Моделювання сезонних та внутрішньо-сезонних варіацій циркуляції, температури, солоності і рівня моря Беллінсгаузена та на шельфі Антарктичного півострова

Анотація

Метою дослідження є моделювання сезонних та внутрішньо-сезонних коливань циркуляції, рівня моря, температури та солоності в морі Беллінсгаузена та на шельфі західної частини Антарктичного півострова (ЗАП). Для моделювання застосовуються чисельні методи з використанням моделі Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model неструктурованою трикутною горизонтальною сіткою та вертикальною локальною сигма-системою координат та динамічно-термодинамічною моделлю льоду Finite-Element Sea Ice Model. Потоки тепла, імпульсу та солі задавалися на поверхні океану згідно з реаналізом ERA5. На відкритих границях вертикальний розподіл температури та солоності визначався за реаналізом COPERNICUS. На відкритій західній границі обчислювальної області також був заданий вертикальний розподіл швидкості течій згідно COPERNICUS. На відкритій східній границі були задані відхилення рівня згідно COPERNICUS. Аналіз часових варіацій рівня проводився за допомогою вейвлет-аналізу. Результати моделювання полів рівня моря, температури та солоності в період 2014—2015 рр. були порівняні з наявними даними спостережень на шельфі ЗАП, включаючи дані Української антарктичної експедиції. Наведено розраховані горизонтальний та вертикальний розподіли проміжного шару з мінімумом потенційної температури Tmin (Зимова Вода). Глибина мінімуму Tmin коливається в діапазоні 10—100 м, збільшуючись на північ. Значення Tmin також збільшуються на північ від –1.8 до 1.2 °C. Проаналізовані внутрішньо-сезонні коливання рівня моря, розраховані за моделлю на 2014—2015 роки, разом із даними спостережень на припливних станціях «Фарадей/Вернадський» та «Розера», розташованих на узбережжі ЗАП. У діапазоні 1—150 днів найвищі амплітуди скейлеграм рівня спостерігались з періодом приблизно 100 днів у 2014 році та 120 днів у 2015 році на обох станціях. Найвищі амплітуди модельних скейлеграм рівня спостерігались з періодом приблизно 88 днів у 2014 році та 80 днів у 2015 році на обох станціях. Найбільші амплітуди скейлеграм для Антарктичного Коливання (АК) спостерігались з періодом 105 днів у 2014 році та 123 днів у 2015 році. Відповідні коефіцієнти кореляції між спостережуваними скейлеграмами рівня на станціях та АК за 2014 рік становили 0.84 та 0.86, відповідно, тоді як для 2015 року вони були 0.87 та 0.90, відповідно. Зроблено висновок про взаємозв'язок внутрішньо-сезонних процесів в океані в Західній Антарктиді та АК на часовому масштабі близько 100 днів.