Лофотенского вихря также встречаются в достаточном количестве и локализуются в окрестности двух точек с центрами 69.5° с.ш., 4° в.д. и 70° с.ш., 2.5° в.д. Эти циклонические вихри, как правило, являются долгоживущими и находятся в области с циклонической завихренностью, окружая Лофотенский вихрь (shielded vortex). Мезомасштабные вихри, приходящие в зону Лофотенского вихря извне, образуются преимущественно в области Норвежского течения и перемещаются, как правило, в циклоническом направлении. Применив алгоритм автоматической идентификации и трекинга вихрей, мы показали, что антициклонические мезомасштабные вихри в Лофотенской котловине образуются в большинстве своем во фронтальной зоне Норвежского течения, диссипируя не очень далеко от места своего образования, в то время как циклонические вихри могут образоваться в разных местах акватории Лофотенской котловины. В западной части котловины вихрей значительно меньше, чем в других ее частях.

Это исследование основано на анализе данных численных экспериментов, выполненных с помощью адаптированной для района Обской Губы конфигурации модели Delft3D. В работе рассматриваются результаты численного моделирования внутригодовой изменчивости отдельных параметров термо-, гидродинамического и ледового режима изучаемого района на расчетной сетке с пространственным разрешением 50–100 м по горизонтали и 1–2 м по глубине и использованием режима негидростатики. Подбор значений управляющих параметров позволил вывести данную конфигурацию модели на устойчивый режим работы и наиболее полно адаптировать ее к условиям высоких (полярных) широт.

Проведенные численные эксперименты показали адекватное воспроизведение гидрофизического и ледового режима Обской губы в течение расчетного периода. Полученные в ходе расчетов данные были сопоставлены с имеющимися натурными наблюдениями, выполненными в Обской губе. По результатам моделирования скорости течения, колебания уровня моря и толщины ледяного покрова была проведена оценка погрешностей расчетов для демонстрации качества работы адаптируемой конфигурации модели. Выполненный сравнительный анализ эволюции выбранных параметров, полученных в результате численных экспериментов, с данными наблюдений продемонстрировал положительные возможности модельного комплекса Delft3D. Максимальные величины погрешностей расчета в основном зависят от качества исходных данных. Таким образом, адаптируемый к району Обской губы модельный комплекс Delft3D может быть использован для успешного разрешения ряда прикладных гидрометеорологических, морфологических и экологических задач в области освоения и эксплуатации данного Арктического региона.

Приводятся методика и результаты обработки векторных ледовых карт из архива ААНИИ за период 1998– 2018 гг. Получены ряды многолетней изменчивости суммарных протяженностей участков маршрута порт Сабетта – Берингов пролив в припае, в сплоченных льдах, в сплоченных льдах при наличии определенных возрастных категорий льдов и их частных концентраций, суммарной приведенной протяженности маршрута в старых и толстых однолетних льдах для десятидневных интервалов (декад) апреля и мая. Под термином «сплоченные льды» в статье понимаются дрейфующие льды общей сплоченностью 9, 9–10, 10 баллов за исключением случаев, когда они представлены исключительно начальными льдами толщиной до 10 см. Выполнена проверка рядов на наличие трендов методом интегральных кривых и проверка однородности рядов с помощью ранговых непараметрических критериев Уилкоксона–Манна–Уитни и Зигеля–Тьюки. Проанализировано более 4 тыс. значений протяженностей. Выявлено уменьшение суммарной протяженности участков маршрута в припае и в сплоченных льдах с наличием старых льдов, увеличилась протяженность пути в сплоченных льдах, в сплоченных льдах при наличии однолетних льдов средней толщины, в сплоченных льдах при наличии толстых однолетних льдов, в сплоченных льдах с частной концентрацией толстых однолетних льдов 5 и более баллов, в сплоченных льдах с суммой частных концентраций толстых однолетних льдов и однолетних льдов средней толщины 5 и более баллов. Уменьшение приведенной протяженности пути плавания в старых льдах частично компенсируется увеличением практически на эту же величину приведенной протяженности пути плавания в однолетних толстых льдах.

В рамках очерка представлены основные вехи развития отечественной гидрографической службы на Черном море. Показаны два периода (1871–1920 гг. и 1920–1940 гг.) развития гидрографических исследований. Описана роль Черноморской Океанографической экспедиции (1923–1935 гг.) и Азовско-Черноморской научно-промысловой экспедиции (1922–1928 гг.) в истории исследований Черного моря. Показана взаимосвязь развития гидрографии и Черноморской гидрофизической станции. Кратко показаны результаты гидрографических исследований к 1940 г. Черноморская Океанографическая экспедиция впервые собрала обстоятельный материал об условиях существования вод моря, в том числе и о гидрофизических. Одним из важных итогов, до сих пор сохраняющим научное значение, Азовско-Черноморской научно-промысловой экспедиции стало положение о системе круговых течений в западной и восточной частях Черного моря – так называемые «очки Книповича». Общий вывод – гидрографические исследования внесли значимый вклад в первоначальное изучение гидрофизических полей Черного моря, эти же исследования служили основой для развития океанографии и ее новых отраслей – физики моря.