Український антарктичний журнал

Том 20 № 2(25) (2022): Український антарктичний журнал
Articles

Лагранжеві шляхи під шельфовим льодовиком Фільхнера-Ронне та в морі Ведделла

PDF (English)
  • В. Мадерич,
  • Р. Беженар,
  • І. Бровченко,
  • А. Беженар,
  • Ф. Боейра Діас,
  • П. Уотіла
В. Мадерич
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, м. Київ, 03187, Україна
Р. Беженар
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, м. Київ, 03187, Україна
І. Бровченко
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, м. Київ, 03187, Україна
А. Беженар
Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, м. Київ, 03187, Україна
Ф. Боейра Діас
Інститут досліджень атмосферних і земних систем, університет Хельсінкі, м. Хельсінкі, 00100, Фінляндія
П. Уотіла
Інститут досліджень атмосферних і земних систем, університет Хельсінкі, м. Хельсінкі, 00100, Фінляндія
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2022.700
Опубліковано December 30, 2022
Ключові слова
  • Whole Antarctica Ocean Model,
  • льодовик Фільхнера-Ронне,
  • модель Parcels,
  • море Ведделла,
  • траєкторія частинок,
  • шельфова вода високої солоності
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Мадерич, В., Беженар, Р., Бровченко, І., Беженар, А., Боейра Діас, Ф., & Уотіла, П. (2022). Лагранжеві шляхи під шельфовим льодовиком Фільхнера-Ронне та в морі Ведделла. Український антарктичний журнал, 20(2(25), 203-211. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2022.700

Авторське право (c) 2022 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Метою дослідження є побудова лагранжевих шляхів руху водних мас під шельфовим льодовиком Фільхнера-Ронне (FRIS) і в морі Ведделла з використанням даних чисельного моделювання течій і чисельних лагранжевих методів. Результати моделювання циркуляції, температури та солоності в морі Ведделла та під льодовиком FRIS, отримані за допомогою моделі Whole Antarctica Ocean Model (WAOM), були використані для запуску моделі відстеження траєкторій частинок Parcels. Оригінальна версія моделі Parcels не має опції відбиття частинок від твердих меж, включаючи шельфовий льодовик. Тому в даному дослідженні було розроблено відповідну функцію. Модель Parcels дає помилку в інтерполяції, коли не може знайти достатньо вузлів сітки навколо частинки. Щоб уникнути цієї помилки, було розроблено функцію відновлення частинок в місці зникнення з невеликою випадковою варіацією в трьох вимірах. Щоб проаналізувати варіації руху водних мас під FRIS, набір частинок був випущений у западині Ронне поблизу фронту шельфового льодовика. Випуск частинок відбувався на двох глибинах: 350 м і 500 м. Частинки з’являлися в одній точці кожні 4 години протягом 365 днів. Моделювання тривало протягом 20 років руху частинок. Результати лагранжевого аналізу загалом узгоджувалися зі схемами, заснованими на аналізі водних мас. Випущені частинки спочатку рухаються на південь уздовж жолоба Ронне. Потім потік повертає на схід, досягаючи проходу між островом Беркнера і підняттям Генрі через 3 роки. Через 10 років потік трансформованої води досягає жолоба Фільхнера, через який вода витікає на шельф південної частини моря Ведделла. З часом частинки проникають у всі частини порожнини під льодовиком. Частина частинок перетинає фронт шельфу Ронне, а потім виноситься течіями на шельф моря Ведделла. За 20 років майже однакова кількість частинок залишила порожнину через льодовий фронт Ронне (43%) і льодовий фронт Фільхнера (37%), тоді як решта (20%) залишилися під FRIS.

PDF (English)

Посилання

  1. Csanady, G. T. (1983). Dispersal by randomly varying currents. Journal of Fluid Mechanics, 132, 375–394. https://doi.org.10.1017/S0022112083001664
  2. Delandmeter, P., & van Sebille, E. (2019). The Parcels v2.0 Lagrangian framework: new field interpolation schemes. Geoscientific Model Development, 12(8), 3571–3584. https://doi.org/10.5194/gmd-12-3571-2019
  3. Drake, H. F., Morrison, A. K., Griffies, S. M., Sarmiento, J. L., Weijer, W., & Gray, A. R. (2018). Lagrangian timescales of Southern Ocean upwelling in a hierarchy of model resolutions. Geophysical Research Letters, 45(2), 891–898. https://doi.org/10.1002/2017gl076045
  4. Foldvik, A., Gammelsrød, T., Nygaard, E., & Østerhus, V. (2001). Current measurements near Ronne Ice Shelf: Implications for circulation and melting. Journal of Geophysical Research: Oceans, 106(C3), 4463–4477. https://doi.org/10.1029/2000JC000217
  5. Janout, M. A., Hellmer, H. H., Hattermann, T., Huhn, O., Sültenfuss, J., Østerhus, S., Stulic, L., Ryan, S., Schröder, M., & Kanzow, T. (2021). FRIS revisited in 2018: On the circulation and water masses at the Filchner and Ronne ice shelves in the southern Weddell Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126(6), e2021JC017269. https://doi.org/10.1029/2021JC017269
  6. Jenkins, A., Holland, D. M., Nicholls, K. W., Schröder, M., & Østerhus, S. (2004). Seasonal ventilation of the cavity beneath Filchner-Ronne Ice Shelf simulated with an isopycnic coordinate ocean model. Journal of Geophysical Research: Oceans, 109(C1), C01024. https://doi.org/10.1029/2001JC001086
  7. Nicholls, K. W., Østerhus, S., Makinson, K. & Johnson, M. R. (2001). Oceanographic conditions south of Berkner Island, beneath Filchner-Ronne Ice Shelf, Antarctica. Journal of Geophysical Research: Oceans, 106(C6), 11,481–11,492. https://doi.org/10.1029/2000JC000350
  8. Nicholls, K. W., Padman, L., Schröder, M., Woodgate, R. A., Jenkins, A., & Østerhus, S. (2003). Water mass modification over the continental shelf north of Ronne Ice Shelf, Antarctica. Journal of Geophysical Research: Oceans, 108(C8), 3260. https://doi.org/10.1029/2002JC001713
  9. Nicholls, K. W., Østerhus, S., Makinson, K., Gammelsrød, T., & Fahrbach, E. (2009). Ice-ocean processes over the continental shelf of the southern Weddell Sea, Antarctica: A review. Reviews of Geophysics, 47(3), RG3003. https://doi.org/10.1029/2007RG000250
  10. Richter, O., Gwyther, D. E., Galton-Fenzi, B. K., & Naughten, K. A. (2022). The Whole Antarctic Ocean Model (WAOM v1.0): development and evaluation. Geoscientific Model Development, 15(2), 617–647. https://doi.org/10.5194/gmd-15-617-2022
  11. Tamsitt, V., Drake, H. F., Morrison, A. K., Talley, L. D., Dufour, C. O., Gray, A. R., Griffies, S. M., Mazloff, M. R., Sarmiento, J. L., Wang, J., & Weijer, W. (2017). Spiraling pathways of global deep waters to the surface of the Southern Ocean. Nature Communications, 8, 172. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00197-0
  12. van Sebille, E., Griffies, S. M., Abernathey, R., Adams, T. P., Berloff, P., Biastoch, A., Blanke, B., Chassignet, E. P., Cheng, Y., Cotter, C. J., Deleersnijder, E., Döös, K., Drake, H. F., Drijfhout, S., Gary, S. F., Heemink, A. W., Kjellsson, J., Koszalka, I. M., Lange, M., ... & Zika, J. D. (2018). Lagrangian ocean analysis: fundamentals and practices. Ocean Modelling, 121, 49–75. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2017.11.008
  13. Vaňková, I., & Nicholls, K. W. (2022). Ocean variability beneath the Filchner-Ronne Ice Shelf inferred from basal melt rate time series. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127(10), e2022JC018879. https://doi.org/10.1029/2022JC018879
  14. Vernet, M., Geibert, W., Hoppema, M., Brown, P. J., Haas, C., Hellmer, H. H., Jokat, W., Jullion, L., Mazloff, M., Bakker, D. C. E., Brearley, J. A., Croot, P., Hattermann, T., Hauck, J., Hillenbrand, C.-D., Hoppe, C. J. M., Huhn, O., Koch, B. P., Lechtenfeld, O. J., ... & Verdy, A. (2019). The Weddell Gyre, Southern Ocean: Present knowledge and future challenges. Reviews of Geophysics, 57(3), 623–708. https://doi.org./10.1029/2018RG000604