Субмезомасштабные вихри в Беринговом проливе по данным радиолокационных изображений за август 2017-2019 гг.

Берингов пролив является проливом между Чукотским морем и Беринговым морем, через который происходит интенсивный водообмен между Северным Ледовитым и Тихим океанами. Малые вихревые структуры в северной части Берингова моря с масштабами от нескольких единиц до десятка километров, отличающие от окружающих вод, по данным контактных наблюдений выделяли еще в середине 20 века (Коучмен, 1979). Позднее по спутниковым данным было показано, что вихри – распространенное явление на акватории Берингова (Атаджанова, Зимин, 2022) и Чукотского морей (Kozlov et al.,2019), при этом большего всего регистрировались именно субмезомасштабные вихри с размером, сопоставимым с радиусом Россби, который для мелководных районов к северу и югу от пролива составляет первые единицы километров. Но ни в одной из работ не были рассмотрены вихревые структуры именно в Берингом проливе, хотя именно в районах с ярко выраженными течениями и изрезанными берегами можно ожидать интенсификации вихреобразования.
В качестве исходных данных использовались около 350 радиолокационных изображений Sentinel-1A/B, полученных в режимах съёмки IW (Interferometric Wide) и EW (ExtraWide) и с разрешением 20 и 90 м соответственно за периоды с 1 по 31 августа 2017, 2018, 2019 гг.
Поверхностные проявления вихрей детектировались на РЛИ по методике (Атаджанова и др., …). Определялись следующие характеристики: положение центра, диаметр и тип вихря (антициклонический (Ac), циклонический (Cn)).
Дополнительно привлекались данные о характеристиках приводного ветра WIND_GLO_WIND_L4_REP_OBSERVATIONS_012_006 (https://marine.copernicus.eu/) с шагом 0,25×0,25° по широте и долготе для каждого синоптического периода (00:00, 06:00, 12:00, 18:00), которые осреднялись до суток для построения и анализа композитных карт, включающих в себя положение центров вихрей за дату, скорость ветра и границы РЛИ.
За исследуемый период было зарегистрировано 530 поверхностных проявлений вихрей. Стоит отметить, что количество вихрей в 2018 и 2019 годах было схожим (203 проявлений в 2019 г., 221 - в 2018 г.), в то время как в 2017 г. было почти в 2 раза меньше (106 проявлений). При этом средний диаметр во все года был практически одинаковым и варьировался около 3 км, что сопоставимо с порядком радиуса Россби. При этом 63% вихрей имели диаметр менее 3 км, а с диаметром более 5 км (до 14 км) регистрировалось всего 10%. Количество субмезомасштабных Cn вихрей в значительной степени преобладает. Ac проявлений всего 5 %. Вихри часто встречаются как к северу и к югу от пролива. При этом по большей части в проливе вихри тяготеют к южной и восточной границам .
Зарегистрированные структуры на основании характера и мест проявлений по механизмам генерации можно отнести к топографическим и фрикционным вихрям, вихрям за островами, грибовидным структурам и одиночным спиральным вихрям и их упаковкам. Естественно ожидать, что малые вихревые структуры оказывают влияние на характеристики водообмена через пролив.
Сопоставление данных по скоростям ветра и положений вихревых структур показало, что проявления регистрируются преимущественно при скоростях ветра до 4-5 м/с. При этом неоднократно отмечались ситуации, когда радиолокационные изображения по большей части покрывали районы со скоростями выше 7 м/с, что очевидно, является одной из основных причин отсутствия большего количества проявлений вихрей на РЛИ.
Работа выполнена в рамках госзадания № FMWE-2021-0014.