Санкт-Петербургский государственный университет ( инженер-исследователь)
сотрудник
, Россия
Проводится сравнительная оценка вклада вихрей и других динамических структур в общую энергетику Лофотенской котловины. Основой исследования являются данные океанического реанализа GLORYS12V1 за 1993–2019 гг. Для области, ограниченной изобатой 3000 м, оценивается общая кинетическая и потенциальная энергия, а также соответствующий вклад в нее вихревой энергии. Для анализа применяется метод автоматической идентификации вихрей, позволяющий в выделенных областях получить оценки вихревой кинетической и потенциальной энергии. Установлено, что потенциальная энергия, как циклонов, так и антициклонов, в среднем в 2–3 раза превышает значения кинетической энергии, при этом для антициклонов значения энергии доминируют относительно энергии циклонов. Рассматривается межгодовая изменчивость и сезонный ход вихревой кинетической и потенциальной энергии. Сезонный ход выявил повышение обоих типов энергии в зимние месяцы. Установлено, что вклад вихрей в общую энергетику котловины невелик. Доля кинетической энергии вихрей составляет 7,3%, потенциальной энергии – 8,4%. Это означает, что основной вклад в энергетику котловины дают не мезомасштабные вихри, а другие динамические структуры – филаменты и фоновое течение.
Лофотенская котловина, мезомасштабные вихри, кинетическая и потенциальная энергия, филаменты, метод идентификации, GLORYS12V1
1. Artal, O., Sepúlveda, H. H., Mery, D., и Pieringer, C. (2019). Detecting and characterizing upwelling filaments in a numerical ocean model. Computers & Geosciences, 122, 25–34. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2018.10.005
2. Belonenko, T. V., Travkin, V. S., Koldunov, A. V., и Volkov, D. L. (2021). Topographic experiments over dynamical processes in the Norwegian Sea. Russian Journal of Earth Sciences, 21, ES1006. https://doi.org/10.2205/2020ES000747
3. Belonenko, T., Zinchenko, V., Gordeeva, S., и Raj, P. R. (2020). Evaluation of Heat and Salt Transports by Mesoscale Eddies in the Lofoten Basin. Russian Journal of Earth Sciences, 20, ES6011. https://doi.org/10.2205/2020ES000720
4. Dritschel, D. G. (1989). On the stabilization of a two-dimensional vortex trip by adverse hear. Journal of Fluid Mechanics, 206, 193–221.
5. Faghmous, J. H., Frenger, I., Yao, Y., Warmka, R., Lindell, A., & Kumar, V. (2015). A daily global mesoscale ocean eddy dataset from satellite altimetry. Scientific Data, 2, 150028. https://doi.org/10.1038/sdata.2015.28
6. Gordeeva, S., Zinchenko, V., Koldunov, A., Raj, P. R., & Belonenko, T. (2021). Statistical analysis of long-lived mesoscale eddies in the Lofoten Basin from satellite altimetry. Advances in Space Research, 68(2), 364–377. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.05.043
7. Kida, S. (1981). Motion of an Elliptic Vortex in a Uniform Shear Flow. Journal of the Physical Society of Japan, 50(10), 3517–3520. https://doi.org/10.1143/JPSJ.50.3517
8. McWilliams, J. C., Colas, F., & Molemaker, M. J. (2009). Cold filamentary intensification and oceanic surface convergence lines. Geophysical Research Letters, 36(18), L18602. https://doi.org/10.1029/2009GL039402
9. Raj, R. P., Chafik, L., Nilsen, J. E. Ø., Eldevik, T., и Halo, I. (2015). The Lofoten Vortex of the Nordic Seas. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 96, 1–14. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.dsr.2014.10.011
10. Raj, R. P., Halo, I., Chatterjee, S., Belonenko, T., Bakhoday-Paskyabi, M., Bashmachnikov, I., Fedorov, A., и Xie, J. (2020). Interaction Between Mesoscale Eddies and the Gyre Circulation in the Lofoten Basin. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(7), e2020JC016102. https://doi.org/10.1029/2020JC016102
11. Raj, R. P., Johannessen, J. A., Eldevik, T., Nilsen, J. E. Ø., и Halo, I. (2016). Quantifying mesoscale eddies in the Lofoten Basin. Journal of Geophysical Research: Oceans, 121(7), 4503–4521. https://doi.org/10.1002/2016JC011637
12. Travkin, V. S., иBelonenko, T. V. (2019). Seasonal variability of mesoscale eddies of the Lofoten Basin using satellite and model data. Russian Journal of Earth Sciences, 19(5), 1–10. https://doi.org/10.2205/2019es000676
13. Volkov, D. L., Belonenko, T. V., и Foux, V. R. (2013). Puzzling over the dynamics of the Lofoten Basin - a sub-Arctic hot spot of ocean variability. Geophysical Research Letters, 40(4), 738–743. https://doi.org/10.1002/grl.50126
14. Zhmur, V. V., Novoselova, E. V., и Belonenko, T. V. (2021). Peculiarities of Formation the of Density Field in Mesoscale Eddies of the Lofoten Basin: Part 1. Oceanology, 61(6), 830–838. https://doi.org/10.1134/S0001437021060333
15. Жмур, В. В. (2011). Мезомасштабные вихри океана (p. 289). ГЕОС.
16. Жмур, В. В., Новоселова, Е. В., и Белоненко, Т. В. (2021). Потенциальная завихренность в океане: подходы Эртеля и Россби с оценками для Лофотенского вихря. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 57(6), 721–732. https://doi.org/10.31857/S0002351521050151
17. Жмур, В. В., Новоселова, Е. В., и Белоненко, Т. В. (2022). Особенности формирования поля плотности в мезомасштабных вихрях Лофотенской котловины. Часть 2. Океанология, 62(3), 341–356. https://doi.org/10.31857/S0030157422030170
18. Жмур, В. В., и Панкратов, К. К. (1990). Динамика мезомасштабного вихревого образования в поле течения крупного интенсивного вихря. Океанология, 30(2), 170–178.
19. Зинченко, В. А., Гордеева, С. М., Собко, Ю. В., и Белоненко, Т. В. (2019). Мезомасштабные вихри Лофотенской котловины по спутниковым данным. Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 12(3), 46–54. https://doi.org/10.7868/S2073667319030067
20. Сандалюк, Н. В., и Белоненко, Т. В. (2021). Сезонная изменчивость термохалинной структуры мезомасштабных вихрей в регионе Лофотенской котловины. Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14(1), 15–30. https://doi.org/10.7868/S2073667321010020
21. Травкин, В. С., & Белоненко, Т. В. (2021). Исследование вихревой изменчивости в Лофотенской котловине на основе анализа доступной потенциальной и кинетической энергии. Морской гидрофизический журнал, 37(3), 318–332. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-3-318-332
