Внутренние волны и фронтальные зоны в Баренцевом и Карском морях по спутниковым данным, полученным за безлёдный период 2007 года

Фронтальные зоны в океане - это области, в которых пространственные градиенты основных термодинамических характеристик значительно обострены (Федоров, 1983). В Баренцевом и Карском морях формируется несколько фронтальных зон: Прикормочная, Полярная, Стоковая. (Коник и др., 2017). Каждая из них обладает своими структурными особенностями, которые формируются в теплый сезон под влиянием сезонного прогрева, речного стока, приливной и ветровой динамики. Общим же для всех них является наличие резкого пикноклина расположенного близко к поверхности, что является одним из условия образования и проявления на поверхности (Лаврова и др., 2011) внутренних волн (ВВ). В настоящее время для рассматриваемых морей полностью отсутствуют оценки связи фронтальной динамики и особенностей формирования короткопериодных ВВ, которые могут существенным образом влиять на процессы обмена в районах приливных арктических морей (Зимин, 2016).
Данные спутникового зондирования морской поверхности позволяют детектировать проявление фронтальных зон в поле температуры поверхности моря (ТПМ), которая регистрируется в основном инфракрасными радиометрами, а поверхностные проявления короткопериодных ВВ находят свое проявление в данных радаров с синтезированной апертурой (РСА). Поэтому, наиболее эффективный путь к выявлению связи вышеназванных процессов – синтез данных с разной физической природой зондирующего излучения.
Таким образом, цель данной работы – выявить особенности положения короткопериодных внутренних волн по отношению к основным фронтальным зонам Баренцева и Карского морей в теплый период года.
В качестве исходных данных использованы ежедекадные координаты трех фронтальных зон: Прикромочной (прослеживалась в обоих морях), Полярной (прослеживалась в Баренцевом море) и Стоковой (прослеживалась в Карском море), полученные путем осреднения суточных полей ТПМ по данным продукта ассимиляции спутниковых данных GHRSST для безледного периода 2007 года (с июня по октябрь – для Баренцева моря, с июля по сентябрь – для Карского моря). Также в работе используются координаты центров поверхностных проявлений КВВ на акваториях Баренцева и Карского морей, полученные по данным РСА ENVISAT ASAR в С-диапазоне и режимах съемки WSM и IMP за вышеуказанный период времени.
Методика количественного сопоставления сводится к определению количества проявлений ВВ внутри области каждой фронтальной зоны по декадам. Далее производится расчет отношения в процентах числа ВВ, генерированных в области фронтальной зоны, к общему числу ВВ.
В Баренцевом море, в общей сложности, в области Прикромочной фронтальной зоны генерируется 5% от всех волн, зарегистрированных в теплый период. Однако максимальное число ВВ, генерированных в области Прикромочной фронтальной зоны, составляет 16 % (11 из 69 зарегистрированных волн) и наблюдается в третью декаду июня, когда ширина фронтальной зоны составляет 90 км. В области Полярной фронтальной зоны, в общем, находится около 3% от всех волн, зарегистрированных за летний период. Максимальное же число волн (25 из 183, или 14%) наблюдается в области фронтальной зоны в первую декаду июля, когда ширина фронта составляет 180 км.
В Карском море, в области Прикромочной фронтальной зоны генерируется, в общей сложности, 9% от всех зарегистрированных поверхностных проявлений ВВ. Максимальное число волн, находящихся рядом с фронтальной зоной составляет 50% от общего числа обнаруженных ВВ (13 из 27), и наблюдается в первую декаду июля, при ширине фронтальной зоны 120 км. В области Стоковой фронтальной зоны, в общем, находится 5% от всех волн, зарегистрированных за время наблюдений. Максимальное число внутренних волн, находящихся рядом с фронтом наблюдается в первую декаду августа и составляет 16% (17 из 108) от всех волн, зарегистрированных в данную декаду. При этом, ширина фронтальной зоны составляет 140 км.
Учитывая, что средняя за безледный период площадь фронтальных зон не превышает 8% от площади как Карского и Баренцева морей, то можно сказать, что на довольно малой площади регистрируется значительная часть ВВ. Можно полагать, что основные фронтальные зоны в Баренцевом и Карском морях могут быть областями генерации короткопериодных внутренних волн.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №15-05-04639 (анализ карт температуры поверхности моря), гранта Президента Российской Федерации MK-5562.2016.5 (обработка РЛИ), а также в рамках государственного задания по теме № 0827-2014-0011.