УДК 551.465

СВЯЗЬ ИНДЕКСА NAO С ТЕМПЕРАТУРОЙ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ БЕЛОГО МОРЯ

Толстиков Алексей Владимирович
Институт водных проблем Севера Карельского научного центра РАН
кандидат географических наук

Аннотация
На основе корреляционного анализа показана связь индекса NAO с изменчивостью температуры поверхностного слоя Белого моря. В расчетах использованы данные с 9 гидрометеорологических станций (Кандалакша, Чаваньга, Гридино, Соловки, Жужмуй, Жижгин, Унский маяк, Мудьюг, Инцы), а также температура, полученная в результате термогидродинамического моделирования на трехмерной численной модели.

Ключевые слова: Белое море, температура поверхностного слоя


RELATIONSHIP OF NAO AND SURFACE TEMPERATURE OF THE WHITE SEA

Tolstikov Alexey Vladimirovich
Northern Water Problems Institute of Karelian Research Centre of RAS
Candidate of Geographical Sciences

Abstract
The relationship of indexes NAO to surface temperature of the White Sea are shown on the basis of correlation analysis. The data of 9 meteorological stations (Kandalaksha, Chavan'ga, Gridino, Solovki, Zhuzhmuy, Zhizhgin, Unskiy Mayak, Mudyug, Intcy) were used for calculations, as well as the temperature of surface of the White Sea as a result of 3D numerical thermohydrodynamic modeling.

Keywords: NAO


Рубрика: 25.00.00 НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Библиографическая ссылка на статью:
Толстиков А.В. Связь индекса NAO с температурой поверхностного слоя белого моря // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/09/71262 (дата обращения: 20.11.2016).

В расчетах связей NAO с температурой поверхностного слоя Белого моря применялся корреляционный анализ. Сравнивались индексы NAO, которые находятся в свободном доступе на сайте NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) (http://www.cpc.ncep.noaa.gov) и температура поверхностного слоя Белого моря по 9 гидрометеорологическим станциям (Кандалакша, Чаваньга, Гридино, Соловки, Жужмуй, Жижгин, Унский маяк, Мудьюг, Инцы). Более подробная информация о температурной изменчивости Белого моря в районе указанных станций содержится в (Назарова, Толстиков, Филатов, 2004; Толстиков, Петров, 2006; Белое море…, 2007). Также индексы сравнивались с температурой, полученной в результате термогидродинамического моделирования на трехмерной численной модели Белого моря (Neelov, Savchuk, 2003). Все выводы делались на основе результатов расчетов и данных литературных источников.

NAO определяет основные закономерности гидрометеорологических колебаний в Норвежском и Баренцевом море, где создаются положительные аномалии поверхностного слоя воды (Дворкин, Кочанов, Смирнов, 2000). В работе (Алексеева, Шишков, 1997) показано, что коэффициент взаимной корреляции между соленостью одного из районов Северной Атлантики (к западу от Ирландии) и температурой воздуха по Кольскому меридиану после скользящего двухгодичного сглаживания составил 0,73. Вполне естественно, что воздействие NAO сказывается и на температурном режиме Белого моря.

Как известно, (Серяков, 1979; Смирнов, Воробьев, Качанов, 1998; Смирнова и др., 2001) NAO характеризуется разностью давления между Исландским минимумом и Азорским максимумом давления, что влияет на интенсификацию западного переноса в Северном полушарии. Положительные и отрицательные события NAO соответствуют положительным и отрицательным периодам в температуре поверхностного слоя Белого моря (Назарова, Толстиков, Филатов, 2004; Белое море…, 2007). Так, например, в индексах NAO и температуре поверхностного слоя Белого моря синхронно прослеживается теплый 1989 г. и холодный 1978 г. По данным В.Д. Бойцова (Бойцов, 2008) для Баренцева моря также выделяются холодные годы 1978-1979, а после 1988 г. наступил теплый период, что автор указанной работы связывает с NAO. Однако для Белого моря количественные показатели не отражают тесной связи NAO с температурой поверхностного слоя. Коэффициент взаимной корреляции между модельными среднегодовыми значениями температуры поверхностного слоя Белого моря (расчет по трехмерной численной модели (Neelov, Savchuk, 2003)) после скользящего двухгодичного сглаживания и значениями индекса NAO равен 0,47. Это хорошо согласуется с данными, полученными нашими коллегами (Сало, Назарова, 2011) по влиянию Северо-Атлантического колебания на Онежское озеро, которое, если основываться на размерах барических образований, расположено к Белому морю относительно близко.

Стоит отметить, что связь температуры поверхностного слоя Белого моря и индексов NAO прослеживается лишь в зимние месяцы, что подтверждает выводы из работы (Мирвис и др., 2009). По нашим данным наибольшая связь для всей акватории Белого моря отмечается в феврале (r=0,52). Если рассматривать 9 гидрометеорологических станций (см. выше), то наибольший коэффициент корреляции получен для ст. Инцы (0,57), наименьший – для ст. Жужмуй (0,47). Для летнего периода связи температуры поверхностного слоя Белого моря с NAO не выявлены. NAO объясняет в данном случае около 30% вклада в дисперсию температуры поверхностного слоя Белого моря и это хорошо согласуется с результатами работ (Диксон, Майнке, 2005; Дроздов, 2011). В работе (Диксон, Майнке, 2005) показано, что NAO влияет на три основных параметра, обусловливающих океаническую циркуляцию: 1) скорость ветра; 2) скрытый и явный потоки тепла; 3) испарение или осадки.

Причины низкой степени связи указанных выше процессов могут заключаться и в том, что индекс NAO недостаточно адекватно описывает состояние атмосферы в Северной Атлантике, так как характеризует разницу давлений центров действия атмосферы, находящихся в области действия разных зональных потоков (Астафьева, Раев, 2010). Очевидно, механизм глобального опосредованного воздействия на температурную изменчивость поверхности Белого моря более сложный. Основываясь на данных Е.И. Серякова (Серяков, 1979), Е.Н. Дворкина с соавторами (Дворкин и др., 2000), В.И. Бышева (Бышев, 2003), В.Д. Бойцова (Бойцов, 2008), В.В. Дроздова (Дроздов, 2011) попытаемся объяснить воздействие NAO совместно с системой течений Северной Атлантики и Арктики по приведенной ниже схеме.

При усилении северо-восточного пассата, происходящего в результате экзопроцессов, не относящихся напрямую к теме статьи, ускоряется циркуляция системы течений Гольфстрим. Возрастает теплосодержание Северо-Атлантического течения, усиливается разница в давлении между Исландским минимумом и Азорским максимумом. Следствием этих событий является интенсификация западного переноса, а также усиление Северо-Атлантического течения, несущего водные массы через Северную Атлантику в Северный Ледовитый океан, поскольку при положительной фазе NAO адвекция теплой воды в океане усиливается. Большая часть тепла Северо-Атлантического течения (89%) идет на нагрев атмосферы (Химические…, 1997), но теплозапас воды достаточно высок. Температура воды в Баренцевом и Белом море повышается. Далее этот процесс приводит к снижению площадей многолетнего льда в бассейне Северного Ледовитого океана. Поскольку система течений замкнутая, как следствие, становится больше айсбергов, которые выносятся в Атлантику Лабрадорским течением. Эти холодные водные массы смешиваются у Ньюфаундленда с Гольфстримом, и температура Гольфстрима и Северо-Атлантического течения понижается. Следовательно, площадь и мощность льда в Северном Ледовитом океане закономерно возрастает, а количество айсбергов понижается. Период этого колебания составляет около 3,5 лет (Серяков, 1979).

Четырех-пятилетняя вариация, природа которой до сих пор недостаточно изучена, проявляется практически во всех районах Северной Атлантики (Серяков, 1979; Смирнов, Воробьев, Качанов, 1998). Пятилетняя квазипериодичность наблюдается и в колебаниях температуры поверхностного слоя Белого моря (Белое море…, 2007; Толстиков, 2006).

Можно сделать вывод о значительном влиянии крупномасштабных процессов на температурный режим Белого моря, несмотря на то, что многие существующие индексы не в полной мере отражают поведение глобальных осцилляций. Одним из механизмов является Северо-Атлантическое колебание (NAO), воздействующее по сложной схеме закономерностей. Белое море откликается на события NAO, однако тесной связи между этими процессами не выявлено.


Библиографический список
  1. Алексеева И.А., Шишков Ю.А Циклоническая деятельность над Северной Атлантикой и Эль Ниньо в 1980-е годы // Океанология. 1997. Т. 37. № 6. С. 812-818.
  2. Астафьева Н.М., Раев М.Д. Влияние крупномасштабного удаленного атмосферного окружения на траектории тропических циклонов // Современ. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса: Физ. основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов: Сб. науч. ст. Т. 7. М.: ДоМира, 2010. № 1. С. 61-74.
  3. Астафьева Н.М., Раев М.Д., Комарова Н.Ю. Региональная неоднородность климатических изменений // Современ. пробл. дист. зондирования Земли из космоса. Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. Сб. ст. Вып.5. Том II. 2008. С. 1-12.
  4. Белое море и его водосбор под влиянием климатических и антропогенных факторов / Под ред. Н.Н. Филатова, А.Ю. Тержевика. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 335 с.
  5. Бойцов В.Д. Долгопериодные колебания температуры воздуха в Северной Атлантике и Северо-Европейском бассейне // Изв. РГО. 2008. Т. 140. Вып. 2. С. 6-11.
  6. Бышев В.И. Синоптическая и крупномасштабная изменчивость океана и атмосферы.  М.: Наука, 2003. 344 с.
  7. Дворкин Е.Н., Кочанов С.Ю., Смирнов Н.П. Североатлантическое колебание и многолетние изменения уровня Северного Ледовитого океана // Метеорология и гидрология, 2000. № 3. С.78-84.
  8. Диксон Р., Майнке Й. Океанографические условия Атлантики в 1998-1999 гг. и их постепенное восстановление после экстремальных воздействий // Сб. докл. Междунар. симпозиума «100 лет океанографических наблюдений на разрезе “Кольский меридиан” в Баренцевом море». Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005. С. 130-144.
  9. Дроздов В.В. Влияние крупномасштабных параметров циркуляции атмосферы на уровенный режим Белого моря // Проблемы Арктики и Антарктики. № 1 (87). 2011. С. 65-73.
  10. Мирвис В.М., Мелешко В.П., Гаврилина В.М., Матюгин В.А., Львова Т.Ю. Воспроизводимость Североатлантического колебания по результатом гидродинамических прогнозов на месяц и сезон, его предсказуемость и связь с качеством прогнозирования аномалий температуры воздуха на территории России // Тр. глав. геофизич. обсерватории им. А.И. Воейкова. СПб. 2009. Вып. 560. С. 7-33.
  11. Назарова Л.Е., Толстиков А.В., Филатов Н.Н. Климатические особенности водосбора Белого моря // Климат Карелии: изменчивость и влияние на водные объекты и водосборы. Петрозаводск: Карельский НЦ, 2004. С. 114-129.
  12. Сало Ю.А., Назарова Л.Е. Многолетняя изменчивость ледового режима Онежского озера в условиях нестационарности регионального климата // Изв. РГО. 2011. Т. 143. Вып. 3. С. 50-55.
  13. Серяков Е.И. Долгосрочные прогнозы тепловых процессов в Северной Атлантике. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 168 с.
  14. Смирнов    Н.П.    Долгопериодные    ритмические    явления    в деятельности Гольфстрима // Известия ВГО. 1965. № 5. С. 427-437.
  15. Смирнов Н.П., Воробьев В.Н., Качанов С.Ю. Северо-Атлантическое колебание и климат. – СПб: РГГМУ. 1998. 122 с.
  16. Смирнова А.И., Терзиев Ф.С., Яковлева Н.П., Арсенчук М.О. Закономерности разномасштабной изменчивости элементов гидрометеорологического режима Белого моря, фоновые оценки их колебаний на современном этапе // Материалы VIII регион. науч.-практ. конф.  «Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря». Беломорск. 2001. С. 22-29.
  17. Толстиков А.В., Петров М.П. Средний многолетний температурный режим поверхностного слоя воды прибрежных районов Белого моря // Океанология. 2006. Т. 46, № 3, С.344-350.
  18. Толстиков А.В. Изменчивость температурного режима поверхностного слоя воды Белого моря // Автореф. на соиск. учен. степ. канд. геогр. наук, Мурманск. 2006. 26 с.
  19. Химические     процессы     в     экосистемах     северных     морей (гидрохимия, геохимия, нефтяное загрязнение) / Под ред. Г.Г. Матишов и др. Апатиты: Мурманский морской биологический ин-тут, 1997. 404 с.
  20. Neelov I.A. and Savchuk O.P. 3-D IO RAS-AARI Coupled Hydrodinamic-biogeochemical Model of the White Sea (Final report of INCO-Copernicus Project “WHITESEA” No. ICA2-CT-2000-10014: «Sustainable management of the marine ecosystem and living resources of the White Sea»), 2003. 220 p.
  21. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Режим доступа: http://www.cpc.ncep.noaa.gov.


Все статьи автора «Толстиков Алексей Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация