Связь пространственно-временной изменчивости температуры воды Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана с АМОЦ

Поверхностные теплые воды Атлантической меридиональной океанической циркуляции (АМОЦ) оказывают существенное влияние на температурный режим Северной Атлантики, а также могут влиять на температурный режим акваторий приатлантической части Северного Ледовитого океана. В данной работе исследуется связь характерных пространственно-временных мод изменчивости температуры воды (путем разложения поля температуры воды на естественные ортогональные функции (ЕОФ) в районе исследования 45-90° с.ш. и 70° з.д. – 140° в.д.) с индексами АМОЦ.
Поля температуры воды для трех горизонтов (100 м, 400 м, 1000 м) сформированы по трем массивам данных: комбинированного натурного и спутникового массива данных ARMOR-3D (0.25×0.25°, 1993-2019 гг.), океанических реанализов ORAS4 (1×1°, 1958-2017 гг.) и SODA3.4.2 (0.5×0.5°, 1980-2020 гг.). Индексы, характеризующие изменчивость интенсивности АМОЦ, были получены по базам натурных данных ISHII (1946–2015 гг.), Scripps (2005–2015 гг.) и EN4 (1946–2016 гг.).
В результате анализа главных компонент ЕОФ температуры воды было выявлено, что, на всех исследуемых горизонтах и по всем массивам данных, 1-ая или 2-ая моды ЕОФ (в зависимости от массива) связаны с АМОЦ. Эти моды выбирают значительный процент дисперсии изменчивости температуры воды (для массива ARMOR-3D на 100 м и 400 м – 39% и 46%). Корреляция главных компонент этих мод ЕОФ-разложения изменчивости температуры воды с индексами АМОЦ достигала 0.8.
По пространственным полям ЕОФ выделяется субполярная часть Северной Атлантики, где происходит когерентное увеличение температуры воды с усилением АМОЦ. В морях Северо-Европейского бассейна выявлено в основном уменьшение температуры воды на всех горизонтах с усилением АМОЦ, кроме верхних горизонтов южных отрезков Норвежского течения. На горизонтах 100 м и 400 м севернее Шпицбергена наблюдается когерентное уменьшение температуры воды (по массивам ORAS4 и SODA3.4.2, тогда как массив ARMOR-3D плохо воспроизводил изменчивость температуры воды в Арктическом бассейне). В подтверждение проведенного ЕОФ анализа, была рассчитана разность температуры воды в годы высоких и низких значений индекса АМОЦ. Результаты подтвердили, что в годы высоких значений индекса АМОЦ субполярный район Северной Атлантики теплеет, а вода в районе Арктического бассейна севернее Шпицбергена становится холоднее.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Санкт-Петербургского государственного университета № 75295423.