Целью международного проекта Argo является создание и поддержание постоянно действующей глобальной сети океанографических станций на основе дрейфующих буев-измерителей. Работа измерителей происходит по следующей схеме. Буй дрейфует около 10 суток на заданной глубине, затем опускается на глубину 2 км и всплывает на поверхность, измеряя температуру и соленость. Во время нахождения на поверхности данные передаются на спутники, которые определяют точное местоположение прибора, после чего буй снова опускается на глубину. Энергии батарей хватает на 3-4 года работы. С 2005 г. измерения с помощью поплавков Argo стали вести на большей части акватории Мирового океана (по состоянию на сегодняшний день в Мировом океане непрерывно работает около 4000 измерителей Argo. Постоянно пополняющиеся массивы измерений позволяют решать задачи реконструкции и мониторинга состояния океана в режиме, близком к реальному времени, и исследовать особенности океанской динамики и ее изменчивости.

Исследование изменчивости водообмена Атлантического и Северного Ледовитого океанов базируется на данных модельных расчетов с использованием разработанной в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН Арго-модели исследования глобального океана (АМИГО) (Лебедев, 2016, 2017), которая состоит из блока вариационной интерполяции на регулярную сетку нерегулярно расположенных во времени и пространстве данных профилирования Argo (Lebedev et al., 2010; Курносова, Лебедев, 2014) и блока модельной гидродинамической адаптации вариационно проинтерполированных полей (Иванов, Лебедев, 2000). Такая методика позволяет получать по нерегулярно расположенным данным измерений Argo полный набор океанографических характеристик: температуру, соленость, плотность и скорость течений. Расчеты проводились для акватории Мирового океана, ограниченной на севере 85,5° с.ш. на сетке с шагом 1° по долготе и широте, на 32 горизонтах, соответствующих горизонтам массивов World Ocean Atlas 2009 (WOA-09). На глубинах, превышающих 2000 м, где отсутствуют измерения Argo, значения температуры и солености брались из массивов WOA-09.

Методика АМИГО для обработке данных Argo в Северной Атлантике успешно применялась ранее в работах (Лебедев, Саркисян, Никитин, 2016; Саркисян, Никитин, Лебедев, 2016). Анализ результатов модельных расчетов и их сравнение с дрифтерными данными показали, что поля температуры и солености, полученные по данным Argo с использованием вариационной методики интерполяции данных на регулярную сетку, восстанавливают реалистичные поля течений, а созданная таким образом термогидродинамическая информация может успешно использоваться в качестве начальных условий в гидродинамических моделях динамики Мирового океана (Лебедев, Саркисян, Никитин, 2016). Сравнение приповерхностных течений, полученных в результате численного моделирования, с измерениями, в частности, с течениями, полученными по результатам прямых измерений дрифтерами, показывает их хорошее взаимное соответствие (Саркисян, Никитин, Лебедев, 2016).

Для корректного описания водообмена при использовании одноградусной модельной сетки была проведена корректировка рельефа дна для ряда ключевых районов Мирового океана (Флоридский пролив, западная граница Гольфстрима, пролив Нэрса, Берингов пролив, район течения Куросио, Индонезийские проливы и другие). Расход через Берингов пролив в результате такой коррекции получился равным 0,6 Св, что находится в хорошем соответствии с общепринятой оценкой 0,83 Св, полученной по данными прямых измерений (Roach et al., 1995). Перенос из Северного Ледовитого в Атлантический океан через проливы Канадского архипелага, которые в модели представлены проливом Нэрса, добавленным в скорректированный одноградусный рельеф дна, получился в результате такой коррекции рельефа дна равным 1,46±0,29 Св, что хорошо согласуется с известной из литературы оценкой расхода в проливе Дейвиса 1,6±0,5 Св, полученной по данными прямых измерений 2004–2010 гг. (Curry et al., 2014). Перенос воды из Тихого океана в Индийский по данным моделирования составил 15,4 Св, что также хорошо согласуется с расходом 15 Св, полученным по результатам проводившихся в 2004-2006 гг. прямых измерений (Sprintall et al., 2009). В модели также удалось получить разумные значения расхода Антарктического Циркумполярного течения в проливе Дрейка, который получился равным 162±5 Св (Lebedev, Tarakanov, 2018), и расхода придонного течения в Гибралтарском проливе, составившем 1,1±0,2 Св (Филюшкин, Лебедев, Кожелупова, 2017).

Результаты численного моделирования с использованием данных Argo позволили достоверно рассчитать обмен массой, теплом и солью Северного Ледовитого океана с Атлантическим и Тихим океанами. По результатам численного моделирования были рассчитаны основные показательные характеристики климата Атлантического океана по данным поплавков Argo: расходы основных течений, интегральные меридиональные переносы тепла, солей и массы, теплосолесодержание верхнего деятельного слоя, их сезонная и внутридекадная изменчивость. Результаты выполненных расчетов могут служить основой для изучения и анализа текущего состояния климата Атлантического океана и выделения внутриклиматических трендов последнего десятилетия.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №18-05-80089.