Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ), опоясывающее Антарктиду с запада на восток, является самым мощным течением в Мировом океане, оставаясь при этом наименее изученным в силу удаленности и сложности проведения исследований в Южном океане. Появление в начале XXI века постоянно действующей глобальной сети дрейфующих измерителей Argo предоставляет уникальные возможности непрерывного мониторинга состояния океана: около 4000 измерителей Argo осуществляют сегодня автономное зондирование верхней двухкилометровой толщи океана с 10-дневным интервалом.

Исследование изменчивости переносов массы, тепла и солей в Южном океане 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.

Методика АМИГО для обработки 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).

Выполненные расчеты показали, что предложенная методика модельных адаптационных расчетов океанографических характеристик с использованием данных Argo позволяет существенно повысить детализацию и реалистичность получаемых полей температуры, солености и течений Южного океана. Положение АЦТ хорошо прослеживается по минимуму солености на горизонте 200 м. Северная, наиболее сильная часть АЦТ, оконтурена Субантарктическим фронтом. Хорошо заметна южная граница АЦТ: соленость на этой глубине минимальна в районе распространения АЦТ, повышаясь при приближении к Антарктиде за счет подъема циркумполярной глубинной воды.

Выполненные расчеты показали, что методика модельных расчетов океанографических характеристик Южного океана с использованием данных Argo позволяет существенно улучшить климатические поля температуры, солености и течений. Используемая методика позволяет восстановить трехмерное поле скорости как для районов, обеспеченных наблюдениями, так и в прибрежной области, где данные Argo практически отсутствуют.

По результатам численного моделирования представлены основные показательные характеристики Южного океана по данным поплавков Argo: переносы массы, тепла и солей, их сезонная и межгодовая изменчивость. Дополнительно был рассчитан обмен Южного океана массой, теплом и солью с Атлантическим, Тихим и Индийским океанами и выполнен анализ его изменчивости.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №19-05-00878.