Ученые впервые составили карту арктических вихрей в Баренцевом море за целый год
Российские океанологи впервые описали круглогодичную активность вихрей в мелководной части Баренцева моря. Эти вихри перемешивают теплые и холодные воды, ускоряют таяние льда и влияют на погоду, судоходство и работу морской техники.
Источник: Игорь Козлов / из личного архива. Научно-исследовательское судно «Дальние Зеленцы».
МОСКВА, 29 мая. /Новости науки/. Российские океанологи впервые составили подробную круглогодичную карту вихревых процессов у Шпицбергенской банки в северо-западной части Баренцева моря. Для этого они изучили более трех тысяч радиолокационных снимков спутников Sentinel-1, сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Исследование поддержал грант РНФ. Его результаты опубликованы в журнале Estuarine, Coastal and Shelf Science.
Шпицбергенская банка — это крупное мелководное подводное плато между островами Медвежий и Хопен. Глубина там во многих местах меньше 100 метров. В этой зоне встречаются теплые соленые воды Атлантики и холодные, более пресные воды Арктики. Разница температуры, солености и направления течений создает множество вихрей — от небольших водоворотов до круговоротов размером в десятки километров.
Раньше ученые не имели полной картины таких процессов за весь год. Зимой Баренцево море часто закрыто облаками, а полярная ночь мешает обычным оптическим спутникам. Поэтому исследователи использовали радиолокационные спутники Sentinel-1A/B. Они работают в любое время суток и почти не зависят от погоды. Их сигнал показывает изменения шероховатости морской поверхности, по которым можно увидеть следы вихревых течений.
Авторы работы из Морского гидрофизического института РАН, Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН и Московского физико-технического института изучили снимки за январь — декабрь 2018 года. На каждом изображении они вручную искали характерные спиралевидные структуры. Затем ученые определяли тип вихря, его размер, координаты центра и положение — в открытой воде или у кромки льда.
За год океанологи нашли 1 758 вихрей в прикромочной ледовой зоне и 1 631 вихрь в открытой воде. Их радиус составлял от 200 метров до 40 километров. Вихри у ледовой кромки в среднем оказались вдвое крупнее, чем в открытой воде.
Больше всего ученые нашли малых вихрей диаметром 2–4 километра. Их называют субмезомасштабными. Такие вихри часто не попадают даже в современные модели океана, потому что они малы и плохо различимы на фоне сезонных помех. Но именно они активно перемешивают воду, переносят тепло вверх и влияют на распределение питательных веществ.
«Арктика теплеет быстрее остальных регионов планеты, и ледяной покров Баренцева моря сокращается рекордными темпами. Вихри интенсивно перемешивают воду, поднимают теплые и соленые атлантические воды к поверхности, ускоряют таяние льда и перераспределяют питательные вещества», — пояснил руководитель проекта, заведующий лабораторией морских полярных исследований Морского гидрофизического института РАН Игорь Козлов.
По его словам, недавние работы показали, что именно субмезомасштабные вихри доставляют тепло из глубины в зону ледяного покрова. Поэтому точная оценка их числа важна для прогнозов таяния морского льда летом. В дальнейшем ученые планируют изучить скорость вращения вихрей, движение льда внутри них и силу турбулентного обмена.
Исследование также показало, что восточный склон Шпицбергенской банки намного активнее западного. Ученые связывают это со встречей арктических и атлантических вод. Кроме того, у острова Хопен авторы зафиксировали быструю перестройку вихрей: их число и положение заметно менялись всего за сутки под действием приливов.
Работа впервые дала количественную оценку вихревой активности в этой части Баренцева моря за полный год. Такие данные помогут точнее описывать обмен теплом в Арктике, улучшать прогнозы состояния льда и учитывать риски для судоходства, подводных аппаратов, трубопроводов и другой морской инфраструктуры.
Исследование поддержал грант РНФ. Его результаты опубликованы в журнале Estuarine, Coastal and Shelf Science.
Шпицбергенская банка — это крупное мелководное подводное плато между островами Медвежий и Хопен. Глубина там во многих местах меньше 100 метров. В этой зоне встречаются теплые соленые воды Атлантики и холодные, более пресные воды Арктики. Разница температуры, солености и направления течений создает множество вихрей — от небольших водоворотов до круговоротов размером в десятки километров.
Раньше ученые не имели полной картины таких процессов за весь год. Зимой Баренцево море часто закрыто облаками, а полярная ночь мешает обычным оптическим спутникам. Поэтому исследователи использовали радиолокационные спутники Sentinel-1A/B. Они работают в любое время суток и почти не зависят от погоды. Их сигнал показывает изменения шероховатости морской поверхности, по которым можно увидеть следы вихревых течений.
Авторы работы из Морского гидрофизического института РАН, Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН и Московского физико-технического института изучили снимки за январь — декабрь 2018 года. На каждом изображении они вручную искали характерные спиралевидные структуры. Затем ученые определяли тип вихря, его размер, координаты центра и положение — в открытой воде или у кромки льда.
За год океанологи нашли 1 758 вихрей в прикромочной ледовой зоне и 1 631 вихрь в открытой воде. Их радиус составлял от 200 метров до 40 километров. Вихри у ледовой кромки в среднем оказались вдвое крупнее, чем в открытой воде.
Больше всего ученые нашли малых вихрей диаметром 2–4 километра. Их называют субмезомасштабными. Такие вихри часто не попадают даже в современные модели океана, потому что они малы и плохо различимы на фоне сезонных помех. Но именно они активно перемешивают воду, переносят тепло вверх и влияют на распределение питательных веществ.
«Арктика теплеет быстрее остальных регионов планеты, и ледяной покров Баренцева моря сокращается рекордными темпами. Вихри интенсивно перемешивают воду, поднимают теплые и соленые атлантические воды к поверхности, ускоряют таяние льда и перераспределяют питательные вещества», — пояснил руководитель проекта, заведующий лабораторией морских полярных исследований Морского гидрофизического института РАН Игорь Козлов.
По его словам, недавние работы показали, что именно субмезомасштабные вихри доставляют тепло из глубины в зону ледяного покрова. Поэтому точная оценка их числа важна для прогнозов таяния морского льда летом. В дальнейшем ученые планируют изучить скорость вращения вихрей, движение льда внутри них и силу турбулентного обмена.
Исследование также показало, что восточный склон Шпицбергенской банки намного активнее западного. Ученые связывают это со встречей арктических и атлантических вод. Кроме того, у острова Хопен авторы зафиксировали быструю перестройку вихрей: их число и положение заметно менялись всего за сутки под действием приливов.
Работа впервые дала количественную оценку вихревой активности в этой части Баренцева моря за полный год. Такие данные помогут точнее описывать обмен теплом в Арктике, улучшать прогнозы состояния льда и учитывать риски для судоходства, подводных аппаратов, трубопроводов и другой морской инфраструктуры.
