Мониторинг Мирового океана по данным спутниковой альтиметрии и поплавков Арго

Наступление в конце XX века эры спутниковых наблюдений за поверхностью океана и развитие в первые годы XXI века проекта Арго, направленного на сбор с использованием спутников информации о толще океана, дает уникальные возможности непрерывного мониторинга состояния Мирового океана. На основе данных спутниковых наблюдений оцениваются различные гидрофизические и биологические параметры поверхностного слоя океана (температура, соленость, возмущение уровенной поверхности, волнение, цветность, концентрация хлорофилла и т.д.). В частности, возмущение уровенной поверхности океана, в значительной степени связанное с динамикой всей толщи океана, измеряется со спутников-альтиметров. Около 3500 поплавков Арго осуществляют на сегодняшний день автономное зондирование верхней двухкилометровой толщи океана от Антарктики до Шпицбергена с 10-дневным временным интервалом. Благодаря этому база данных по температуре и солености Мирового океана ежемесячно увеличивается на десять тысяч полноценных профилей. К этому следует добавить десять тысяч лагранжевых траекторий, позволяющих оценивать скорости перемещения поплавков во время нахождения на поверхности и на глубине дрейфа (как правило, 1000 метров). Общее число профилей, накопленных в рамках программы Арго, приближается к одному миллиону. Имеющиеся массивы измерений позволяют успешно решать задачи реконструкции и мониторинга состояния океана в режиме, близком к реальному времени, и исследовать особенности океанской динамики и ее изменчивости.

Для реконструкции и мониторинга гидрофизических полей реального океана были проведены расчеты методом вариационной интерполяции на регулярную одноградусную сетку полей температуры, солености и геострофической скорости (поля давления) по данным профилей Арго, траекторий поплавков и спутниковой альтиметрии. Метод вариационной интерполяции минимизирует отклонение рассчитанных в узлах регулярной сетки полей от нерегулярно расположенных измерений таким образом, что полученное оптимальное решение проходит максимально близко к данным измерений. Выполненные расчеты охватывают более чем 7-летний период с 2005 по 2012 год и представлены ежемесячными, сезонными, годовыми и среднеклиматическими полями.