Ретроспективный анализ океанографии и космических отображений океанских процессов в районе Японского архипелага

Проблему пространственной организации океанических течений удобнее рассматривать не глобально, которая в принципе хорошо известна, а на региональном уровне, на примере структуры отдельных крупных регионов, где с той или иной степенью детальности и достоверности можно анализировать не только горизонтальную структуру течений, но и ее изменчивость во времени с различной дискретностью, учитывая основные, наиболее важные, этапы ее эволюции.
Одним из таких регионов Тихого океана, достаточно хорошо насыщенных океанографическими наблюдениями, является его северо-западная часть, простирающаяся к югу, юго-западу и юго-востоку от Японии и являющаяся локализованным западным звеном Субтропического круговорота (ЗСТК) в северной части Тихого океана. Западной границей круговорота является гряда подводных гор и островов Рюкю, насчитывающая в общей сложности около 98 горных вершин. Архипелаг протягивается от о. Тайвань на северо-восток приблизительно на 1200 миль, совокупная площадь островов 4,8 тыс.км2 (Богданов, Мороз, 2008). Вследствие взаимодействия струи Куросио с островодужной системой на различных схемах океанологами разных стран приводятся различные режимы поведения струйного потока относительно оси этой системы. Полимодальные взаимодействия основной струи и отдельных вторичных струй, возникающих вследствие бифуркации основного потока не позволяют дать однозначную стационарную схему течений, хотя в различные периоды они (схемы), конечно, отражали особенности циркуляции вод.
На больших временных масштабах разнообразные палеонтологические данные свидетельствуют о чередовании в истории Земли медленных изменений термохалинной циркуляции океана и резких ее переходах от одного состояния к другому. Эта особенность указывает на возможность существования разрывных автоколебаний термохалинной циркуляции океана. Численные решения эволюционных уравнений для климатической системы атмосфера - океан - континентальный лед показывают, что отношение длительности периодов существования «нормальной» термохалинной циркуляции климатического масштаба к аномальной составляет приблизительно 1:3, тогда как переходы одной формы циркуляции к другой на этих масштабах происходят почти мгновенно (Коган и др., 1991). Такие переходы обуславливаются скачкообразными изменениями перепадов солености, перепады же температуры воды, а также средних значений температуры и солености остаются непрерывными и совершают асимметричные колебания с преобладанием продолжительности стадии падения над продолжительностью стадии роста (Коган и др., 1991). Сами по себе факты быстрых переходов от одной формы циркуляции к другой и, следовательно, существования разрывных автоколебаний находят отражение и на внутриклиматических, межгодовых и меньших масштабах. В приложении к системе Kypocиo это проявляется, например, в бимодальности его траекторий у Японии - к югу от Энсю-Нада (Козлов, 1986). Бимодальность траектории вблизи хребта Идзу-Огасавара и само течение Куросио к югу и востоку от Японии сегодня наиболее изученные элементы циркуляции в пределах ЗСТК. В литературе имеются указания на то, что внутренние районы ЗСТК могут быть иногда «упакованы» локальными вихревыми системами, которые также претерпевают значительные изменения во времени и пространстве (Дарницкий, 1993; Darnitskiy, Pocoudov, 1995). Однако довольно длительных регулярных исследований этих процессов до сих пор не проводилось. Вместе с тем в настоящее время очевидно влияние вихревых систем на перераспределение в океане биологических объектов различных трофических уровней, а их интенсивность, изменяющаяся в межгодовых и внутригодовых масштабах времени, безусловно, должна находить отражение и в цикличности некоторых экологических процессов, происходящих в морской биоте (Куликов, Дарницкий, 1992).
Внутренняя организация циркуляционной системы ЗСТК подчинена некоторым закономерностям, которые можно установить как по современным исследованиям, так и по ретроспективной информации. Регулярность наблюдения некоторых локализованных структур, наблюдавшихся в различных экспедициях, свидетельствуют об их определенной организованности под влиянием внешних воздействий, либо в некоторых случаях речь может идти о самоорганизации всей макроструктуры ЗСТК – синергетики, согласно современной терминологии (Сеидов, 1985).
В докладе будут рассмотрены океанографические наблюдения второй половины ХХ века и космические фрагментарные наблюдения в совпадающих пространственных и временных координатах, как это сделано ранее (Дарницкий, Булатов, 2002, 2005). Привлекаются также данные эксперимента АРГО.