Динамика мезомасштабных вихрей в районе Южной Полярной фронтальной зоны тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Петкилёв, Павел Сергеевич

  • Петкилёв, Павел Сергеевич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2018, Калининград
  • Специальность ВАК РФ25.00.28
  • Количество страниц 156
Петкилёв, Павел Сергеевич. Динамика мезомасштабных вихрей в районе Южной Полярной фронтальной зоны: дис. кандидат наук: 25.00.28 - Океанология. Калининград. 2018. 156 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Петкилёв, Павел Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В

РАЙОНЕ ЮЖНОЙ ПОЛЯРНОЙ ФРОНТАЛЬНОЙ ЗОНЫ

1.1 Используемые определения и концепции

1.2 Краткая физико-географическая характеристика изучаемого района

1.3 Теоретические аспекты динамики мезомасштабных вихрей в океане

1.4 Динамика вод в районе Южной Полярной фронтальной зоны

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА

2.1 Алгоритм Челтона для обнаружения и трекинга вихрей

2.2 Используемые данные

2.3 Методы подготовки исходных данных

2.4 Методы анализа данных

ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЗОМАСШТАБНЫХ

ВИХРЕЙ И ИХ ПАРАМЕТРОВ

3.1 Пространственное распределение мезомасштабных вихрей

3.2 Пространственное распределение параметров мезомасштабных вихрей

3.2.1 Соотношение между циклонами и антициклонами

3.2.2 Районы генерации и диссипации вихрей

3.2.3 Динамические параметры вихрей

3.2.4 Время существования вихрей

3.3 Обсуждение результатов и выводы по Главе 3

ГЛАВА 4. ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЗОМАСШТАБНЫХ

ВИХРЕЙ И ИХ ПАРАМЕТРОВ

4.1 Временная изменчивость количества наблюдений мезомасштабных вихрей и их параметров в масштабах района исследования

4.2 Пространственная неоднородность динамики мезомасштабных вихрей и их параметров в различных секторах изучаемого района

4.3 Факторы, определяющие динамику мезомасштабных вихрей на разных временных

и пространственных масштабах

4.4 Обсуждение результатов и выводы по Главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Океанология», 25.00.28 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика мезомасштабных вихрей в районе Южной Полярной фронтальной зоны»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Южная Полярная фронтальная зона (ЮПФЗ) является важнейшей фронтальной зоной Мирового океана, отделяющей Антарктику от области умеренных широт [Грузинов, 1986]. В этой циркумполярной зоне имеют место взаимодействие водных масс различного широтного происхождения и интенсивный меридиональный водообмен, в результате чего ЮПФЗ является важным элементом термохалинной циркуляции Мирового океана (Глобального океанского конвейера - ГОК). Одним из наиболее ярких проявлений этого меридионального водообмена является формирование в ЮПФЗ Антарктической промежуточной водной массы (АПрВ), распространяющейся вплоть до тропических широт Северного полушария и повышающей биопродуктивность соответствующих акваторий [Emery, 2001].

Мезомасштабные (синоптические) вихри представляют собой замкнутые круговороты вод с горизонтальными размерами порядка 100 км и временем существования от нескольких недель и более [Chelton et al., 2011]. Скорость вращения мезомасштабного вихря больше скорости его перемещения в пространстве, что выражается в способности вихря захватывать и переносить объемы вод (сохраняя при этом их характеристики) на значительные расстояния [Chelton et al., 2011]. Эти вихри являются основным элементом динамической активности в районе ЮПФЗ и в значительной степени определяют наблюдаемые распределения полей скоростей течений, температуры и солености, являются важным фактором горизонтального и вертикального водообмена [Thompson, 2008]. В результате мезомасштабные вихри играют ключевую роль в формировании АПрВ и меридиональном водообмене через ЮПФЗ [Голивец и Кошляков, 2004; Кошляков и Тараканов, 2011], тем самым оказывая значительное влияние на климат и биопродуктивность обширных акваторий Мирового океана [Sloyan and Rintoul, 2001; Meijers et al., 2007].

В связи с этим анализ распределения и динамики мезомасштабных вихрей в районе ЮПФЗ является ключевым фактором понимания океанологических процессов широкого диапазона масштабов в Южном океане, их пространственной неоднородности в различных его секторах, а также является важным шагом к уточнению оценок меридионального водообмена через ЮПФЗ. Исследование траекторий вихрей позволит выявить основные пути их распространения, а также проанализировать влияние различных океанологических условий (динамики вод, рельефа дна) на их движение. Актуальным вопросом является также выявление факторов, определяющих динамику мезомасштабных вихрей на разных временных и пространственных масштабах. Значительное влияние мезомасштабных вихрей на биопродуктивность акваторий [Nel et al., 2001] и распределение промысловых скоплений

гидробионтов Южного океана (например, антарктического криля Euphausia superba [Чурин, 2016]) также обуславливает актуальность работы.

Высокоточные спутниковые измерения высоты уровенной поверхности океана, доступные за период с 1992 по настоящее время, позволяют получать данные о положении, параметрах и перемещении мезомасштабных вихрей. Использование автоматических алгоритмов трекинга (обнаружения и отслеживания), суть которых заключается в выделении вихрей в поле альтиметрических данных и последующем определении их параметров и траектории движения, привело к появлению современных массивов данных, существенно расширивших представления о пространственном распределении и динамике мезомасштабных вихрей (обзор этих алгоритмов приводится в работе [Петкилёв, 2017б]).

Имеющиеся на сегодняшний день исследования, посвященные распределению мезомасштабных вихрей в Мировом океане в целом [Chelton et al., 2007; Fu, 2009; Chelton et al., 2011], рассматривают общую картину распределения вихрей и слабо освещают вопросы взаимосвязи их распределения с фронтами, топографией дна и другими региональными океанологическими особенностями. Как правило, распределение мезомасштабных вихрей рассматривается в статике, а вопросам временной изменчивости полей мезомасштабных вихрей и их параметров уделено недостаточное внимание.

Несмотря на то, что мезомасштабные вихри в высоких широтах Южного полушария были обнаружены еще в 1960-х гг. [Преображенская, 1971; Коньшин и Шапиро, 1990], непосредственно в районе ЮПФЗ и Южном океане в целом недостаточно детально изучено само пространственное распределение мезомасштабных вихрей и их параметров, а также их временная изменчивость. Работы, посвященные этому региону Мирового океана, зачастую характеризуются взаимной разнородностью используемых данных и методов их анализа [Stammer, 1998; Hallberg and Gnanadesikan, 2006; Klocker and Abernathey, 2014], а также фрагментарны по пространству [Бородин, 2016; Чурин, 2016], что затрудняет получение комплексного представления на основе сопоставления результатов.

Вследствие этого, несмотря на все успехи в изучении мезомасштабных вихрей, вопросы об их пространственно-временном распределении и динамике в районе ЮПФЗ, временной изменчивости их параметров, а также определяющих эти процессы факторах остаются открытыми.

Цель исследования: на основе имеющегося в открытом доступе массива данных о мезомасштабных вихрях Мирового океана проанализировать пространственно-временное распределение и динамику мезомасштабных вихрей и их параметров в районе циркумполярной ЮПФЗ в связи с положением формирующих ее фронтов и рельефом дна изучаемого района.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить пространственно-временное распределение и динамику мезомасштабных вихрей и их параметров: определить области наибольшей, средней и наименьшей концентрации вихрей, получить пространственное распределение и характерные значения параметров вихрей, выявить особенности перемещения вихрей в пространстве, определить места генерации вихрей и их диссипации, выявить особенности сезонной и межгодовой динамики, определить тенденции во временной изменчивости;

2. Исследовать региональные различия внутри района исследования;

3. Выявить факторы, определяющие распределение и динамику мезомасштабных вихрей.

Основные положения, выносимые на защиту. Установлено:

1. Пространственное распределение плотности концентрации вихрей (количество на единицу площади) в районе ЮПФЗ неоднородно и определяется особенностями динамики вод и рельефа дна. Большая часть района исследования (открытые районы океана) занята областями средних концентраций вихрей (40-80 вихрей на окрестность с радиусом 0.733°). Минимальные концентрации вихрей (0-40) наблюдаются в шельфовых областях, к югу от зоны Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) и над крупными подводными хребтами/поднятиями дна, максимальные (80-120) - в областях интенсивной динамики вод (в частности, в области фронтов АЦТ) и в акваториях, непосредственно прилегающим к подводным хребтам/поднятиям;

2. Наибольшие пространственные различия характерны для распределения значений скорости вращения, амплитуды, зональной и меридиональной компонент (а также их результирующих) перемещения вихрей. При этом пространственное распределение значений радиуса и скорости перемещения вихрей не обнаруживает отчетливых закономерностей. Наиболее интенсивные и подвижные вихри приурочены, в основном, к зоне АЦТ;

3. В изучаемом районе в период 1992-2012 гг. имеет место одновременное сосуществование двух тенденций: к снижению количества наблюдений вихрей при возрастании относительной доли циклонов и росту эффективности осуществляемого вихрями водообмена в северном направлении за счет изменения их параметров (роста размеров, скоростей, продолжительности существования, меридиональной компоненты перемещения);

4. В структуре временной изменчивости количества наблюдений вихрей в изучаемом районе доминируют короткопериодные колебания с периодом ~ 3 месяца. Выявлены долгопериодные колебания с периодами 4 года и 13 лет, которые могут быть

ассоциированы с крупномасштабными процессами в системе океан-атмосфера (Антарктическая циркумполярная волна) и с 11-летним циклом солнечной активности соответственно. Наиболее интенсивные вихреобразование и его изменчивость наблюдаются в летний период Южного полушария (октябрь-март), а на зимний период (апрель-сентябрь) приходится фаза стабилизации с более низкими значениями;

5. В период 1992-2012 гг. в атлантическом, индоокеанском и тихоокеанском секторах изучаемого района отмечается тесная прямая взаимосвязь изменчивости количества наблюдений вихрей при отсутствии взаимосвязи изменчивости соотношения между количеством наблюдений антициклонических и циклонических вихрей. Степень взаимосвязи изменчивости значений параметров вихрей неодинакова в секторах изучаемого района.

Научная новизна. В настоящей работе впервые на основе единого методического подхода и репрезентативного массива исходных данных описаны мезомасштабные вихри ЮПФЗ и прилегающих акваторий, проанализированы их пространственное распределение и временная динамика, а также выявлены региональные различия, приуроченные к конкретным секторам Южного океана. Получены представления об особенностях пространственного распределения параметров мезомасштабных вихрей, особенностях вихреобразования и диссипации вихрей в районе исследования. Впервые оценена изменчивость параметров мезомасштабных вихрей изучаемого района во времени. Получены новые представления о синоптической, сезонной и межгодовой изменчивости полей мезомасштабных вихрей в районе ЮПФЗ. Рассмотрены факторы, определяющие распределение и динамику вихрей.

Использованные массивы данных и методика. В качестве исходных в настоящей работе использовались:

• данные по мезомасштабным вихрям из массива «Mesoscale eddies in Altimeter Observations of SSH» (Массив Челтона), созданного на основе применения алгоритма автоматического обнаружения вихрей и их трекинга к данным спутниковой альтиметрии [Chelton et al., 2011];

• данные батиметрии проекта GEBCO («GEBCO One Minute Grid dataset»);

• данные о положении фронтов Южного океана согласно работе [Orsi et al., 1995] и временные ряды положения фронтов, формирующих ЮПФЗ, согласно работе [Sallee et al., 2008].

В работе использовались методы одномерного и многомерного статистического анализа, а также пространственного анализа в геоинформационных системах (ГИС). Методология

исследования заключалась в анализе данных о мезомасштабных вихрях в циркумполярной области ЮПФЗ и прилегающих акваториях совместно с основными фронтами и рельефом дна изучаемого района.

Основными источниками информации об океанологических условиях Южного океана и теоретических аспектах динамики мезомасштабных вихрей стали монографии В.В. Масленникова [Масленников, 2003] и В.В. Жмура [Жмур, 2011] соответственно. Представление о положении и динамике ЮПФЗ и формирующих ее фронтов было получено из работ [Ога et а1., 1995; Sa11ee et а1., 2008], а об особенностях меридионального водообмена через ЮПФЗ и роли мезомасштабных вихрей в этом процессе - из работ [Кошляков и Тараканов, 2011; Maz1off et а1., 2012].

Практическая значимость. Полученные детальные представления о динамике мезомасштабных вихрей изучаемого района могут стать основой для более точной оценки меридионального водообмена через ЮПФЗ (в частности, объемов генерируемой АПрВ) и отклика Южного океана на климатические колебания, и, как следствие, более детального понимания и прогнозирования биопродуктивности обширных акваторий Южного полушария. Использованные методы статистического и геоинформационного анализа, а также подходы к их применению при работе с разнородными океанологическими данными могут послужить основой для проведения аналогичных исследований в других регионах Мирового океана.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Проводимые исследования соответствуют паспорту специальности 25.00.28 (Океанология): пунктам 3 (Динамические процессы (волны, вихри, течения, пограничные слои) в океане) и 16 (Методы проведения судовых, береговых и дистанционных океанологических наблюдений, их обработки и анализа) раздела «Область исследования» паспорта этой специальности.

Достоверность полученных в настоящей работе результатов обусловлена использованием значительного объема современных данных, характеризующихся полнотой географического охвата и длительным периодом наблюдений (~ 20 лет). Полученные результаты и выводы основаны на использовании методов одномерного и многомерного статистического анализа данных с широким применением геоинформационных сред. Изложенные в диссертационном исследовании положения и выводы не противоречат имеющимся на сегодняшний день представлениям о динамике вод изучаемого района.

Апробация диссертационной работы. Основные результаты работы докладывались на конференциях Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград, 2015, 2016), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург, 2014), на II конференции Калининградского отделения Русского географического общества (Калининград,

2014), представлялись на XVI всероссийской конференции по промысловой океанологии (Калининград, 2014), международной конференции «Потоки и структуры в жидкостях» (Калининград, 2015), на конференции CLIVAR-2016 (Циндао, 2016), на XIV всероссийской конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из Космоса" (Москва, 2016).

Публикации. Материалы диссертации полностью изложены в работах, опубликованных соискателем. По теме диссертации опубликовано 12 работ, из которых: 3 работы [1-3] - в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья [4] - в журнале, входящим в международную базу научного цитирования Agris, 2 статьи [5, 6] - в сборниках научных трудов и 6 тезисов докладов [7-12] на российских и международных конференциях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Петкилёв П.С. Влияние рельефа дна на пространственное распределение и динамику мезомасштабных вихрей в проливе Дрейка и море Скотия // Ученые записки РГГМУ. -2016. - № 42. - С. 81-93.

2. Петкилёв П.С. Пространственное распределение параметров мезомасштабных вихрей в Южном океане // Исследование Земли из космоса. - 2017. - № 4. - С. 25-36.

3. Петкилёв П.С. Обзор алгоритмов обнаружения и трекинга мезомасштабных вихрей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2017. - Т. 14.

- № 3. - С. 27-47.

4. Петкилёв П.С. Пространственная неоднородность временной изменчивости полей мезомасштабных вихрей и их параметров в районе Южной Полярной фронтальной зоны // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 11(65), Часть 3 (Ноябрь).

- С. 155-158.

5. Петкилёв П.С., Чернышков П.П. Межгодовая изменчивость параметров мезомасштабных вихрей в зоне антарктической конвергенции // Вопросы промысловой океанологии. - 2014. -№ 11 - С. 182-197.

6. Петкилёв П.С., Чернышков П. П. Пространственное распределение параметров мезомасштабных вихрей в Южном океане как индикатор изменения климата и биологической продуктивности вод океана // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. - 2016. - Выпуск 3. - С. 82-91.

7. Петкилёв П.С. Межгодовая изменчивость параметров мезомасштабных вихрей в зоне антарктической конвергенции // Материалы XVI-й Всероссийской конференции по промысловой океанологии. Калининград, 2014. С. 109-113.

8. Петкилёв П.С. Особенности полей мезомасштабных вихрей в зоне Антарктической конвергенции // Материалы Шестой Международной Научной школы молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Калининград. 21-23 июня 2015 г. -2015. - С. 150-153.

9. Петкилёв П.С. Анализ пространственно-временной изменчивости полей мезомасштабных вихрей и положения главных фронтов Южного океана на основе комбинации климатологических данных и данных спутниковой альтиметрии // Материалы Четырнадцатой Всероссийской Открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (Москва, ИКИ РАН. 14-18 ноября 2016). - 2016. - С. 280.

10. Петкилёв П.С. Оценка пространственной плотности мезомасштабных вихревых образований вблизи основных фронтов Южного океана // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий». Майкоп. 1518 мая 2017 г. - 2017. - С. 68-70.

11. Petkilev P.S. The spatial distribution of mesoscale eddy activity in the Drake Passage and the Scotia Sea for the period 1992-2012 // Proceedings of the international conference «Fluxes and Structures in Fluids». Kaliningrad, 2015. - P. 187-190.

12. Petkilev P.S. The influence of seafloor topography on the spatial distribution and dynamics of mesoscale eddies and topographic steering in the Southern Ocean // CLIVAR 2016. Charting the Course for Ocean and Climate Research. Qingdao, 2016. - P. 469.

Личный вклад автора состоит в поиске и подготовке исходных массивов данных, формировании выборок и последующем проведении их детального статистического и пространственного анализа на основе ряда методов, специально отобранных исходя из задач исследования. Выбранные автором методы позволили эффективно перейти от отдельных мезомасштабных вихрей к характеристикам их пространственно-временного распределения и получить комплексную характеристику динамики мезомасштабных вихрей в районе ЮПФЗ в период с 1992 по 2012 гг. Автором выполнялась интерпретация полученных результатов с формулировкой основных выводов. По итогам проводилась апробация результатов - подготовка публикаций и выступлений на российских и международных научных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, четырех глав, Заключения и Списка цитируемой литературы из 135 наименований (из них 80 на иностранном языке). Полный объем диссертации - 156 страниц, включая 74 рисунка и 24 таблицы.

Во Введении представлена общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, приводятся проблематика исследования, его цель и задачи, формулируются защищаемые положения, обосновывается достоверность полученных результатов и их практическая значимость, характеризуются личный вклад автора, апробация результатов исследования, приводится список опубликованных работ по теме диссертации.

Глава 1 носит обзорный характер. В ней приводятся использованные в настоящей работе определения и концепции, рассмотрены основные теоретические аспекты динамики мезомасштабных вихрей, а также дана краткая физико-географическая и океанологическая характеристика изучаемого района.

Глава 2 посвящена описанию используемых данных, методов их обработки и анализа. Приведены краткие сведения о существующих алгоритмах обнаружения и трекинга мезомасштабных вихрей. Особенности алгоритма Челтона, на основе которого получены исходные данные для настоящей работы, описаны более подробно.

В Главе 3 приводятся результаты анализа пространственного распределения мезомасштабных вихрей и их параметров в изучаемом районе.

Глава 4 посвящена анализу временной изменчивости распределения мезомасштабных вихрей и их параметров в масштабах изучаемого района в целом, а также в отдельных его секторах.

В Заключении представлены полученные в результате исследования основные выводы.

Благодарности. Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю д.г.н., профессору Чернышкову Павлу Петровичу; сотрудникам ИО РАН: д.ф.-м.н., члену-корреспонденту РАН Гулеву С.К., д.ф.-м.н., профессору РАН Тараканову Р.Ю., к.ф.-м.н. Гинзбург А.И., к.ф.-м.н. Тилининой Н.Д.; сотрудникам РГГМУ: д.г.н., профессору Малинину В.Н. и к.г.н., доценту Гордеевой С.М.; д.ф-м.н., профессору БФУ им. Канта Гриценко В.А.; к.г.н. Бородину Е.В.; сотрудникам АтлантНИРО: Краснобородько О.Ю., к.г.н. Чурину Д.А., к.г.н. Полищуку И.А. за внимание к работе и конструктивную критику.

ГЛАВА 1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В РАЙОНЕ ЮЖНОЙ ПОЛЯРНОЙ ФРОНТАЛЬНОЙ ЗОНЫ

1.1 Используемые определения и концепции

В рамках настоящего раздела рассматриваются используемые в работе определения и концепции.

Мезомасштабные вихри являются объектом активного изучения на протяжении уже порядка 50 лет, причем значение этих исследований в последние десятилетия возрастает [Корчагин и Монин, 2004]. В то же время, само понятие «мезомасштабный вихрь» не является до конца устоявшимся в силу использования в научной среде различных классификаций масштабов неоднородностей океана. Более того, затрудненность использования в натурных исследованиях (вследствие каскадности масштабов и процессов в реальном океане) таких строгих математических формулировок как «завихренность» привела к сложностям в разграничении вихрей и других неоднородностей океана, например, волн [Чашечкин, 2015].

Следуя классификации, приводимой в работе [Иванов и др., 1986], неоднородности океана, в том числе и вихри, по своим горизонтальным размерам классифицируются относительно радиуса деформации Россби:

ПН

1к =— (1)

где N - характерное значение частоты Вяйсяля-Брента, H - глубина океана, f - параметр Кориолиса. По данной классификации, L<<H - мелкомасштабные, H<L<LR - мезомасштабные, L~LR - синоптические, L>>LR - глобальные. Таким образом, согласно данной классификации, вихри, размером порядка 100 км будут относиться к синоптическому масштабу. При этом в работах западных ученых, например, в [Наигу et а1., 1978], неоднородности океана с горизонтальными размерами порядка 100 км считаются мезомасштабными.

Согласно современной отечественной работе [Корчагин и Монин, 2004], мезомасштабные структуры имеют размеры по горизонтали до десятков километров и характеризуются временем жизни в пределах 10-104 часов. Синоптическими, согласно этой классификации, являются структуры с горизонтальными размерами порядка нескольких сотен километров. В результате океанские вихри размера порядка 100 км могут быть отнесены как к мезомасштабным, так и к синоптическим, в зависимости от классификации. В настоящей работе такие вихри будут

именоваться мезомасштабными, в соответствии с работой [Корчагин и Монин, 2004] и работами зарубежных авторов.

С физической точки зрения, под термином «мезомасштабный вихрь» в настоящей работе, согласно [ЗДеИюп et а1., 2011], понимается замкнутый круговорот вод, имеющий горизонтальные размеры порядка 100 км и время жизни от нескольких недель и более, скорость перемещения которого в пространстве меньше скорости вращения. В свою очередь, термин «поле мезомасштабных вихрей» означает распределение мезомасштабных вихрей в пространстве в пределах заданного района (для описания полей мезомасштабных вихрей служат различные статистические и пространственно-статистические характеристики).

Таким образом, характерной особенностью вихрей, отличающей их от, например, волн Россби, является способность захватывать объемы вод и перемещать их в пространстве, обусловленная превышением скорости вращения вихря над скоростью его перемещения как физического объекта [^екоп et а1., 2011]. При этом термохалинные и биогеохимические свойства захваченных таким вихрем объемов вод в значительной степени сохраняются [^екоп et а1., 2011]. Данная способность вихря характеризуется его нелинейностью - соотношением и/с>1, где и - максимальная скорость вращения, с - скорость перемещения. При и/с<1 способность сохранять свойства захваченных объемов вод утрачивается и такая мезомасштабная структура вихрем (строго говоря) уже не является.

Так как пространственная привязка настоящего исследования осуществляется к ЮПФЗ как географическому объекту, в работе уделяется значительное внимание фронтам Южного океана. Помимо этого, рассматриваемые фронты являются ключевым элементом динамики вод изучаемого района и формируют многие идейные предпосылки настоящей работы.

Термины «фронтальная зона», «фронтальный раздел», «фронт», «линия фронта» в имеющихся публикациях определяются по-разному, в зависимости от концепций, принятых авторами. В настоящей работе определение фронта принято согласно работе [Федоров, 1983], в то время как определение фронтальной зоны взято в формулировке В.М. Грузинова [Грузинов, 1975].

Так, фронт [Федоров, 1983] - это след пересечения фронтального раздела (поверхности максимального градиента одной или нескольких термохалинных характеристик) с любой выбранной поверхностью, в частности, со свободной поверхностью океана или с изопикнической поверхностью. Таким образом, фронт можно считать проекцией фронтального раздела на поверхность океана.

Согласно работе [Грузинов, 1975], фронтальные зоны представляют собой квазистационарные зоны взаимодействия вод с различными гидрологическими характеристиками, обладающих индивидуальными биологическими комплексами, проявляющиеся во всей толще термоклина по максимальным горизонтальным градиентам гидрологических характеристик и максимальным горизонтальным градиентам горизонтальной и вертикальной циркуляции вод. При этом фронтальная зона может рассматриваться и как район океана, в пределах которого происходят сезонные и межгодовые перемещения фронта.

Приведенные выше определения характеризуют крупномасштабные климатические фронтальные зоны, к которым справедливо относится рассматриваемая в настоящей работе ЮПФЗ, происхождение которой связано с глобальным распределением солнечной радиации, испарения и осадков, особенностями общей циркуляции океана и атмосферы, а также другими постоянно действующими климатическими факторами [Федоров, 1983]. Помимо климатических фронтов, исследователями выделяются также динамические фронты, определяемые как районы дивергенций и конвергенций в океане с экстремумами вертикальной составляющей скорости [Иванов и Нейман, 1964]. В настоящей работе ЮПФЗ и формирующие ее фронты будут рассмотрены именно в климатической концепции.

Похожие диссертационные работы по специальности «Океанология», 25.00.28 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Петкилёв, Павел Сергеевич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексанин А.И., Алексанина М.Г. Автоматическое выделение вихрей по спутниковым ИК-изображениям // Тр. Всерос. конф. Современные проблемы дистанционного исследования Земли из космоса. 11-13 ноября 2003. - М.: ИКИ РАН, - 2004. - С. 382-386.

2. Антипов Н.Н., Данилов А.И., Клепиков А.В. Исследования Южного океана по научным программам ААНИИ: от программы «ПОЛЭКС-ЮГ», до ФЦП «Мировой океан» // Проблемы Арктики и Антарктики. - 2014. - № 1. - С. 65-85.

3. Антипов Н.Н., Масленников В.В., Прямиков С.М. Положение и структура Полярной фронтальной зоны в западной части Тихоокеанского сектора Южного океана. Биолого-океанографические исследования Тихоокеанского сектора Антарктики. - М.: ВНИРО-ТИНРО, 1987. - С. 19-32.

4. Арсеньев С.А., Бабкин В.А., Губарь А.Ю. Николаевский В.Н. Теория мезомасштабной турбулентности. Вихри атмосферы и океана. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований. 2010. - 307 с.

5. Артамонов Ю.В., Скрипалева Е.А. Структура и сезонная изменчивость крупномасштабных фронтов Атлантического океана по спутниковым данным // Исследование Земли из космоса.

- 2004. - № 4. - С. 62-75.

6. Артамонов Ю.В., Скрипалева Е.А., Бабий М.В., Галковская Л.К. Сезонная и межгодовая изменчивость фронтов Южного океана // Украинский Антарктический журнал. - 2009. - № 8.

- С. 205-216.

7. Астапенко П.Д. Атмосферные процессы в высоких широтах Южного полушария. - М.: АН СССР, 1960. - 282 с.

8. Афанасьев Б.В., Масленников В.В. Океанологические условия летом 1982 года в южной части моря Скоша - северной части моря Уэдделла // Труды ВНИРО. - 1983. - 38 с.

9. Белоцерковский А.В. Спектральный анализ в гидрометеорологии. - СПб.: РГГМУ, 1993. - 64 с.

10. Бородин Е.В. Структура и динамика промежуточных водных масс антарктического происхождения в южной части Тихого океана: Диссертация на соискание ученой степени канд. геогр. наук. - Калининград, 2015. - 143 с.

11. Витинский Ю.И., Копецкий М., Куклин Г.В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 296 с.

12. Воробьев В.Н., Иванов В.В., Кузнецова Л.Н., Смирнов И.П. О структуре геострофических течений и вертикальных движений в Южном океане // Гидрология Южного океана и северной Атлантики. Сборник научных трудов (межвузовский). - Л.: ЛГМИ, 1990. - Вып. 109. - С. 3244.

13. Гидрометеорологическое обеспечение судоходства в Южном океане / под ред. Е.С. Короткевича, Л.Ю. Рыжакова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 184 с.

14. Голивец С.В., Кошляков М.Н. Вихреобразование на Субантарктическом фронте по данным спутниковых наблюдений и формирование Антарктической промежуточной воды // Океанология. - 2004. - Т. 44. - № 4. - С. 485-494.

15. Грузинов В.М. Фронтальные зоны Мирового океана. - М.: Гидрометеоиздат, 1975. - 198 с.

16. Грузинов В.М. Гидрология фронтальных зон Мирового океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

- 272 с.

17. Гурецкий В.В., Данилов А.И., Ивченко В.О., Клепиков А.В. Моделирование циркуляции Южного океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 200 с.

18. Долганов Л.В. Атмосферные условия Южной полярной области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -175 с.

19. Дыдин Л. А., Рабуевич С. В., Рыжаков М. О., Савицкий Т. Б. Формы атмосферной циркуляции в Южном полушарии // Труды ААНИИ. - 1975. - Т. 330. - С. 5-17.

20. Жмур В.В. Мезомасштабные вихри океана. - М.: ГЕОС, 2011. -190 с.

21. Зырянов В.Н. Топографические вихри в динамике морских течений. - М.: ИВП РАН, 1995.

— 238 с.

22. Иванов Ю.А. Положение и сезонная изменчивость фронтальных зон в Антарктике // ДАН СССР. - 1959. - Т. 129. - № 4. - С. 698-701.

23. Иванов Ю.А., Корт В.Г., Монин А.С. О мезомасштабных неоднородностях океана // ДАН СССР. - 1986. - Т. 286 - № 3. - С. 706-709.

24. Иванов Ю.А., Нейман В.Г. Фронтальные зоны Южного океана. Антарктика. Доклады междуведомственной комиссии по изучению Антарктики. 1964 г. АН СССР. - М.: Наука, 1965. - С. 176-178.

25. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 264 с.

26. Клепиков В.В., Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Особенности гидрологии. Северный Ледовитый и Южный океаны // География Мирового океана. Л.: Наука, 1985. - С. 65-87.

27. Коньшин В.Н., Шапиро Г.И. Численное моделирование мезомасштабных вихрей в Южном океане // Гидрология Южного океана и северной Атлантики. Сборник научных трудов (межвузовский). Л.: ЛГМИ, 1990. - Вып. 109. - С. 21-32.

28. Корчагин Н.Н., Монин А.С. Мезоокеанология. - М.: РАН, 2004. - 176 с.

29. Кошляков М.Н., Тараканов Р.Ю. Перенос воды через Субантарктический фронт и Глобальный океанский конвейер // Океанология. - 2011. - Т. 51. - № 5. - С. 773-787.

30. Лебедев С.А., Шауро С.Н. Уточнение границ Южного океана и Антарктического циркумполярного течения по данным дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2011. - Т. 8. - № 4. - С. 245255.

31. Лукин В.В. Первые шаги ААНИИ в Антарктике // Проблемы Арктики и Антарктики. - 2015.

- № 2. - С. 101-119.

32. Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. -СПб.: РГГМУ, 2008. - 408 с.

33. Масленников В.В. Климатические колебания и морская экосистема Антарктики. - М.: ВНИРО, 2003. - 295 с.

34. Монин А.Г., Жихарев Г.М. Океанские вихри // УФН. - 1990. - Т. 160. № 5. - С. 1-47.

35. Монин A.C., Сеидов Д.Г. О генерации струйных течений отрицательной вязкостью // ДАН СССР. - 1982. - Т. 268. - № 2. - С.454--457.

36. Нейман В.Г. Динамическая карта Антарктики // Океанологические исследования. - 1961. - № 3. - С. 117-123.

37. Петкилёв П.С. Влияние рельефа дна на пространственное распределение и динамику мезомасштабных вихрей в проливе Дрейка и море Скотия // Ученые записки РГГМУ. - 2016а.

- № 42. - С. 81-93.

38. Петкилёв П.С. Пространственное распределение параметров мезомасштабных вихрей в Южном океане // Исследование Земли из космоса. - 2017а. - № 4. - С. 25-36.

39. Петкилёв П.С. Обзор алгоритмов обнаружения и трекинга мезомасштабных вихрей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2017б. - Т. 14. № 3. - С. 27-47.

40. Петкилёв П.С., Чернышков П.П. Пространственное распределение параметров мезомасштабных вихрей в Южном океане как индикатор изменения климата и биологической

продуктивности вод океана // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. - 2016. - Выпуск 3. - С. 82-91.

41. Преображенская Т. И. Ледовые мезовихри в прибрежных районах Восточной Антарктиды // В сб.: Метеорологические исследования. М.: Наука. 1975. - С. 28-32.

42. Реснянский Ю.Д., Зеленько А.А., Струков Б.С. Крупномасштабная циркуляция Южного океана по данным численных экспериментов в лагранжевом представлении // Проблемы Арктики и Антарктики. - 2007. - № 76. - С. 49-67.

43. Романов А.А. Льды Южного океана и условия судоходства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. -149 с.

44. Савицкий Г.Б. Типы синоптических процессов в Антарктике в связи с формами атмосферной циркуляции Южного полушария // Труды ААНИИ. - 1975. - Т. 330. - С. 30-49.

45. Саруханян Э.И. Структура и изменчивость Антарктического циркумполярного течения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 117 с.

46. Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Водные массы и циркуляция Южного океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -288 с.

47. Сеидов Д.Г., Еникеев В.Х. Модель циркуляции Южного океана // Метеорология и гидрология. - 1986. - № 6. - С. 51-60.

48. Сирота А.М. Структура и динамика вод в районе Канарского апвеллинга и состояние популяций пелагических рыб: Диссертация на соискание ученой степени канд. геогр. наук. -Калининград, 2003. - 182 с.

49. Соколовский М.А., Веррон Ж. Динамика вихревых структур в стратифицированной вращающейся жидкости. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2011. - 365 с.

50. Старр В. Физика явлений с отрицательной вязкостью. - М.: Мир, 1971. - 260 с.

51. Трешников А.Ф. Циркуляция поверхностных вод Южного Ледовитого океана // Бюлл. Советской антарктической экспедиции. - 1964. - № 45. - С. 5-9.

52. Трешников А.Ф., Гиндыш. Б.В., Максимов И.В. Великий восточный дрейф Южного океана // Проблемы Арктики и Антарктики. - 1966. - Вып. 22. - С. 13-34.

53. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 296 с.

54. Чашечкин Ю.Д. Вихри и волны в жидкостях: как их различать? // Сборник материалов 6-й Международной научной школы молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах» (Калининград. 2015). - 2015. - С. 180-185.

55. Чурин Д.А. Мезомасштабная динамика вод в Антарктической части Атлантики и ее влияние на распределение криля: Диссертация на соискание ученой степени канд. геогр. наук: 25.00.28

- Калининград, 2016. - 143 с.

56. Belkin I.M., Gordon A.L. Southern-ocean fronts from the Greenwich meridian to Tasmania // J. Geoph. Res. - 1996. - Vol. 101. - P. 3675-3696.

57. Boning C.W., Dispert A., Visbeck M., Rintoul S. R., Schwarzkopf F.U. The response of the Antarctic Circumpolar Current to recent climate change // Nature Geoscience. - 2008. - Vol. 1. - P. 864-869.

58. Bracegirdle T.J., Shuckburgh E., Sallee J.-B.,Wang Z., Meijers A.J.S., Bruneau N., Phillips T., Wilcox L.J. Assessment of surface winds over the Atlantic, Indian, and Pacific Ocean sectors of the Southern Ocean in CMIP5 models: historical bias, forcing response, and state dependence // J. Geophys. Res. Atmos. - 2013. - Vol. 118. - P. 547-562. - doi:10.1002/jgrd.50153.

59. Chelton D.B., Schlax M.G., Samelson R.M., de Szoeke R.A. Global observations of large oceanic eddies // Geophysical Research Letters. - 2007. - Vol.34. - No. 15. - doi:10.1029/2007GL030812.

60. Chelton D.B., Schlax M.G. Samelson, R.M. Global observations of nonlinear mesoscale eddies // Prog. Oceanogr. - 2011. - Vol. 91. - P. 167-216.

61. Chen C. Ocean water masses - intermediate, deep and bottom waters // General Physical Oceanography (MAR 555). School for Marine Science and Technology. Umass-Dartmouth. 2014. [Электронный ресурс]. URL: http://fvcom.smast.umassd.edu/Courses/MAR555/Lectures_pdf/MAR555_Lec_12.pdf (дата обращения: 01.02.2017).

62. Cotroneo Y., Budillon G., Fusco G., Spezie G. Cold core eddies and fronts of the Antarctic Circumpolar Current south of New Zealand from in situ and satellite data // J. Geophys. Res. Oceans.

- 2013. - Vol. 118. - P. 2653-2666.

63. de Szoeke R.A., Levine M.D. The advective flux of heat by geostrophic motions in the Southern Ocean // Deep Sea Res. Part A. - 1981. - Vol. 28. - P. 1057-1085.

64. Dickey T.D. Emerging ocean observations for interdisciplinary data assimilation systems // Journal of Marine Systems. - 2003. - Vol. 40-41. - P. 5-48.

65. Doglioli A.M., Blanke B., Speich S., Lapeyre G. Tracking coherent structures in a regional ocean model with wavelet analysis: Application to Cape Basin eddies // J. Geophys. Res. - 2007. - Vol. 112. - C05043.

66. Durgadoo J.V., Ansorge I.J., Lutjeharms J.R.E. Oceanographic observations of eddies impacting the Prince Edward Islands, South Africa // Antarctic Science. - 2010. - Vol. 22. - № 3. - P. 211-219.

67. Emery W.J. Water Types and Water Masses // In: Encyclopedia of Ocean Science. - 2001. -Academic Press. San Diego. - P. 3179-3187.

68. Faghmous J.H., Frenger I., Yao Y., Warmka R., Lindell A., Kumar V. A daily global mesoscale ocean eddy dataset from satellite altimetry // Sci. Data. - 2015. - Vol. 2. - 150028.

69. Farneti R., Downes S., Griffies S., Marsland S., Behrens E., Bentsen M., Bi D., Biastoch A., Boning C., Bozec A., Canuto V., Chassignet E., Danabasoglu G., Danilov S., Diansky N., Drange H., Fogli P., Gusev A., Hallberg R., Howard A., Ilicak M., Jung T., Kelley M., Large W., Leboissetier A., Long M., Lu J., Masina S., Mishra A., Navarra A., Nurser A., Patara L., Samuels B., Sidorenko D., Tsujino H., Uotila P., Wang Q., Yeager S. An assessment of Antarctic Circumpolar Current and Southern Ocean overturning circulation sensitivity in a suite of interannual CORE-II simulations // Ocean Modell. - 2015. - Vol. 93. - P. 84-120.

70. Frenger I., Munnich M., Gruber N., Knutti R. Southern Ocean eddy phenomenology // J. Geophys. Res. - 2015. - Vol. 120. - P. 7413-7449.

71. Fu L-L. Pattern and velocity of propagation of the global ocean eddy variability // J. Geophys. Res. - 2009. - Vol. 114. - C11017. - doi:10.1029/2009JC005349.

72. GEBCO One Minute Grid [Электронный ресурс]. URL:https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/gebco_one_minute_grid (дата обращения: 01.02.2015).

73. Gille S.T., Llewellyn Smith S.G. Bathymetry and Ocean Circulation // Charting the Secret World of the Ocean Floor. The Gebco Project 1903-2003. 2003. [Электронный ресурс]. URL: http://www.gebco.net/about_us/presentations_and_publications/documents/cen_conf_abstract_gill e.pdf (дата обращения: 01.02.2017).

74. Gille S.T., Metzger E.J., Tokmakian R. Sea Floor Topography and Ocean Circulation // Oceanography. - 2004. - Vol. 17. - № 1. - P. 47-54.

75. Gordon A.L., Taylor H.W., Georgi D.T. Antarctic oceanographic zonation // in Polar Oceans. Dunbar M.J. (editor). / Arct. Inst. of North Am., Calgary. - 1977. - P. 45-76.

76. Griesel A., Gille S.T., Sprintall J., McClean J.L., LaCasce J.H., Maltrud M.E. (a). Isopycnal diffusivities in the Antarctic Circumpolar Current inferred from Lagrangian floats in an eddying model // J. Geophys. Res. - 2009a. - Vol. 115. - C06006. - doi:10.1029/2009JC005821.

77. Griesel A., Gille S.T., Sprintall J., Maltrud M.E. (b) Assessing eddy heat flux and its parameterization: A wavenumber perspective from a 1/10° ocean simulation // Ocean Modelling. -2009b. - Vol. 29. - P. 248-260. - doi:10.1016/j.ocemod.2009.05.004.

78. Hallberg R., Gnanadesikan A. An exploration of the role of transient eddies in determining the transport of a zonally reentrant current // J. Phys. Oceanogr. - 2001. - Vol. 31. - P. 3312-3330.

79. Hallberg R., Gnanadesikan A. The Role of Eddies in Determining the Structure and Response of the Wind-Driven Southern Hemisphere Overturning: Results from the Modeling Eddies in the Southern Ocean (MESO) Project // J. Phys. Oceanogr. - 2006. - Vol. 36. - P. 2232-2252.

80. Haury L.R., McGowan J.A., Wiebe P. H. Patterns and processes in the time-space scales of plankton distributions // In: Steele, J. H. (ed.) Spatial pattern in plankton communities. Plenum Press. New York. - 1978. - P. 277-327.

81. Hogg A., Meredith M.P., Blundell J.R., Wilson C. Eddy heat flux in the Southern Ocean: Response to variable wind forcing // J. Climate. - 2008. - Vol. 21. - P. 608-620.

82. Hughes C.W., Ash E.R. Eddy forcing of the mean flow in the Southern Ocean // J. Geophys. Res. -2001. - Vol. 106. - P. 2713-2722.

83. Karsten, R., Marshall, J. Constructing the residual circulation of the ACC from observations // Journal of Physical Oceanography. - 2002. - Vol. 32. - P. 3315-3327.

84. Keffer T., Holloway G. Estimating Southern Ocean eddy flux of heat and salt from satellite altimetry // Nature. - 1988. - Vol. 332. - P. 624-626.

85. Keith Moore J., Abbott M.R., Richman J.G. Location and dynamics of the Antarctic Polar Front from satellite sea surface temperature data // Journal of Geophysical Research. - 1999. - Vol. 104. - P.3059-3073.

86. Klinck J., Nowlin W.D. Antarctic Circumpolar Current // in Encyclopedia of Ocean Sciences. Academic Press. (Eds.: J. Steele, S. Thorpe, K. Turekian). - 2001. - P. 151-159.

87. Klocker A., Abernathey R. Global Patterns of Mesoscale Eddy Properties and Diffusivities // Journal of Physical Oceanography. - 2014. - Vol. 44. - № 3. - P. 1030-1046.

88. Kostianoy A.G., Ginzburg A.I., Lebedev S.A., Frankignoulle M., Delille B. Fronts and Mesoscale Variability in the Southern Indian Ocean as Inferred from the TOPEX/POSEIDON and ERS-2 Altimetry Data // Oceanology. - 2003. - Vol. 43. - №. 5. - P. 632-642.

89. Lenn Y.D., Chereskin T., Sprintall J., Mcclean J. Near-Surface Eddy Heat and Momentum Fluxes in the Antarctic Circumpolar Current in Drake Passage // Journal of Physical Oceanography. - 2011.

- Vol. 41. - P. 1385-1407.

90. Locations of the various fronts in the Southern Ocean. [Электронный ресурс]. URL:https://gcmd.nasa.gov/records/AADC_southern_ocean_fronts.html (дата обращения: 01.09.2014).

91. Marshall J., Radko T. Residual mean solutions for the Antarctic Circumpolar Current and its associated overturning circulation // J. Phys. Oceanogr. - 2003. - Vol. 33. - P. 2341-2354.

92. Mazloff M., Ferrari R., Schneider T. The Force Balance of the Southern Ocean Meridional Overturning Circulation // Journal of Physical Oceanography. - 2013. - Vol. 43. - P. 1193-1208.

93. Meijers A.J., Bindoff N.L., Roberts J.L. On the total, mean, and eddy heat and freshwater transports in the Southern Hemisphere of a 1/8° x 1/8° Global Ocean Model // J. Phys. Oceanogr. - 2007. - V. 37. - № 2. - P. 278-294.

94. Meredith M.P., Naveira Garabato A.C., Hogg A.M.C., Farneti R. Sensitivity of the overturning circulation in the Southern Ocean to decadal changes in wind forcing // J. Clim. - 2012. -Vol. 25. -P. 99-110. - doi:10.1175/2011JCLI4204.1.

95. Mesoscale Eddies in Altimeter Observations of SSH. [Электронный ресурс]. http://wombat.coas.oregonstate.edu/eddies May2013/ (дата обращения: 01.09.2014).

96. Munteanu C., Negrea C., Echim M., Mursula K. Effect of data gaps: comparison of different spectralanalysis methods // Ann. Geophys. - 2016. - Vol. 34. - P. 437-449.

97. Nel D.C., Lutjeharms J.R.E., Pakhomov E.A., Ansorge I.J., Ryan P.G., Klages N.T.W. Exploitation of mesoscale oceanographic features by grey-headed albatross Thalassarche chrystomota in the southern Indian Ocean // Mar. Ecol. Progr. Ser. - 2001. - Vol. 217. - P. 15 - 26.

98. Nencioli F., Dong C., Dickey T.D., Washburn L., McWilliams J.C. A vector geometry based eddy detection algorithm and its application to a high-resolution numerical model product and high-frequency radar surface velocities in the Southern California Bight // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. - 2010. - Vol. 27, №. 3. - P. 564-579.

99. Nihoul J.C.J., Jamart B.M. Mesoscale/Synoptic Coherent Structures in Geophysical Turbulence // Elsevier Science (Elsevier Oceanography Series). - Volume 50, 1st Edition. - 1989. - 840 p.

100. Nuncio M., Luis A., Yuan X. Topographic meandering of Antarctic Circumpolar Current and Antarctic Circumpolar Wave in the ice-ocean-atmosphere system // Geophysical Research Letters.

- 2011. - Vol. 38. - № 13. - L13708. - doi:10.1029/2011GL046898.

101. Okubo A. Horizontal dispersion of floatable particles in the vicinity of velocity singularities such as convergences // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. - 1970. - Vol. 17. - P. 445454.

102. Orsi A.H., Whitworth III T., Nowlin Jr. W.D. On the meridional extent and fronts of the Antarctic Circumpolar Current // Deep-Sea Research I. - 1995. - Vol. 42. - P. 641-673.

103. Phillips H.E., Rintoul S.R. Eddy Variability and Energetics from Direct Current Measurements in the Antarctic Circumpolar Current South of Australia // Journal of Physical Oceanography. -2000. - Vol. 30. - P. 3050-3076.

104. Prants S.V., Budyansky M.V., Ponomarev V.I., Uleysky M. Yu. Lagrangian study of transport and mixing in a mesoscale eddy street // Ocean modelling. - 2011. - Vol. 38. - № 1-2. - P. 114125.

105. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, Second Edition. - New York: Cambridge University Press, 1992. - 925 p.

106. Rintoul S.R. Southern Ocean currents and climate // Papers and proceedings of the Royal Society of Tasmania. - 2000. - Vol. 133. - P. 41-50.

107. Rintoul S.R., Hughes C.,. Olbers D. The Antarctic Circumpolar System. - In: Ocean Circulation and Climate, Siedler G., Church J., Gould J. (Eds.). Academic Press. - 2001. - P. 271-302.

108. Rintoul S.R., Naveira Garabato A.C. Chapter 18 - Dynamics of the Southern Ocean Circulation.

- In: Ocean Circulation and Climate, 2nd Ed. A 21st century perspective, International Geophysics Series, Volume 103, Siedler, G., Griffies, S., Gould, J. and Church, J (Eds.). Academic Press. -2012. -P. 471-492.

109. Sadarjoen A., Post F.H. Detection, quantification, and tracking of vortices using streamline geometry // Visualization and Computer Graphics. - 2000. - Vol. 24. - P. 333-341.

110. Sallee J.B., Morrow R., Speer K. Eddy heat diffusion and Subantarctic Mode Water formation // Geophys. Res. Letters. - 2008 b. - Vol. 35. - L05607. d- oi:10.1029/2007GL032827.

111. Sallee J.B. Speer K., Morrow, R. Southern Ocean fronts and their variability to climate modes // Journ. of Climate. - 2008 a. - Vol. 21(12). - P. 3020-3039.

112. Sloyan B.M., Rintoul S.R. The Southern Ocean limb of the global deep overturning circulation // J. Phys. Oceanogr. - 2001. - V. 31. - P. 143-173.

113. Sokolov S., Rintoul S.R. The circumpolar structure and distribution of the Antarctic Circumpolar Current fronts. Part A: Mean circumpolar paths // J. Geophys. Res. - 2009a. - Vol. 114. - C11018.

- doi: 10.1029/2008JC005108.

114. Sokolov S., Rintoul S.R. The circumpolar structure and distribution of the Antarctic Circumpolar Current fronts. Part B: Variability and relationship to sea surface height // J. Geophys. Res. - 2009b.

- Vol. 114. - C11019. - doi:10.1029/2008JC005248

115. Southern Ocean Fronts. [Электронный ресурс]. URL: http://ctoh.legos.obs-mip.fr/applications/mesoscale/southern-ocean-fronts (дата обращения: 01.09.2017).

116. Spence P., Fyfe J.C., Montenegro A., Weaver A.J. Southern Ocean response to strengthening winds in an eddy-permitting global climate model // J. Climate. - 2010. -Vol. 23. - P. 5332-5343.

117. Stammer D. On eddy characteristics, eddy transports, and mean flow properties // Journal of Physical Oceanography. - 1998. -Vol. 28. - P. 727-739.

118. Stewart R. Introduction to Physical Oceanography. - Department of Oceanography, Texas A & M University. - 2008. - 390 p.

119. Swart. N.C., Ansorge I.J., Lutjeharms J.R.E. Detailed characterization of a cold Antarctic eddy // J. Geophys. Res. - 2008. - Vol. 113. - C01009.

120. Swart N.C., Fyfe J.C. Observed and simulated changes in the Southern Hemisphere surface westerly wind-stress // Geophys. Res. Letters. - 2012. - Vol. 39. - L16711. -doi:10.1029/2012GL052810.

121. Talley L.D. Antarctic Intermediate Water in the South Atlantic. The South Atlantic: present and past circulation. (Wefer G., Berger W.H., Siedler G., Webb D., Eds.). - New York: Springer. - 1996.

- P. 219-238.

122. Talley L., Pickard G., Emery W., Swift J. Descriptive physical oceanography. An introduction. 6th edition. - Academic Press. - 2011. - 560 p.

123. Thompson A. The atmospheric ocean: eddies and jets in the Antarctic Circumpolar Current // Philosophical Transactions of the Royal Society A. - 2008. - Vol. 366. № 1885. - P. 4529-4541.

124. Thompson A.F., Sallee J.B. Jets and topography: Jet transitions and the impact on transport in the Antarctic Circumpolar Current // Journal of Physical Oceanography. - 2012. - Vol. 42. - P. 956972.

125. Treguier A.M., England M.H., Rintoul S.R., Madec G., Molines J.-M. Southern Ocean overturning across streamlines in an eddying simulation of the Antarctic Circumpolar Current // Ocean Sci. - 2007. -Vol. 3. - P. 491-507.

126. Visbeck M., Marshall J., Haine T., Spall M. On the specification of eddy transfer coefficients in coarse-resolution ocean circulation models // J. Phys. Oceanogr. - 1997. -Vol. 27. - P. 381-402.

127. Weiss J. The dynamics of enstrophy transfer in two-dimensional hydrodynamics // Physica D. -1991. - Vol. 48. - P. 273-294.

128. White W.B., Chen S.C., Peterson R., The Antarctic Circumpolar Wave: A beta-effect in ocean-atmosphere coupling over the Southern Ocean // J. Phys. Oceanogr. - 1998. - Vol. 28. - P. 23452361.

129. Williams R.G., Wilson C., Hughes, C.W. Ocean and atmosphere storm tracks: the role of eddy vorticity forcing // J. Phys. Oceanogr. - 2007. - Vol. 37. - P. 2267-2289. - doi:10.1175/JPO3120.1.

130. Williams S., Petersen M., Bremer P.-T., Hecht M., Pascucci V., Ahrens J., Hlawitschka M., Hamann B. Adaptive extraction and quantification of geophysical vortices // IEEE T. Vis. Comput. Gr. - 2011. - Vol. 17. - P. 2088-2095.

131. Young I., Zieger S., Babanin A. Global Trends in Wind Speed and Wave Height // Science. -2011. -Vol. 332. - P. 451-455. - DOI: 10.1126/science.1197219.

132. Zhang Z., Wang W., Qiu B. Oceanic mass transport by mesoscale eddies // Science. - 2014. -Vol. 345. - № 322. - P. 322-324. - DOI: 10.1126/science.1252418.

133. Zika J.D., Sloyan B.M., McDougall T.J. Diagnosing the Southern Ocean overturning from tracer fields // J. Phys. Oceanogr. - 2009. - V. 39. - № 11. - P. 2926-2940.

134. Zika, J. D., Le Sommer J., Dufour C.O., Naveira-Garabato A.C., Blaker A.T. Acceleration of the Antarctic Circumpolar Current by Wind Stress Along the Coast of Antarctica // Journal of Physical Oceanography. - 2013. - Vol. 12. - P.2772-2784.

135. Zucchini W. Applied Smoothing Techniques Part 1: Kernel Density Estimation. 2003 [Электронный ресурс]. URL: http://www.statoek.wiso.uni-goettingen.de/veranstaltungen/ast/ast_part1.pdf (дата обращения: 01.09.2017).

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.