Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Мезомасштабная и тонкая структура фронтальных зон атлантического сектора Южного океана

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Мезомасштабная и тонкая структура фронтальных зон атлантического сектора Южного океана"

РГб од

/ 3 МАЯ ШЗЗ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ ИМ. П. П. ШИРШОВА

На правах рукописи УДК 551. 465: 629.78

ЕМЕЛЬЯНОВ МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ

МЕЗОМАСШГАБНАЯ И ТОНКАЯ СТРУКТУРА ФРОНТАЛЬНЫХ ЗОН АТЛАНТИЧЕСКОГО СЕКТОРА КШЮГО ОКЕАНА

Специальность 11.00.08 - океанология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Мэсква - 1993

Работа выполнена в Институте океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук

Г. И. ПЬпиро

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук

кандидат географических наук

Е М. журбас В. К Масленников

Ведущая организация:

Российский Государственный Гидрометеорологический Институт

Защита состоится 1993г.

в час. мин, на ааседании Специализированного совета при Институте океанологии им. IIИ Ширшова РАН 117218, Шсква, ул. Красикова, д. 23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института океанологии им. П. Е Ширшова РАН

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного

Совета, кандидат географических науи'^^ / С. Г. Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тема Роль Южного океана в глобальной климатической системе хорошо известна. 60% объема вод Мирового океана находится под влиянием физических процессов, имеющих место в Южном океане. В тепловом балансе планеты Южный океан является самым крупным стоком тепла. Направленный к югу тепловой поток оценивается в 5.4x1014 ватт на бО°ю. ш. (Гордон, 1987). Уникальность океанологических условий, состава и распределения флоры и фауны определяется расположенным здесь Антарктическим Циркумполярным течением (АЦТ). АЦТ обеспечивает водообмен между тремя океанами планеты, связывая их единым кольцом. Это рамое мощное течение Мирового океана, средняя величина расхода которого оценивается в 130 Св. Струйное АЦТ определяет широтную зональность в пространственном распределении физических, химических и биологических характеристик вод Южного океана, а наличие ледяного покрова обуславливает специфику их вертикальной структуры. Четыре циркумполярные зоны Южного океана - субантарктическая, полярная, антарктическая и континентальная - разграничены тремя, связанными со струями АЦТ, циркумполярными фронтами - субантарктическим, полярным и антарктическим склоновым. Наличие квазистационарных циркумполярных фронтальных зон и фронтов - определяющая черта океанологических условий Южного океана. Причем Антарктическая Полярная фронтальная зона - крупнейшая фронтальная зона в Мировом океане. Поэтому изучение структуры и динамики фронтальных зон является актуальной задачей океанологии Южного океана.

Рассматривая океанический фронт как физический объект, обладающий собственной внутренней динамикой и свойством самоподдержания и являющийся важным звеном в цепи передачи энергии по каскаду масштабов от элементов глобальной циркуляции до мелкомасштабных явлений, К Е Федоров (1983) определял фронт и как границу раздела разнородных вод, и как область наиболее интенсивного обмена свойствами швду соседствующими водами. Осуществляемое во фронтальных зонах Мирового океана активное преобразование крупно- и мезомасштабных горизонтальных гидрофизических неоднородностей в тонкую термохалинную стратификацию (Федоров, 1983) приводит к обилию в районе фронтов гидрофизических неоднородностей различных масштабов и структурных форм - локальных струй, вихрей, интрузий и т. п..

В работе К Н. Федорова (1988) была сформулирована гипотеза о том,что во фронтальной зоне океана должна наблюдаться определенная связь между тонкой вертикальной и меэомасштабной горизонтальной структурами вод.

Изучение процессов трансфронтального обмена свойствами чрезвычайно важно для понимания законов функционирования экосистем, что необходимо для рационального использования биоресурсов океана. Поэтому для правильного ответа на "биологические" вопросы необходимо исчерпывающее знание "физической" структуры и динамики фронтальных зон океана.

В основу данной работы были положены гипотезы К. Е Федорова и оригинальные подходы к анализу и интерпретации мезомасштабных и тонкоструктурных характеристик, предложенные Г. И. Шапиро. Эти идеи были использованы автором при исследовании фронтальных зон юго-западной части атлантического сектора Южного океана.

В этой части атлантического сектора, благодаря специфике орографических факторов и фокусирующему воздействию пролива Дрейка на пространственную структуру АЩ, основные фронтальные зоны Южного океана оказываются компактно расположенными на сравнительно небольшой акватории. При этом сохраняются все присущие им свойства. В этом районе выявлены две квазистационарные фронтальные зоны - Вторичная (Мб) и Антарктическая полярная (АШЗ). Первая - формируется в результате взаимодействия южных струй АЦТ, пересекающих в квазиширотном направлении море Скоша, с водами северо-восточной части циклонического круговорота моря Уэдделла. Шэтому, в западной литературе Вторичную фронтальную зону называют также зоной слияния Уэдделла-Скоша. АШЗ обязана своим происхождением взаимодействию холодных вод антарктического происхождения с более теплыми и солеными водами субантарктики. На юге АШЗ ограничена Полярным фронтом (ПФ), на севере -Субантарктическим (САФ).

Полученные в результате многолетних исследований данные позволили выявить основные элементы крупномасштабной гидрологической структуры вод этого района (водные массы, климатические фронты, стационарные круговороты),их географическое распределение и связь с районами обитания различных биологических объектов. Однако особенности мезомасштабной гидрофизической структуры и тонкоструктурные характеристики вод изучены недостаточно хорошо. Нет также однозначного мнения о том, какие гидрофизические особенности благоприятны для формирования скоплений биологических объектов.

Цель работы. На примере юго-западной части атлантического сектора Южного океана, используя данные, полученные в натурных

экспериментах, исследовать особенности мезомасштабной и тонкой структуры фронтальных зон, пространственные распределения их разномасштабных гидрофизических характеристик и связь с другими характеристиками вод.

Основные задачи исследования заключались в том, чтобы на основе данных литературных источников и натурных экспериментов, выполненных при участии автора в юго-западной части атлантического сектора ЮВшого океана, изучить:

- особенности мезомасштабной гидрофизической структуры вод Вторичной Фронтальной Зоны (ВЕЗ) и Антарктической Полярной Фронтальной Зоны (АШ8);

- тонкоструктурные характеристики вод ВЮ и А1Й6;

- связь мезомаспггабных и тонкоструктурных особенностей гидрофизической структуры ВФЗ и АПЮ с другими характеристиками вод.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1. Выполнено мезомасштабное районирование структуры гидрофизических полей ВЮ, основанное на учете роли когерентных особенностей, зафиксированных во время натурного эксперимента.

2. Выявлены нелинейные связи пространственных распределений физических, химических и биологических характеристик вод Мб к северу от о. Мордвинова в диапазоне мезомасштабной изменчивости.

3. Впервые зафиксирована теплая вихревая линза в момент ее отделения от антициклонического меандра ВЮ к северу от о. Мордвинова.

4. Предложен и применен квазиспектральный метод анализа тонкоструктурных неоднородностей вертикальных профилей темпера-

туры и солености, позволяющий по данным единичного СТД-эондиро-вания определить характерную толщину слоя, охваченного вертикальными движениями, направление (диапикннческое или изопикни-ческое) и интенсивность структурообразующего процесса

5. Исследованы пространственные распределения мезомасштабных и тонкоструктурных термохалинных характеристик вод AIKCG к северу от о. Южная Георгия в весенне-летний и осенне-зимний сезоны южного полушария.

На защиту выносятся следующие положения:

1) В водах ВЮ к северу от о. Мордвинова пространственные распределения разнородных параметров на глубинных и поверхностных горизонтах в значительной степени определяются структурой гидрофизических полей в слое температурного максимума.

2) Тонкоструктурные характеристики AIBG существенным образом зависят от вертикального масштаба рассматриваемых процессов. В IBB при увеличении масштаба происходит изменение направления структурообразующего процесса с диа- на изопикническое. В субантарктических водах тонкоструктурные неоднородности формируются иэопикническими, а в антарктических водах - диапикничес-кими процессами независимо от вертикального масштаба.

3) Термоклинность вод АЛОЭ подвержена пространственной и временной изменчивости, причем в осенне-зимний сезон степень термоклинности в целом по АШЗ меньше, чем в весенне-летний период. В весенне-летний сезон в AIMS существует закономерное распределение мезомасштабных характеристик (термоклинность вод) связанное с географическим распределением водных масс. В осенне-зимний период указанная закономерность нарушается вследствии перемежаемости и дробления фронтальных разделов, генерации оча-

- 8 -

гов инородных вод и сужения ГН8.

4) В весенне-летний сезон интенсивность изопикнических процессов в основном коррелирует с распределением термоклиннос-ти по ATHG. Распределение интенсивности диапикнических процессов и характерной глубины проникновения вертикальных движений согласуется с распределением вертикальной устойчивости вод. В осенне-зимний сезон отмечается повышенная дисперсия как мезо-масштабных так и тонкоструктурных характеристик, приводящая к нарушению их однозначной связи.

Практическая ценность работы. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы для исследования процессов, формирующих тонкую термохалинную структуру вод во фронтальных зонах, создания физических и математических моделей их эволюции. Выявленные связи разнородных характеристик фронтальных вод юго-западной части атлантического сектора Южного океана могут быть использованы при прогнозировании промысловой обстановки в этом районе. Некоторые результаты работы уже использованы при разработке модели промыслового прогноза для района Центральной восточной Атлантики в Атлантическом НИИ рыбного хозяйства и океанографии (АтлантНИРО,Калининград).

Апробация результатов диссертационной работы проводилась на 21-м Европейском симпозиуме по морской биологии (Гданьск,1986), на III съезде советских океанологов (Ленинград, 1987), на 5-й областной конференции "Комплексное изучение природы Атлантического океана'Ч Калининград, 1989), на Всесоюзной конференции "Использование спутниковой информации в исследовании океана и атмосферы"(Мэсква,1989), на 4-й Всесоюзной научной конференции по проблемам промыслового прогнозирования (Мур-

манск,1989), на 3-м Всесоюзном симпозиуме "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов" (Таллин, 1990), на 22-м международном Льежеком коллоквиуме по гидродинамике океана (Льеж,Бельгия,1990), на 17-й генеральной ассамблее Европейского геофизического союза (Эдинбург,Шотландия,1992), на 8-м международном симпозиуме по Охотскому морю и морскому льду (Ыомбет-су, Япония,1993), на Коллоквиумах Отдела экспериментальной и космической океанологии ЛОРАН (1989,1990,1993).

Публикации. Ш теме диссертации опубликовано 17 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы

наименований), содержит рисунков, -¿¿таблиц, ¿сего

СТРАНИЦ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель и ставятся задачи исследования.

В первой главе по литературным данным даются общие сведения о водных массах и фронтальных зонах Южного океана.

Поскольку результаты диссертационной работы основываются на данных натурных экспериментов, выполненных в юго-западной части атлантического сектора Южного океана, обзор литературных данных сфокусирован главным образом на этом районе.

В выявленных в этом районе квазистационарных фронтальных зонах (ВФЗ и АЛЮ) особенности пространственной структуры во многом обуславливаются расположением материков, конфигурацией береговой линии и рельефом дна (Саруханян,Смирнов,1986;Белкин ,1991).

Интенсивное меандрирование фронтов оказывает существенное влияние на пространственную структуру фронтальных зон и пространственное распределение биологических объектов, высокие концентрации которых наблюдаются в этом районе (Воронина,1984;Масленников, 1980). Однако единого мнения о формах циркуляции вод, благоприятных для формирования скоплений пока нет. В одних работах предпочтение отдается циклоническим формам в других - ан-тивдклоническим, поэтому особенности мезомасшгабной гидрофизической структуры нуждаются в более глубоком изучении.

Во время натурных экспериментов с использованием СТД- зондов изучались тонкоструктурные особенности А1НВ. Было отмечено (Джойс и др. ,1975) характерное для АГИ6 взаимопроникновение вод с различными термохалинными характеристиками (интерливинг) и определены типичные вертикальные размеры интрузий от 50 до 100 м. Пространственно-временные характеристики тонкой структуры АЛ® исследовались Джойсом(1976) в проливе Дрейка. На основании анализа СТД-измерений в северной части моря Скоша (Тостер и Миддлтон (1985) показали, что инверсионные формы тонкой структуры формируются процессами изопикнической адвекции, а ступенчатые - процессами двойной диффузии. Однако, имеющиеся на , сегодняшний день результаты исследований тонкой структуры базируются на данных отдельных СТД-зондирований или единичных разрезов, выполненных в основном в проливе Дрейка или вблизи него. Тонкая структура, ее пространственная изменчивость и процессы ее формирования в других областях А1НКЗ исследована не достаточно.

Связь между тонкой вертикальной и мезомасштабной горизонтальной структурами вод изучалась рядом авторов на примере

фронтальных зон северного полушария, таких как Гольфстрим , Ку-росио, Полярная фронтальная Баренцева моря, Субарктическая з Тихом океане. Однако подобных исследований в Южном полушарии, в самой крупной фронтальной зоне Мирового океана, каковой является АПВЗ, проведено не было.

Во второй главе диссертации анализируются материалы натурного эксперимента, выполненного на мезомасштабнсм полигоне, расположенном в ВЮ к северу от о. Мэрдвинова.

Мб - один из традиционных районов гидрологических и гидробиологических исследований в юго-западной части атлантического сектора Южного океана (Емельянов, 1989; Емельянов и др., 1990; ЕтеНапоу, 1990;ЕшэПапоу, 1992). Являясь местом квазистационарных скоплений биологических объектов, в частности криля, этот район вызывает повышенный интерес в связи с изучением условий формирования и динамики популяций макрозоопланктона. Как показывают многочисленные наблвдения , в пределах своего ареала пространственное распределение криля характеризуется крайней неравномерностью - пятнистостью. В литературе неоднократно высказывалось предположение о связи неоднородности в распределении популяций с особенностями гидрофизической структуры вод и с вихревым характером циркуляции.

Основная задача эксперимента заключалась в изучении пространственного распределения разнородных характеристик вод в слое воды 0-2000 м в масштабе характерного для этого района радиуса деформации Россби, т.е. мезомасштабе.

Сопоставление пространственных распределений физических, химических и биологических характеристик показало их качественную связь. Расчет коэффициентов корреляции продемонстрировал

отсутствие линейных зависимостей между пространственными распределениями разнородных характеристик. Для выявления нелинейных связей использовался способ, основанный на учете роли обнаруженных на полигоне когерентных гидрофизических структур (Шапиро, Емельянов, 1989).

На карте распределения температуры на горизонте 300 м, практически идентичного распределению температурного максимума в глубинных водах, были выделены зоны, в которых когерентные структуры проявляются наиболее четко:

I - воды южной периферии АЦТ (воды моря Скоша) с температурой выше 1.7° С;

II - воды основного русла BSG с температурой от 0.1° до 1.7 0 С и высокими температурными градиентами;

111 - воды холодного меандра Мб с температурой ниже 0.1° С, сформированного опустившимися на глубину 700-800 м водами северной части шельфа Антарктического полуострова;

IV - линза теплых вод с температурой от 0.1°до 1.0°С;

V - холодные воды моря Уэдделла с температурой ниже 0.1° С, занимающие юго-восточную часть полигона.

В каждой зоне были подсчитаны средние значения для всех рассматриваемых характеристик и их среднеквадратические отклонения. Если средние значения какой-либо величины в соседних зонах различались более чем на величину суммы среднеквадратичес-ких отклонений, то считалось, что различие между зонами по данному параметру статистически значимо (Emelianov.Shapiro, 1986; Емельянов,Шапиро,1987). По характеру меддузонной изменчивости рассмотренные физические, химические и биологические характеристики были разделены на четыре класса. Енутри кавдого класса

мемдузонная изменчивость имела одинаковый функциональный вид. Эмпирический анализ, основанный на районировании акватории полигона по характеру физических процессов, позволяет наметить количественные связи в структуре пространственного распределения некоторых физических, химических и биологических характеристик вод.

Зафиксированная во время мезомасштабной сге)дки полигона теплая линза по своим признакам (антициклоническая завихренность и отсутствие максимума орбитальной скорости на поверхности) относится к внутритермоклинным вихрям (ВТБ), интерес к которым резко возрос за последние годы (Белкин,Емельянов,Костяной, Федоров, 1986). Однако, в отличие от других районов Мирового океана , в Ккном океане имеется крайне мало наблюдений ВТВ (Емельянов,Костяной,1989), а процесс отрыва линзы от "материнских вод" здесь зафиксирован впервые (Емельянов, Шапиро, 1987; Емельянов, Шапиро,1989).

Первичный анализ пространственного распределения температуры на промежуточных горизонтах и сопоставление 9.S- ; T,0g-;T,P04- и T.SiOj-cooTHomeHHfl в водах меандра и линзы показал, что теплая линза отделилась от теплого антициклонического меандра ВЕЗ, расположенного на северо-востоке полигона (Emelianov, Shapiro,1991).

В третьей главе диссертации рассматривается мезомасштайная термохалинная структура и ее сезонная изменчивость в малоисследованном районе Антарктической Полярной фронтальной зоны к северу от о. Югкная Георгия (Емельянов, 1989).

Здесь, на полигоне, ограниченном координатами 4"Р - 53°ю. ш., 25°- 40°з. д. была проведена серия экспедиций ВНИРО в разные се-

зоны года. Анализ полученных результатов выявил сложную мезо-масштабную структуру вытянутой в широтном направлении А1МЗ (Масленников и др. ,1990;Зозуля и др. ,1991).

дхя анализа данных СТД-зондирований были отобраны результаты съемок, выполненных в весенне-летний и осенне-зимний сезоны южного полушария (соответственно октябрь-ноябрь 1987 г. и май-июнь 1989 г.). Выявлены типичные для обеих съемок вертикальные распределения термохалинных характеристик.

Степень термоклинности вод оценивалась путем расчета ском-пенсированности относительных вкладов температуры и солености в поле плотности по формуле:

где з^.»средние для рассматриваемого слоя градиенты температуры и солености между соседними точками зондирования; - соответствующие выбранному слою* коэффициенты температурного расширения (<£> 0) и соленостного сжатия.

В случае полной взаимной компенсации (сильная термоклин-ность) вкладов температуры и солености, параметр Тг-0, в противном случае Тг-1.

Как показали результаты расчетов по данным двух съемок, с увеличением глубины значения параметра Тг на всей акватории полигона уменьшаются, а его пространственное распределение становится более однородным.

В весенне-летний период для САФ характерны значения Тг-1. В ПФ значения Тг имеют величины порядка 0.4. Области минимальных значений Тг (0.1-0.3) расположены в ПЕВ в западной и центральной частях полигона. Таким образом во время весенне-летней

§Г,М

- 1Б -

съемки САФ ока?алея слабее скомпенсирован в поле плотности, чем ПФ, а области практически полной компенсации располагались внутри ШЗ.

В период осенне-зимней съемки пространственное распределение Тг существенно изменилось по сравнению с весенне-летним периодом. Зафиксированная в осенне-зимний период интенсификация меандров САФ и Ш> привела к сильной изрезанности фронтов, возникновению дополнительных очагов инородных вод и резкому пространственному сулазнию ВДВ, что вызвало большой разброс значений Тг внутри одной и той же водной массы.

В четвертой главе рассматриваются тонкоструктурные особенности вертикальных профилей температуры и солености, полученных во время выполнения весенне-летней и осенне-зимней съемок полигона АШЗ С Емельянов, 1989). Предложен и применен метод квазиспектрального анализа тонкоструктурных неоднсродностей (Shapiro, Emelianov,1993). Анализируются пространственные распределения интенсивности процессов, формирующих наблюдаемую тонкую структуру. 1 Проводится сопоставление мезомасштабных и тонкоструктурных особенностей термохалинных полей А1Ш в весенне-летний и осенне-зимний сезоны (Емельянов,1990;Emelianov,Shapiro,1992).

Как показали исследования, процессы генерации тонкой структуры можно разделить на два основных класса- диапикничес-кие (вертикальные) и изопикнические (горизонтальные). Диапикни-ческие процессы, как правило, приводят к возникновению ступенчатых форм тонкой структуры на вертикальных профилях температуры и солености (Федоров,Пака,Гамсахурдия,Емельянов,1986), а изопикнические - к формированию термохалинных инверсий. Относительную роль изопикнических и диапикнических процессов в форми-

ровании вертикального термохалинного профиля можно оценить, подсчитывая соотношение количества ступенек и инверсий. Этот способ был использован для анализа тонкоструктурных профилей осенне-зимней съемки. Однако такой феноменологический анализ в достаточной степени субъективен и не дает возможности количественной оценки интенсивности структурообразующих процессов.

Для получения количественных оценок были рассчитаны статистические характеристики тонкой структуры. Этот подход основан на результатах работы ПИнгри (1972), который показал, что для тонкоструктурной флуктуации, возникшей на вертикальном профиле в результате изопикничеекой адвекции, справедливо соотношение

где Ур - угол Пингри, штрихом обозначены флуктуации; о^уб - коэффициенты температурного расширения и соленостного сжатия. Если же флуктуация возникла в результате вертикального перемешивания, то угол Пингри удовлетворяет соотношению Щ

п оСдТ/0Ь

где к0 = _ - вертикальное плотностное соотношение.

г

В промежуточном случае мерой изопикничности или диапикничности тонкой структуры является близость утла Пингри к 1 или

После разделения исходных термохалинных профилей на среднюю и пульсационную составляющие путем высокочастотной фильтрации с помощью косинус-фильтра подсчитывались значения углов Пингри, среднеквадратические отклонения температуры и солености, коэффициент корреляции тонкоструктурных флуктуаций температуры и • солености и тонкоструктурное плотностное соотношение. Оказалось, что рассчитываемые характеристики существенным обра-

зом зависят от вертикального масштаба рассматриваемых процессов, т. е. от ширины спектрального окна высокочастотного фильтра (А). Поэтому расчеты проводились не для одного типичного значения вертикального масштаба, * ¿ля спектра масштабов в диапазоне 5< Л < 50 м.

Для оценки меры изопикничности или диапикничности тонкой структуры анализировалась величина

где % - угол Пингри, и Величина / аналогична параметру § в (Журбас,Липе, 1987) и изменяется в пределах от 0 до 1. При 0.0<^<0.5 тонкоструктурные флуктуации температуры и солености формируются в основном изопикническими (горизонтальными) процессами, а при 0.5< $ <1.0 - диапикническими (вертикальными).

По результатам двух съемок для каждого зондирования в диапазоне глубин, выбираемом с учетом региональных особенностей вертикальной структуры, определялись зависимости и средне-квадратических отклонений температуры и солености от вертикального спектрального масштаба А.

Рассчитанные для каждого зондирования спектры углов Пингри использовались дл определения меры изопикничности или диапикничности тонкой структуры (^ ), характерной толщины слоя, охваченного вертикальными движениями (Ну), интенсивности изопик-нических (И) и диапикнических (1с1) процессов.

Расчеты показали, что во фронтальных водах ГШ тонкоструктурные неоднородности формируются диапикническими процессами при малых вертикальных масштабах, и изопикническими - при больших.

В субантарктических водах тонкоструктурные неоднородности

-деформируются изопикническими, а в антарктических водах - диапик-ническими процессами во всем диапазоне рассмотренных значений спектрального параметра.

Сопоставление пространственного распределения мезомаспггаб-ных и тонкоструктурных особенностей в разные сезоны выявило существование закономерного распределения этих характеристик в весенне-летний период и гораздо более хаотичную картину в осенне-зимний период.

В весенне-летний период при пересечении А1ИВ с юга на север наблюдается немонотонное изменение термоклинности: в 1ГО и САФ термоклинность ниже, чем в 1йв, причем в САФ ниже чем в ПФ. Интенсивность изопикнических процессов в основном коррелирует с распределением термоклинности по А1К6. Распределение интенсивности диапикнических процессов и характерной глубины проникновения вертикальных движений согласуется с распределением вертикальной устойчивости вод.

В осенне-зимний период отмечается повышенная дисперсия как мезомаспггабных так и тонкоструктурных характеристик, приводящая к нарушению выявленных в весенне-летний период закономерностей.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы:

1. Проведено районирование пространственной мезомасштабной структуры гидрофизических полей ВвЗ, основанное на учете роли зафиксированных когерентных, особенностей. Шказано, что пространственные распределения разнородных параметров на глубинных и поверхностных горизонтах в значительной степени определяются структурой гидрофизических полей в слое температурного максимума.

2. Шказано, что к северу от о. Мордвинова формируются теплые вихревые линзы путем отделения от антициклонического меандра вхе.

3. Исследована мезомасштабная структура гидрофизических полей в малоизученном районе АГЙ8 и определена степень термок-линности САФ, ПФ и ПФ8 в различные сезоны. Показано, что в весенне-летний период степень термоклинности ПФ выше, чем в осен-не-аимний.

4. Предложен и опробован квазиспектральный метод анализа тонкоструктурных неоднородностей вертикальных термохалинных профилей. Определены: характерная толщина слоя, охваченного вертикальными движениями, характер (диапикнический или изопик-нический) и интенсивность структурообразующих процессов. Показано, что тонкоструктурные характеристики А1Ш существенным образом зависят от вертикального масштаба рассматриваемых процессов. Во фронтальных водах при увеличении масштаба происходит изменение направления структурообразующего процесса с диа- на изопикническое. В субантарктических водах тонкоструктурные неоднородности формируются изопикническими, а в антарктических водах - диапикническими процессами во всем диапазоне рассматриваемых масштабов.

5. Показано, что в АПФЗ в весенне-летний период существует определенная связь между мезомасштабными и тонкоструктурными характеристиками вод. Распределение интенсивности изопикничес-ких процессов в основном коррелирует с распределением термоклинности, а распределение диапикнических - с распределением вертикальной устойчивости вод. В осенне-зимний период указанные закономерности нарушаются вследствии перемежаемости и дробления

фронтальных разделов, что приводит к увеличению дисперсии как мезомасштабных так и тонкоструктурных характеристик.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Федоров К. Е , Пака Е Т., Гамсахурдия Г. Р., Емельянов М. В., 1986: Анализ серии конвективных ступенек в океане. "Изв. АН СССР,ФАО", т. 25, вып. 2, сс. 206-214.

2. Белкин И. М. .Емельянов М. В.,Костяной А.Г. , Федоров К.В., 1986: Термохалинная структура промежуточных вод и внутри-термоклинные вихри в океане. В сб.: "Внутритермоклинные вихри в океане" ,М., ИОАН, сс. 8-34.

3. Emelianov М V. .Shapiro Q. I. , 1986: Studies of mesoscale structure of water masses in the poligon "Krill*\ 21-st European Marine Biology Symposium Abstracts, Gdansk,p. 19.

4. Емельянов МВ.,1йширо Г. И. ,1987: Мезомасштабные структуры фронтальной зоны и подповерхностная вихревая линза в атлантическом секторе Антарктики. Тезисы докладов на III съезде советских океанологов. Секция физики и химии океана, JL ,Гид-рометеоиздат, сс. 76-77.

5. Емельянов M.R .Шапиро Г. И. ,1989: Дипольный внутритермоклин-ный вихрь в юго-западной части Атлантического океана. Тезисы докладов 5 -й областной конференции "Комплексное изучение природы Атлантического океана",Калининград,сс. 46-47.

6. Емельянов М. В. ,1989: Комплексные исследования особенностей Фолклендского течения по данным спутниковой и судовой информации. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Использование спутниковой информации в исследовании океана и атмосферы", М. , с. 17.

7. Емельянов U. В., 1989: Исследование фронтальных разделов антарктической полярной фронтальной зоны к северу от о. Южая Георгия по судовым и спутниковым данным. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Использование спутниковой информации в исследовании океана и атмосферы",Ы. ,с. 18.

8. Емельянов Ы.Е ,1989: Тонкая термохалинная структура гидрофизических полей в районе фронтальной зоны к северу от о. Шная Георгия. Тезисы докладов 4-й Всесоюзной научной конференции по проблемам промыслового прогнозирования (Долгосрочные аспекты), 1?урк1анск,сс. 76-77.

9. Емельянов М. R , Костяной А. Г. ,1989: Внутритермоклинные вихри в Атлантическом секторе Шного океана. "Антарктика", вып. 28, М., Наука,сс. 113-120.

10. Шапиро Г. It, Емельянов М. Е , 1989: Шзомасптабная структура гидрофизических полей в районе интенсивного промысла криля и ее связь с гидрохимическими и гидробиологическими характеристиками вод. "Антарктика",выл. 28,Н.,Наука,сс. 121-136.

И. Емельянов М. Е.Васильев Е И., Гектин Ю. \L , 1990: Некоторые особенности Фолклендского течения по данным спутниковой и судовой информации. В сб.: "Исследование океана с использованием космической информации",М.,ИОАН.сс. 61-77.

12. Emelianov М. V. ,1990: The processes of crossfrontal heat-mass exchange in the Atlantic sector of the Antarctic and their effect on bioproductivity formation of waters. Abstracts of 22-nd International Liege Colloquium on ocean hydrodinamics, "Ice covered seas and ice.edges: physical, chemical and biological processes and interactions", Liege, p. 19.

13. Емельянов М.В. ,1990: О взаимосвязи типа тонкой термохалин-ной структуры вод Антарктической полярной фронтальной зоны со степенью термоклинности фронтального раздела. Тезисы докладов 3-го Всесоюзного симпозиума "Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов",Таллин,с. 15.

14. Emelianov М. V. .Shapiro а I. ,1991: Mesoscale structure of temperature and salinity in southern part of the Scotia Sea First Polish-Soviet Antarctic Symposium "Arctowskl'85", Warszawa, pp. 47-52.

15. Emelianov M. V. .Shapiro G. I. ,1992: On the relationship between mesoscale and fine thermohaline structures in the Antarctic Polar Frontal Zone (APFZ). Annales Geophysicae,Supp 1. II to vol. 10,p.202.

16. Emelianov M. V. ,1992: Complex research of special features of the Falkland-Brazil Confluence Zone (FBCZ) using sattelite and ship data Annales Geophysicae.Suppl.il to vol. 10, p. 209.

17. Shapiro G. I. .Emelianov M.V. ,1993: Vertical and horizontal mixing in Polar frontal zone. Okhotsk Sea@Sea Ice, Abstracts, Mombetsu, Hokkai do, J apan, Fe b. , p. 513.