Пространственно-временная изменчивость фронтальных зон в Норвежском море

Исследование циркуляции вод Мирового океана важно для развития фундаментальных и прикладных знаний о динамике вод. Фронтальные зоны (ФЗ) являются областями повышенных градиентов одних или нескольких характеристик. В них наблюдаются высокие скорости струйных течений, активные конвективные потоки, высокая биологическая активность, что определяет ФЗ как одну из наиболее важных особенностей циркуляции.
В Норвежском море Северная полярная фронтальная зона формирует природную границу между холодными и опресненными арктическими водами, и тёплыми и солёными водами Атлантического океана. Известно, что из-за неустойчивости фронтальных зон образуются мезомасштабные вихри. Они вносят весомый вклад в климат Европы, перенося потоки тепла на большие расстояния (Belonenko et al., 2020).
В нашем исследовании были использованы данные по температуре, солености и уровню морской поверхности c 1993 по 2019 гг., взятые из глобального океанического реанализа высокого разрешения GLORYS12V1 (1/12°). Также в работе были использованы данные по мезомасштабным вихрям продукта «MESOSCALE EDDY TRAJECTORY ATLAS PRODUCT META 3.2 DT», за 1993-2021 гг.
Для детектирования фронтальных зон был взят алгоритм, описанный в работе Ожигин и др. (2016). На его основе было получено пространственное распределение фронтальных зон в Норвежском море за временной промежуток 1993-2019 гг. в поле температуры, солености и уровне морской поверхности. Основные выделенные ФЗ в данном регионе: Исландско-Фарерская, Восточно-Исландского течения, Прибрежная ФЗ, Арктическая (Ян-Майенская) и ФЗ Западного Шпицбергена.
Была произведена сезонная и межгодовая оценка площадей фронтальных зон и выполнен анализ их корреляции с атмосферными индексами NAO и AO. Установлено, что разница между площадью фронтальных зон в летний и зимний период может достигать 2,5-2,9 раз. Индекс NAO отчетливо коррелирует с сезонной и межгодовой изменчивостью фронтальных зон, тогда как связь с индексом АО менее заметна.
Анализ мезомасштабных вихрей, сгенерированных в фронтальных зонах, показал следующее: антициклонические (АЦ) и циклонические (Ц) вихри способны перемещаться на сотни километров от места своего зарождения, диссипируя в конечном итоге в Лофотенской и Норвежской котловинах. Наибольшее количество вихрей обоих типов зафиксировано в Ян-Майенской ФЗ и ФЗ Западного Шпицбергена. Количество Ц и АЦ вихрей способно достигать в них 200 вихрей на ячейку (2°×1° по долготе и широте), что свидетельствует о высокой интенсивности вихреобразования в данных областях. Причем, если часть вихрей Прибрежной и Исландско-Фарерской ФЗ движется на север, то часть вихрей Ян-Майенской ФЗ смещается на юг, двигаясь в противоположном направлении к осредненной по времени локальной циркуляции. Короткоживущие вихри намного реже покидают районы ФЗ, перемещаясь в основном лишь в их границах.