Изменения вертикальной устойчивости верхнего слоя моря Лаптевых на фоне сокращения ледяного покрова

Рассчитаны основные критерии вертикальной устойчивости вод верхнего 100-метрового слоя моря Лаптевых по реконструированной пространственно-временной изменчивости трехмерной структуры температуры и солености, полученной на основании численных экспериментов на адаптированной для условий Северного Ледовитого океана региональной конфигурации математической модели NEMO. Результаты моделирования представлены на вертикальном разрезе, пересекающем как мелководную, так и глубоководную части моря. Проведенное исследование выявило структурные изменения в распределении вертикальной устойчивости вод в море Лаптевых в отдельные периоды потепления и сокращения ледяного покрова в начале XXI века. В эти периоды чаще стали возникать условия, благоприятствующие развитию полной вертикальной устойчивости вод. В рассматриваемые «теплые» годы диапазон изменения величины частоты Брента-Вяйсяля уменьшился по сравнению с «холодным» 2004 годом. Mощность слоя максимальных значений частоты Брента-Вяйсяля становится больше в периоды таяния льда. В то же время отрицательная термохалинная устойчивость более интенсивно проявилась в весенний период в мелководных районах моря, охватывая более мощный поверхностный слой. В зимний период «теплых» лет площадь разреза с положительным критерием термохалинной устойчивости сократилась как в глубоководной, так и в мелководной части разреза. Толщина слоя с отрицательными значениями плотностного соотношения достигла максимальных значений летом в «теплые» годы.

1. Алексеев Г.В., Александров Е.И., Глок Н.И., Иванов Н.Е., Смоляницкий В.М., Харланенкова Н.Е., Юлин А.В. Эволюция площади морского ледового покрова Арктики в условиях современных изменений климата // Исследование Земли из космоса. 2015. № 2. C. 5–19.

2. Вертикальная структура и динамика подледного слоя океана / Под ред. Л.А. Тимохова. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 141 с.

3. Волков В.А., Лукин В.В. Водные массы и стратификация вод Арктического бассейна // Труды ААНИИ. 1985. Т. 398. С. 30–39.

4. Гарманов А.Л., Колтышев А.Е., Никифоров Е.Г., Тимохов Л.А., Морисон Дж. Верхний перемешанный слой в Арктическом бассейне // Труды ААНИИ. 2008. Т. 448. С. 149–189.

5. Даньшина А.В. Влияние теплозапаса деятельного слоя Восточно-Сибирского моря на эволюцию ледяного покрова // Оригинальные исследования. 2018. Т. 8. № 5. С. 4–15.

6. Океанографические таблицы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 477 c.

7. Океанография и морской лед / Под ред. И.Е. Фролова. М.: Паулсен, 2011. 432 c.

8. Система моря Лаптевых и прилегающих морей Арктики: современное состояние и история развития / Отв. ред. X. Кассенс, А.П. Лисицын, Й. Тиде, Е.И. Полякова, Л.А. Тимохов, И.Е. Фролов. М.: Изд-во Московского университета, 2009. 608 с.

9. Тимохов Л.А., Чернявская Е.А. Особенности состояния поверхностного слоя Арктического бассейна в аномальное лето 2007 // Проблемы Арктики и Антарктики. 2009. № 3(83). С. 19–28.

10. Федоров K.Н. Избранные труды по физической океанологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 308 c.

11. Шутова M.М. Общая океанология. Гидрофизика океана. Владивосток: Издательский дом Дальневосточного федерального университета, 2012. 151 с.

12. Alekseev G.V., Danilov A.I., Kattsov V.M., Kuzmina S.I., Ivanov N.E. Changes in the climate and sea ice of the Northern Hemisphere in the 20th and 21st centuries from data of observations and modelling. Izv. Atmospheric and Oceanic Physics, 2009, vol. 45, no. 6, p. 675–686.

13. Callaghan T.V., Johansson M., Key J., Prowse T.D., Ananicheva M., Klepikov A. Feedbacks and interactions: From the Arctic cryosphere to the climate system. Ambio, 2011, vol. 40, p. 75–86.

14. Davis P.E., Lique C., Johonson H.L., Guthrie J.D. Competing Effects of Elevated Vertical Mixing and Increased Freshwater Input on the Stratification and Sea Ice Cover in a Changing Arctic Ocean. American Meteorological Society, 2016, vol. 46, p. 1531–1553.

15. Fofonoff N.P., Millard R.C. Algorithms for computation of fundamental properties of seawater. UNESCO Technical papers in marine science, 1983, vol. 44, p. 53.

16. Kattsov V., Ryabinin V., Overland J., Serreze M., Visbeck M., Walsh J., Meier W., Zhang X. Arctic sea ice change: a grand challenge of climate science. Journal of Glaciology, 2010, vol. 56, no. 200, p. 1115–1121.

17. Overland J.E., Wang M., Salo S. The recent Arctic warm period. Tellus, 2008, p. 1–9.

18. Poloukhin N.V., Talipova T.G., Pelinovsky E.N., Lavrenov I.V. Kinematic characteristics of the high-frequency internal wave field in the Arctic Ocean. Oceanology, 2003, vol. 43, no. 3, p. 333–343.

19. Polyakov I.V., Pnyushkov A.V., Carmack E.C. Stability of the arctic halocline: a new indicator of arctic climate change. Environmental Research Letters, 2018, vol. 13, p. 1–8.

20. Rudels В., Larsson A.-M., Sehlstedt P.-I. Stratification and water mass formation in the Arctic Ocean: some implications for the nutrient distribution. Polar Research, 1991, vol. 10, p. 19–32.

21. Обзор гидрометеорологических процессов в Северной полярной области. Ежеквартальный информационный бюллетень // Трансарктика. ААНИИ. URL: http://www.aari.ru/main.php?lg=0&id=449 (дата обращения 20.02.2019).

22. Обзорные ледовые карты. Оперативные данные // Трансарктика. ААНИИ. URL: http://www.aari.ru/main.php?lg=0&id=94 (дата обращения 20.02.2019).

23. AARI WDC Sea Ice file server. URL: http://wdc.aari.ru/datasets/ssmi/data/north/extent/lap/ (дата обращения 20.03.2019).

24. NEMO. Community Ocean Model. URL: https://www.nemoocean.eu/ (дата обращения 20.03.2019).