Атлантические циклоны доходят даже до Якутии

Рис. 1. Положение 3918 дрейфующих измерителей «Арго» на 7 декабря 2015 года. Рисунок с сайта www.argo.ucsd.edu

Цель международного проекта «Арго» – создание и поддержание постоянно действующей глобальной сети океанографических станций на основе дрейфующих буев-измерителей. Проект «Арго», направленный на сбор с использованием спутников информации об океанической толще, дает ученым уникальные возможности непрерывного мониторинга состояния Мирового океана.

Рис. 2. Карта распределения солености в Мировом океане на глубине 200 м по данным АМИГО 2005–2014 годов.

Работа измерителей происходит по следующей схеме. Буй дрейфует около 10 суток на заданной глубине, затем опускается на глубину 2 км и всплывает на поверхность, измеряя температуру и соленость воды. Во время нахождения на поверхности данные передаются на спутники, которые определяют точное местоположение прибора, после чего буй снова погружается на глубину. Энергии батарей хватает на 3–4 года работы. По состоянию на сегодняшний день в Мировом океане непрерывно работает около 4 тыс. измерителей «Арго» (рис. 1).

В 2014 году в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН была разработана не имеющая аналогов в мире «Арго-модель» исследования глобального океана (АМИГО). Началось создание новых массивов океанологических данных, основанных на измерениях «Арго». Российская модель позволяет рассчитать полный набор характеристик океана: температуру, соленость, плотность и, что самое важное, скорость течений.

Выполненные российскими океанологами расчеты с использованием данных «Арго» охватывают 10-летний период с 2005 по 2014 год. Созданная по результатам этих расчетов база данных АМИГО находится в свободном доступе в сети Интернет на сервере ИО РАН. Карты солености и температуры, полученные с использованием методики АМИГО, – наглядная иллюстрация тех новых возможностей по наблюдению за состоянием океана, которые получили ученые после начала измерений по программе «Арго».

Так, оказалось, что на распределение солености кроме потоков влаги с поверхности и процессов перемешивания большое влияние оказывают течения (рис. 2). В южной части океанов отчетливо выражено самое сильное течение Мирового океана – Антарктическое циркумполярное, замкнутый круговой поток восточного направления. Его положение хорошо прослеживается по минимуму солености окружающих Антарктиду вод.

Рис. 3. Карта распределения температуры в Мировом океане на глубине 75 м по данным АМИГО 2005–2014 годов.

На востоке Индийского океана в районе южнее экватора виден распресненный язык, сформировавшийся в результате поступления через индонезийские проливы вод пониженной солености из Тихого океана. Относительно низкая соленость северной части Тихого океана – следствие преобладания осадков над испарением. Высокая соленость вод тропической и субтропической Атлантики и Средиземного моря связана с осолонением поверхностных вод, вызванным интенсивным испарением в этих районах.

В распределении температуры преобладает зональность, а заметные в восточных частях океанов отклонения обусловлены течениями (рис. 3). Хорошо видны антициклональные субтропические круговороты Тихого и Атлантического океанов. Круговороты асимметричны, центры круговоротов значительно сдвинуты к западу, что определяется хорошо известной океанологам западной интенсификацией течений. Ярким примером может служить течение Гольфстрим в Атлантическом океане.

Заметное отклонение температуры от зонального распределения, наблюдаемое в северной части Атлантического океана, вызвано переносом на север теплых вод Гольфстрима его продолжением, Северо-Атлантическим течением, и поступлением холодных арктических вод из моря Лабрадор. Перенос теплых вод Северо-Атлантического течения в Арктический бассейн – это определяющий фактор, формирующий погоду в Северной Европе и на севере европейской территории России, в частности в Мурманской и Архангельской областях, Баренцевом и Карском морях. Остановимся на этом вопросе подробнее.

Рис. 4. Карта температуры и течений северной части Атлантического океана на глубине 75 м, составленная по данным АМИГО 2005–2014 годов.

На рис. 4 показаны построенные по данным АМИГО подповерхностные течения и карта температуры Северной Атлантики. В поле течений хорошо выделяются Гольфстрим, Северо-Атлантическое, Флоридское, Восточно-Гренландское, Азорское, Ирмингера и Норвежское течения, а также три квазистационарных антициклонических вихря к востоку от острова Ньюфаундленд. Самый южный из них, КСАВ, впервые был зафиксирован гидрологической съемкой весной 1958 года в рейсе научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов». Предполагается, что вертикальные движения в КСАВ «закачивают» теплые поверхностные воды на большие глубины, формируя глубоководные тепловые аномалии.

Тепло Гольфстрима переносится на север Европы Норвежским течением. Массивы океанологических данных АМИГО за 2005–2014 годы позволяют проследить изменчивость этого переноса. На рис. 5 показаны рассчитанные по данным АМИГО графики изменений среднесезонных расходов и переносов тепла Норвежским течением за последние 10 лет. Их анализ дает возможность выделить аномально низкие зимние переносы в 2010 и 2013 годах и большую положительную аномалию зимой 2012 года. То огромное влияние, которое оказывают колебания зимних расходов Норвежского течения на формирование погодных аномалий, хорошо видно из анализа данных метеонаблюдений на севере европейской части России.

Рис. 5. Изменчивость расхода (сплошная линия) и теплопереноса (пунктир) в Норвежском течении по данным АМИГО 2005–2014 годов.

Записи метеостанций показывают, что температуры на севере европейской территории России в феврале 2010-го и марте 2013 года были одними из самых низких за всю историю метеонаблюдений, а январь 2012 года, напротив, был одним из самых теплых. В феврале 2010 года на север европейской территории России пришли аномальные холода, на станции Хоседа-Хард в Ненецком автономном округе достигнут второй минимум температуры воздуха, зафиксированный в Европе за время наблюдений – 56,4 градуса Цельсия ниже нуля.

Март 2013 года на севере европейской территории России был самым холодным за последние 50 лет, среднемесячные температуры воздуха в Архангельской области и Республике Коми оказались ниже нормы на 8–10 градусов. В конце 2011-го и январе 2012 года аномалии среднемесячной температуры воздуха в российском секторе Арктики превышали +12…+14 градусов Цельсия, а в Обсерватории им. Кренкеля на о. Хейса – +16 градусов Цельсия. Впервые за всю историю проводившихся здесь метеонаблюдений в январе 2012 года была зафиксирована температура воздуха выше 0±C. Атлантические циклоны доходили даже до Якутии.

Мы проиллюстрировали лишь малую часть тех фантастических возможностей, которые открываются после начала реализации проекта «Арго». И хотя, к большому сожалению российских океанологов, наша страна по неведомым причинам участия в работе измерительной части программы «Арго» не принимает, полученные нашими учеными массивы АМИГО смогут послужить хорошей отправной точкой для создания численных моделей, способных прогнозировать и предсказывать поведение океана, а значит – погоды и климата на годы вперед.