Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Низкочастотная изменчивость основных гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Низкочастотная изменчивость основных гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики"

ОДЕССКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

дтигАншин

Гафур Файзрахманович

УДК 551. 465/261. 1/

Низкочастотная изменчивость основных гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики

11.00.8—океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Одесса—1992

ОДЕССКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

на правах рцкописи

УДК 551.465/261.1/

Низкочастотная изиекчнвость основннх гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики

11.00.08 - океанология

Автореферат диссертации на соискание цченой степени кандидата географических нацк

Одесса - 1992

Работа выполнена в Морском гидрофизическом институте ЙН Украины

Научные руководители: доктор географических наук, академик АН Украины, профессор Н.Оу^пгаковГ доктор географических наук А.Б.Полонский.

Официальные оппоненты: доктор географических наук.

профессор В.И.Зац; доктор географических наук, профессор В.Ф.Суховей.

Ведуаая организация: Украинский научный центр экологии моря Минприроды Украины (г.Одесса).

Лаадта диссертации состоится " 18" февраля 1993 г. е Ю часов на заседании специализированного совета И 068.04.01 в Одесском гидрометеорологическом институте по адресу: 270016 г.Одесса, ил.Львовская, 15, 0ГМИ. С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " ¡Г 199*?г.

Ученый секретарь

специализированного совета „ И.С.Лобода.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблема. Известно, что на короткопериедные вариации климата сунестзенное воздействие оказывают аномалии океанографических характеристик деятельного слоя океана (ДСО), формируемые в низких виротах (Rowtree,i976). Поэтому исследование мезгодовой изменчивости гидрофизических характеристик тропической зоны Атлантического океана является одной из ванных задач реализуемых в настоящее время' климатических программ TOQfi.fiCCP.BIlHH (Всемирная программа исследования климата). Талое исследование предполагает наличие достоверных данных о фоновых климатических характеристиках изучаемых полей, базирующихся на результатах изучения сезонной изменчивости.

Сезоная изиенчивость гидрофизических полей б тропической и субтропической зонах Атлантического океана изучена неплохо.Tea не иенее, для целей достоверного выделения кезгодовых флуктуация. региональные особенности распределения амплитудно-фазовых характеристик годовой и полугодовой гармоник требуат уточнения на бользен статистическом материале, йезгодовая изменчивость исследована гораздо хуяе. чем сезонная. До настоящего времени практически отсутствуй данные о спектральном составе неагодовых колебаний. Почти не исследован вопрос о том. на каких глубинах и в каких районах Тропической Атлантики мевгодовые колебания наиболее интенсивны. Одно из проявлений низкочастотной изменчивости - это неягодозые вариации характеристик сезонной изменчивости. Из-за отсутствия надежных долговременных наблюдений.эта изменчивость до настоящего времени такие практически не изучалась.

• Цель работы - на основе современного банка данных уточнить региональные особенности сезонной изменчивости и исследовать закономерности иевгодовах вариаций основных океанографических характеристик (температура,солености,теплосодераания ДСО. динамической топографии). Район исследований - акватория океана, располоаенная к востоку от 60°з.д. меаду 30°с.в. и Ю'в.в. В работе ренались следующие задачи:

- получение уточненных характеристик сезонной изменчивости гидрофизических полей в ЛСО, а такне оценка параметров этой кзиенчивост.и для глубинных слоев Тропической Атлантики;

- выявление зон интенсивной меягодовой изменчивости гидрофизических полей, получение количественных оценок этих Флуктуаций;

- исследование спектрального состава межгодовых колебаний различных гидрофизических характеристик и выявление дсиикируэцих периодичностей;

- описание конкретных проявлений ыеггодовой изменчивости.

Основное внимание уделено анализу сезонной и аеагодовой изменчивости тернохалинных характеристик в ДСО (0-200м). --Нацчная_новизна. На основе наиболее обеспеченного информацией регионального банка океанографичзских~данннх-( БО/ЬНГИ)— уточнены параметры гармоник, описывающих внутригодовую изменчивость основных гидрофизических полей ДСО, оценены их вклады в общую изменчивость. Исследована особенности сезонной трансформации термохалинных пслей, обусловленные процессами изопикнического и кросс-изопикнического обмена.

Выявлены области наиболее интенсивного проявления иеягодо-сых колебаний основных гидрофизических характеристик в ДСО, получены оценки параметров ыеагодовой изменчивости этих характеристик, выделены основные энергонесущие периоды. По данным крупномасштабных трансатлантических съемок описаны конкретные проявления аеагодовой изменчивости.

Завиваемые полоаения, •

1. Мекгодовые вариации терыохалинных полей в Тропической Атлантике не только сопоставимы по амплитуде с вариациями типичного сезонного цикла, но ъ отдельных районах даже превосходят их. Они проявляются как в изменениях среднегодовых величин, так л в вариациях параметров годовой и полугодовой гармоник,

2. Наиболее интенсивные мевгодовые колебания температуры наб-людаится в термоклине.

3. Характерный период межгодовых вариаций - 2-7 лет. Для колебаний температуры в термоклине он меняется от 2-3 лет вблизи экватора до 5-? лег области действия Иекпассатного противотечений Ш1Т) и к северу от него.

Практическая ценность. Установлены достоверные характеристики типичной сезонной изменчивости гидрофизических полей Тропической Атлантики, что является необходимым этапом надея-ной идентификации аномальных условий. Вместе" с тем. в настоящее время нет возможности осуществлять непрерывный мониторинг на всей акватории Тропической и Субтропической Атлантики, поэтому результаты работы по исследованию аномалий могут быть полошены в основу, эффективного планирозания экспериментальных и

теоретических работ по кдийатическии програимак ТО Gñ.АС С Р,ВПИК.

Апробация работ». Результаты работы докладывались в МГИ Í1Ü Ь'КРШШ на семинарах отдела океанографии в 1388-92 гг.. на заседаниях рабочей группа Pfi3PE3U в 1989-1992 гг.. в Научно-исследовательском центре г.Конакри u 1983-85 гг.. на П-н мекду-народнои симпозиуме "Глобальный мониторинг Мирового океана (ШОК II) в г.Ленинграде С1991 г.), на 6-й региональной конференции "Комплексное изучение природы Атлантического океана" в г.Калининграде (1991 г), на семинаре "йетоди гидрофизических исследований" в г.Светлогорске (4-я икола-сенинар, 1992 г.), на расширенном семинаре кафедры океанологии Одесского гидрометеорологического института (1992), на-Гидрофизическом семинаре в ЫГИ АН Украины (1992 г.).

Структура и объеа работм. Диссертация состоит из введения, двух разделоз, заключения. списка цитируемой литературы (138 наименований, из которых 48 - иностранные публикации) и прило-аения. Каждый раздел состоит из трех глав. Обций объем работы: 125 страниц текста, 3 таблицы, 60 рисунков, в том числе 12 рисунков прилояения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Зо введении обоснована актуальность выбраной тени, сформулирована цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы. Излозена ее структура.

Перзнй раздел диссертации посвящен исследования сезонной изиенчивости гидрофизичоских характеристик региона, второй -исследовании меагодовой изменчивости.

{лава I первого раздела написана по материалам опубликование работ.В ней обсуадаотся факторы, обусловливающие сезонную изменчивость терцохалинных полей региона. Особое внимание уделяется характеристикам внутритропнческой золы конвергенции (ВЗК) в окрестности которой нзблвдается барическая депрессия, повышенный балл облачности ннянего к среднего ярусов и максимальное количество осадков. По данным СКооль,1976:Бубнов.1386: Артамонов.1989). размах сезонных вариаций географического положения ВЗК достигает 10°шкрогы. В то se время, в пределах ВЗК наблюдается максимум аиплитудьг сезонного хода облачности (Bunker,1976). Такие колебания интенсивности и географического по-лозения ВЗК, с одной стороны, обусловливают особый реяии радиационного прогрева поверхности океана и локального тепло-вла-

гообиена в окрестности этого образования, а с другой - вызыва-вт сунественные сезонные вариации тернохалинных характеристик.

Во второй главе раздела I дани характеристика использованного материала, методика исследования и оценка достоверности вычисленных параметров сезонной изменчивости.

В работе использовано два независимых массива исходных данных; региональный банк океанографических данных - БОД ЙГЙ и

массив попутных гидрометеорологических—наблюдений—Гидромет-_

центра РФ. БОЛ УГИ включает в себя наблюдения, выполненные за период с 1911 по 1989 годы иевдц 30 с.а. и 10 ю.в. В настоящее время он является наиболее обеспеченным в мире региональным банкой и содеряит данные более чек 35000 "очищенных" от ошибок изиереннй океанографических станций. Ка кавдый пятиградусный квадрат исслэдуевой акватории в средней приходится 445 станций, а максимальное количество измерений составляет 2802 станций. В большинстве квадратов дазе в наименее обеспеченные измерениям несяцц года выполнено не менее 15-20 океанографических станций, что вполне достаточно для надеаного выделения аыплитудно-фазовых характеристик сезонной изыенчивоети.

Методика обработки данных заключалась в следушаем.

1. В узлах регулярной сетки, которые представлялись как центры прямоугольников со сторонами А^З^по вироте иД!1=5* по долготе,для 16 стандартных горизонтов вычислялись средненного-летнке месячные значения гидрофизической характеристики. Суммирование конкретных значений гидрофизической характеристики осуществлялось с весовым коэффициентов, обратно пропорциональный расстоянию от океанографической станции до узла сетки, йаг сетки - равномерный (2.5°х 2,5°). Такив образом, периферийные области прямоугольников перекрывали друг друга.

2. На основе среднекнсголетних месячных значений океанографической характеристики для кандого узла сетки и для какдого горизонта были вычислены аыплитудно-фазовые характеристики годовой и полугодовой гармоник, вклады кавдой гармоники в дисперсию среднемноголетних месячных величин, а такае остаточные среднеквадратические отклонения.

С цель» оценки достоверности вычисленных параметров сезонной изменчивости для различных частей исследуемой акватории, хорошо обеспеченных измерениями, были выполнены тестовые расчеты. Установлено, что при обеспеченности п > 15-17 устойчиво

- 7 -

выполняется соотношение |йтип - йп{ < 0.1 йтип. где А - среднегодовое значение или амплитуда годовой/полугодовой гариоиики. а индексами (тип) и (п) обозначен», соответственно. величины, вычисленные при полной обеспеченности и при обеспеченности, равной п. Результаты анализа тестовых расчетов и данные об обеспеченности измерениями позволили выполнить районирование исследуемой акватории по степени достоверности выделения сезонного сигнала. Установлено, что на больней части Тропической Атлантики овибка определения амплитуды годового сигнала не превышает 10'/..

В третьей главе раздела I исследованы региональные особенности распределения амплитуд и фаз годовой и полугодовой гармоник вариаций температуры, солености, тештосодернания ДСО и динамической топографии поверхности океана. Рассмотрен характер сезонных изменений тернохалинных индексов, обусловленных процессами изопикнического и кросс-изопикнического обмена.

На большей части исследуемой акватории вклад годовой гармоники в дисперсию среднеаноголетних месячных значений температуры превышает 90-95Х. Лиаь в области ЙЗН. а такзе в северной части Гвинейского залива доля годовой конпоненты изменчивости в олуктуациях сезонного цикла падает до 10- ?.0Х, Эти яе зоны характеризуются максимальными проявлениями полугодовой гармоники (до 802 вклада в дисперсию среднемноголетних месячных значений температуры).

На поверхности океана распределение амплитуд годовой гармоники температурных колебаний близко к зональному, что подт-верадает результаты имеющихся публикаций (Суховей,197?. Мег 1е, 1980). Минимальные их значения (~0.5°С) наблюдаются в области ВЗК. К северу и вгу от неё амплитуда годовой гармоники возрастает до 2-3°С. Зональность в распределении амплитуд нарушается в районе западно-африканского апвеллиига и в восточных частях Гвинейского залива, где их значения максимальны и достигают соответственно 5°С и 2°С. Время наступления максимума температуры севернее оси ВЗИ наблидается в сентябре-октябре. ввнее -максимум температуры вначале достигается в Гвинейском заливе (февраль), затем в центральных районах океана (март) и. наконец, - у восточного побереаьа Южной Америки (апрель).

Амплитуда полугодовой гармоники температурных вариаций на поверхности океана на больней части исследуемой акватории кала

и не превышает 0,5°С. Лишь восточнее 20-25 з.д, ы&жду ¡3-7 и 20 с.в. и в северных районах Гвинейского залива ока достигает IйС.

В отличие от поверхностных слоев, в термоклине набладается увеличение амплитуд годового периода до 4-6°С в западных частях приэкваториальной зоны. Причем годовая волна температурных вариаций севернее экватора распространяется с востока на за-.пад._з_ванее - в обратном направлении.

В открытых районах исследуемого^региона—в—субтропических_

ииротах максимальные амплитуды годовой гармоники температурных вариаций наблюдаптся на поверхности океана, а в тропических и приэкваториальных - в термоклине. Максимальные амплитуды полугодовой гармоники почти повсеместно наблюдаются в термоклине.В то ге время, вдоль оси ВЭК в тонкой поверхностном слое, толщина которого не превыаает 30-50м. имеет место преобладание полугодовой гармоники над годовой. Здесь амплитуда полугодовой

волны в полтора-два раза, а вблизи африканского побереяья даже

<

в шесть раз превышает амплитуду годовой волны.

Во внутригодовые вариации теплосодвраания ДСО. как и для температуры води, основной вклад вносит годовая гармоника. Максимальный вклад и амплитуда годовой гармоники наблюдаются в области МПТ, а такае в районе западно-африканского апвеллинга (соответственно 60-80% и 0.10-0.15 Мдн/снг). Причем наибольшие значения теплосодераания в западных частях Тропической Атлантики и минимальные - в области западно-африканского алвеллинга имеют место соответственно в декабре-январе и в феврале-марте, то есть после того, как в этих районах завершается фазы сезонной интенсификации тангенциального напряаения ветра. Доля полугодовой компоненты изменчивости повсеместно не превышает 40% дисперсии ежемесячных величин.

Специфическим структурным элементом поля поверхностной температуры исследуемого региона является термический экватор (?Э). 6 соответствии с последними представлениями (Артамонов, 1989), сезонные пространственные вариации географического положения осей ТЗ и КПТ/ВЗК повторяют друг друга. & работе показано.что такое совпадение наблюдается лиць'по фазе. Амплитуда меридиональных смещений ТЭ больше, чем амплитуда смещений 83К. Причем большую часть года ось ТЭ располагается на 2-4°юе-нее оси ВЗК, Только в центральных и восточных частях тропической зоны во .второй половине года географическое положение

- э -

осей ТЗ и ВЗК практически совпадает мевду собой. Максимальные значения ТПО, превыаавцие 29вС. в восточных частях эквториаль-но-тропическсй зоны Атлантики наблвдавтся в карте-апреле, когда ось ТЗ занимает крайнее юзное полояение. а в западных частях этого региона - в августе-сентябре, когда ось ТЗ сдвинута в крайнее северное положение.

Внутригодовые вариации солености несколько хуае, чем вариации температуры, описываются суперпозицией гармонических кривых. Тем не менее, и в этом случае наибольний вклад вносит годовая гармоника (до ВО'/, дисперсии среднемесячных величин). Максимальные амплитуды годовой и полугодовой гармоник наблюдаются в районах устьев рек Амазонка, Нигер и в Гвинейско-Сене-гальскоы секторе (соответственно 2 и 1в/оо, 5 и 2®/оо, 4 и 2°/оо), Распределение амплитуд годовой и полугодовой гармоник солености на океанографических разрезах открытых частей Тропической и Субтропической Атлантики показывает, что, за исключением области Ш17, значимые сезонные изменения солености набла-даптся главным образом в верхнем 50-метровом слое.

Характер сезонных терыохалинных изменений бал идентифицирован с помощью разлонения последних на колебания, обусловленные процессами изопикнического и крссс-изопикничвского обмена. Показано, что внутригодовые изменения плотностной стратификации в ДСО осуществляются в основном за счет сезонных изменений температуры.

Наиболее существенные внутригодовые структурные изменения в поле геострофической циркуляции на поверхности океана происходи/ в пределах"динамической лоабины Северного тропического циклонического круговорота. Как замкнутое циклоническое образование оно существует не во все сезоны, а лииь в летне-осенний период. Причем с ианя по август оно наблидается в Гвинейс-ко-Сенегальском секторе в виде Гвинейского купола, а с сентября по декабрь - в виде зонально ориентированного циклонического образования мегду 35°з.д. и 55аз.д.

В главе I раздела II дано описание состояния изученности иежгодевых вариаций основных гидрофизических полей поверхностных и подповерхностных слоев ДСО Тропической Атлантики.

В настоящее время установлено, что в Атлантическом океане иыевт место взаимосвязанные иекгодовые Флуктуации ТПО и характеристик атмосферной циркуляции (Сорокина,1374; Суховей.1974:

Таубер.1374; Иалевский-Малевич,198?:Брайко и др.,1988: Полонский.Попов.1989: Сизов и др.,1968,1989; Кровотннцез и др..1889: Коротаев,Кубряков.1989;Ефимов и др..1990: Нирвис,Гусева.1990).

Результаты теоретических исследований (Rountree,19?6;Mana-be и др,1981; Shukla.HaUance.l983;Map4yK и др.,1984,1987) показывают, что непосредственное воздействие аномалий ДСО на ат-лосфернув^циркулациа особенно эффективно проявляется в Тропической зоне. Однако количественных сведений~об~аномалияхт-свя-— занных с ыейгодовой изменчивостью в Тропической и Субтропической Атлантике, чрезвычайно мало. Согласно скудным статистическим оценкам, приведенным в работах (Ефимов,1980: Merle и др..1980; Булгаков и др.,1985;Michelchen,1985; Philander,1985: Henin.Hissard.i98?; Белевич.1990). меагодовие колебания ТП0 соизмеримы здесь по амплитуде с вариациями сезонного цикла, а их характерный период - 2-3 года. По некоторым данным (Hsuing, Heuel1,1983), эти вариации носят глобальный характер и могут быть отнесены к проявлению событий Зль-Ниньо ОН).

Во второй главе раздела II излоаена методика выделения аномалий и дана оценка их достоверности.

Суть методики заключалась в следующем. Для каждого узла

/V — —

принятой сетки по формуле ДХгод.мес - Хгод.ыес - Хмес (1) вычислялось значение океанографической характеристики, отнесенное к конкретному месяцу конкретного года. Первое слагаемое правой части (1) представляет собой среднемесячное значение океанографической характеристики, из которой предварительно отфильтрованы иумы. обус [. Оно

нально расстоянии от узла сетки до точки измерения: п - количество измерений, выполненное в пределах прямоугольника в конкретный месяц конкретного года. Второе слагаемое правой части (1) - значение климатической нормы соответствукщего месяца.

Далее для каядого месяца, хронологически следующих друг за другом лет. выполнено осреднение значений ДХгод.мес по зонально ориентированным полосам, вытянутым от 60°з.д. до африканского побереяья. Ширина полос по меридиану составляла 5°ви-роты. Таким образом, для всех зонально ориентированных пятиградусных полос Тропической Атлантики от 30 с.в. до 10 s.u. были получены временные ряды ( ДХгод.мес ), характеризующие

вычислялось по Формуле где Pi - весовая функция,

пропорцио-

мехгодовые флуктуации в различных широтных зонах региона. Для повывениа достоверности результатов в ансамбли ( АХгод.мес } вклачались величины, обеспеченные не менее чей 10 измерениями.

При выборе горизонтальных размеров полос вводилось предпо-логение о том, что пространственные масатабк ыевгодовых аномалий соизмеримы с размерами океана. Это предположение подтвера-дается синфазностью графиков временного хода среднегодовых значений ТПО, вычисленных для различных широтных зон по'данным попутных судовых наблюдений. Однако, синфазность флуктцаций ТПО в западных и восточных частях океана не всегда соблюдается. Поэтому наряду с рядами ( ДХгод.мес), полученными для пятиградусных полос, вытянутых от 60вз.д. до африканского побережья, были сформирования аналогичные ряды отдельно для западной и восточной частей региона. 8 качестве условной границы раздела меяду ними севернее 10° с.и. принималась долгота 30° з.д., а южнее - она ступенчато менялась до 20*з.д.

На основе временных рядов { ДХгод,мес} вычислялись гистограммы повторяемостей аномалий температуры, солености, теплосо-дерааниа flCQ и динамических высот, а такае рассчитывались спектры.

В главе III второго раздела дано количественное описание характеристик меигодовой изменчивости исследуемых полей, спектрального состава меагодовых колебаний температуры и солености в ДСО. Рассмотрены конкретные проявления' крупномасатаб-нкх аномалий, в том числе и связанные с событием ЗН.

Анализ карт среднеквадратических отклонений, обусловленных меягодовой изменчивостью, и гистограмм повторяемостей аномалий показывает, что характерные величины меагодозых флуктуаций ТПО в пределах всего исследуемого региона лежат в интервале 0,2-0,бвС. Вйнее 10*с.и. на долю этого диапазона аномалий приходится 70-802 случаев, севернее 10вс.а, - около 602. Вероятность аномалий ТПО из интервала 0,6-1,0°С увеличивается от 10% в приэкваториальных широтах до 202 в районах севернее 10°с.а. Максимальные температурные аномалии на поверхности океана в«-нее 10вс,и. не превнаавт 2,5-3°С. 8 районе западно-африканска-го апвеллинга на поверхности океана зафиксированы наибольаие отклонения от типичного сезонного хода, достигающие 5 С.

В подповерхностных слоях ДСО особенно интенсивные межгодовые колебания тейиературы наблодаятся в полосе аирот от 5 в.з.

до 15°с.в.. где около 50Х повторяемостей приходится на интервал 0,2-1,0°€. В то ве время здесь высока значимость аномалий из интервала 1,0-2,0°С. Наиболее иирокий интервал равновероятных аномалий температура в термоклине наблюдается в зоне действия МПТ. где отклонения от нормы могут достигать 5-6 С. К северу от 15 с.о. в тсриоклине вероятность аномалий из диапазона 2-3-£-К_более_пракгически равна нулв.

Характерные отклонения теплосодерватш^ДСО—ог-цормы-0,05--

0.10 Нда/см. Причем, повторяемость аномалий в интервале 0-0.05 йда/см2 колеблется от 50 до 802.а в интервале 0.05-0.10 Мдз/см - от 12-152 до 30%. Максимальные значения наблюдаются в области МПТ и к северу от него, где они достигают 0.3 Мда/си"2.

На поверхности океана характерные аномалии солености возрастают с севера на юг. Севернее 20°с.ш. более 707. аномалий приходится на диапазон 0-0,1 °/оо. В тропиках довольно велика повторяемость аномалий солености из диапазона 0,2-0,6в/оо. а в Гвинейском заливе и к северо-западу от устья р. Амазонка максимальные отклонения солености от климатической нормы достигаат 1,0Voo,

С увеличением глубины меняется общий характер межгодовых колебаний солености. Максимальные аномалии набладавтся в верхних частях терыоклина в западной части Тропической йтлантики. Здесь, при некотором преобладании слабых аномалий солености из интервала 0-0,15 °/оо, практически равновероятны более значительные анокалии из интервала 0,15-0,60°/оо.

По уровни высоких значений спектральной плотности меагод»-вих вариаций температуры на поверхности океана выделяется широтная зела ыекду 10 и 15~20вс.в. Область наиболее интенсивных флуктуаций находится на северной периферии МПТ, приблизительно на 12,5°с.а. Здесь откечавтея максимальные уровни спектральной плотности во врей рассматриваемой полосе частот, соответствующих периодам от одного года и более. Преобладании являются 5-7-летние колебания.

Спектральный состав ыеягодоеых колебаний температуры в подповерхностных слоях ДС0 принципиально иной. В интервале периодов от одного года до 4-5 лет область максимальных уровь ni спектральной плотности наблюдается несколько севернее экватора • (ыевду экватором и 5°с.в.). Причем наиболее выраяенный пик приходится на периоды 2,5-3 года. Область максимальных уровней

более низкочастотных колебаний подповерхностной температуры сдвигается к северу. Так в зоне МПТ максимум спектральной плотности соответствует периоду 5 лет. а колебания с периодом до ? лет наблюдаются меаду 10 и 15 с.и.

На зонально осредненннх спектрах аномалий солености, так ге, как и на спектрах аномалий температуры, область наиболее интенсивных мезгодовых колебаний приходится на 12,5 с.а. Иная картина имеет место в восточной части Тропической Атлантики. Здесь выделяется область между 5 и 10°с.и. с максимальными уровнями спектральной плотности практически во всем диапазоне рассматриваемых периодов. При этом наибольшие уровни спектральной плотности приходятся на интервал периодов 5-7 лет. Помимо этой зоны, в поле спектральной плотности колебаний поверхностной солености в восточной части Тропической Атлантики выделяется область относительно интенсивных колебаний между 20 и 25 сл.. где максимум спектральной плотности приходится на периоды 3 года и более.

По данным данным массива Гидрометцентра Р<?. а такае по данным измерений в наиболее обеспеченном наблвдениями пятиградусном квадрате, расположенном в северо-восточной части Тропической Атлантики (Гвинейско-Сенегальекий сектор) установлено, что незгодовые вариации среднегодовых величии ТПО достигают 1.5-2.0°С и характеризуются временными иасктабами 2 и более лет. Одновременно со среднегодовой температурой меняются параметры годовой гармоники температурных вариаций. Наблюдается отчетливая связь между величинами среднегодовой аномалии и амплитудой годовой гармоники. 3 Гвинейско-Сенегальскоы секторе в аномально холодные годы амплитуда годовой Гармоники увеличивается до 6вС. а в аномально теплые - она уменьнается до 2° С. Графики годового хода температуры, построенные отдельно для теплых и холодных лет показывает, что основные нарушения типичного сезонного хода у северо-западного поберезья Африки наблюдаются в зимневесзнний период с января по апрель, когда интенсивность северо-восточного пассата максимальна.

йеагодовне изменения параметров сезонной изменчивости температуры в Гзннейско-Сенегальсном секторе сопровоадавтся аномалиями сезонного хода солености, ' В шшаально теплые годы осеньз имеет место более значительное распреснение поверхностных зод, неаели в обычные (неаномальные) годы. Отрицательные

аномалии солености в эти годы в ноябре могут достигать 0,5-0,6 Уоо. Внутригодовй ход в аномально теплые годы имеет eue одну особенность: в апреле-иае (промеяуточный период слабого расп-реснения) такве наблюдаются значительные отрицательные аномалии солености, а фаза повышенной солености, наблюдаемая в обычные'годы в конце лета, ыовет попросту отсутствовать. Годо-вой-ход-Т,5-индексо_в аномально холодных лет указывает на то, что во время муссонных догдей на поверхности 6кеана^здесь~наб-— лвдается положительная аномалия солености до 0,5°/оо. К тому ае и сам период распреснения приблизительно на 1 месяц короче, чем в обычные годы. В аномально холодные годы не набладается и распреснения, свойственного в обычные годы периоду апрель-кай.

Данные попутных судовых наблюдений и крупномасштабных трансатлантических съемок показывают, что существует определенная связь аномалий.наблюдаемых в экваториальной зоне Атлантического океана, с тихоокеанскими событиями 311. В годы ЭН возникновение теплых аномалий в поверхностном слое экваториальной зоны Атлантического океана сопровождается вариациями интенсивности и географического полоаения УПТ и СПТ, что приводит к возникновение значительных термохалинних аномалий в подповерхностных слоях ДСО. Численные значения аномалий температуры и солености в области действия МПТ на глубинах 50-125 м достгают соответственно б°С и 0,3°/оо, На поверхности океана в год ЗН наблвдаются значительные аномалии амплитуды годовой гарио.чики температурных вариаций, которые вблизи экватора даае превышают ее климатические значения. Вместе с тем. в эквато-ральной зоне Атлантики могут наблюдаться собственные флуктуации типа Л. не связанные явныы образом с тихоокеанским ЭН.

В заключение работы сформулированы выводы, которые сводятся к следующему.

1. На ochobjb наиболее полного из существующих в настоящее время банка данных уточнена роль гармоник годовсо и полугодового периода в сезонных изменениях основных гидрофизических характеристик. Подтверждено. что годовой ход терыохалинных характеристик достаточно надеано аппроксимируется суперпозицией годовой и полугодовой гармоник, причем для больией части айв- -тории доминирующим является вклад годовой гармоники.

2. На больией части Тропической Атлантики наблюдается увеличение амплитуды годовой гармоники температурных вариаций в

термоклине. Наиболее ярко это проявляется в подповерхностной слое западных мастей экваториальной зона, где она достигает 4-б°С. В термоклине годовая волна температуры севернее экватора распространяется с востока на запад, а ззнее - ь обратном напраолении.

3. Глубяе 100 м амплитуда годовой гарноники температурных вариаций монотонно уиеньмается, На глубинах 500-600« она не превышает значения остаточных среднеквадратических отклонений (0,1-0,2°С).

4. Максимальные значения амплитуд годовой и полугодовой гармоник солености иаблвдавтея в районе устья р.Нигер (до 5 7оо и 2°/оо), в ианой части Гвинейско-Сенегальского сектора Тропической Атлантики (до 4°/оо и 2®/оо), где з сезона ыуссонннх доядей мноаествоа рек осуществляется обильный пресный сток, а такае в районе устъа р. Амазонка (до 2 в/оо и 1®/оо).

5. В открытых частях тропической зоны Атлантического океана. за исключением области МПТ, сезонные изменения солености значимы лиаь в тонком поверхностном слое. Уне на глубине 50ы амплитуда годовой гармоники варьирует в пределах остаточных среднеквадратических отклонений (около 0,1°/оо). В области Ш амплитуда годовых и полугодовых колебаний солености на поверхности океана составляет, соответственно. 0,4 и 0.2"/оа. Однако и здесь в нихних слоях ЛС0(на глубине 200м) она уменьшается до значений остаточных среднеквадратических отклонений.

6. Сезонные вариации географического полозения осей ВЗИ и ТЭ совпадают ливь по фазе. Анплптуда меридиональных смещений ТЗ больве, чем амплитуда смещений ОЗК. Зольвую часть года ось ТЗ на 2-4°широты располагается яннее оси ВЗК. В центральных и восточных частях тропической зоны во второй половине года географические положения осей ТЭ и ВЗК совпадают ие»ду собой. Максимальные значения ТПО, превыйаявде 23° С, в восточных частях Атлантического океана иаблвдавтея в марте-апреле, когда ось ТЗ занимает крайнее таюе подоаение, а в западных частзх тропической зона - в августе-сентябре, когда ось ТЭ сдвинута в крайнее северное полог>енне.

?. В тропической и субтропической Атлантике внутригодовые азненениа температуры в ДС0 происходят главный образом, крссс-кэопишшческик путем, а соленость изменяется иэапнкниг чески. Из этого вытекает следущая вероятная схека сезонных,

изменений основных гидрофизических полой. Внутригодовие изменения температур«, происходящие главным образом под влиянием внешних факторов, приводят к изменениям плотностной стратификации ДСО и далее к вариациям поля геострофической циркуляции. Изменения ке солености осуществляются в результате адвекции солей в 'изменяющемся во времени поле геострофических течений.

-8™В-поле—геострофических течений Северный тропический

циклонический круговорот как замкнутое образованйе~существует-лишь в летне-осенний период. Причем с июня по август он наблюдается в Гвинейско-Сенегальском секторе в виде Гвинейского купола,а с сентября по декабрь - в виде циклонического образования,вытянутого в зональном направлении между 35 з.д. и 55 з.д,

8. В пределах Тропической и Субтропической Атлантики на поверхности океана существует несколько областей интенсивных меагодовых колебаний температуры и солености.

- Ь области западно-африканского апвеллинга на поверхности океана наблюдаются кеягодовые колебания температуры с характерными величинами порядка 0,5-0.6 С, и максимальными - около 5 С.

- Максимальные мемгодовые отклонения солености от климатической нормы (около 1 /оо) наблюдайся в прибрежных районах вблизи устев рек Нигер и Амазонка.

- Наиболее интенсивные термохалинные флуктуации на поверхности океана происходят с периодичность® 5-7 лет.

10, В термоклине диапазон характерных отклонений температуры -от климатической нормы гораздо шире, чем в поверхностных слоях и составляет 0,2-2,0 С. Максимальные аномалии наблюдаются в области МПТ и достигают 6 С. Характерный период мекго-довых Флуктуаций температура вблизи экватора - 2,5-3 года. По мере удаления от экватора к северу периодичность наиболее интенсивных мевгрдових флуктуаций увеличивается до 5 лет на 7,5 с.а. и до 7-10 лет на 12.5 с.и.

И. Иевгодовая изменчивость термохалиниых характеристик в Экваториальной Атлантике в некоторой степени связана с событиями ЗН в Тихой океане. События ЭН в Тихом океане не только приводят к возникновению положительных температурных аномал;.* в экваториальной области, но также сопровокдаются вариациями интенсивности и географического положения КПТ и СПТ в Атлантическом океане% что приводит к возникновению значительных ано-

малий температуры и солености з подповерхностных слоях ДСО (ди О С и 0,3 /оо ка глубине 100м). Наряду с этим, в экваториальной зоне Атлантического океана могут • наблюдаться собственные Флуктуации типа ЗН.ке связанные явным образом с тихоокеанскими проявлениями Зй.

12. Менгодовые вариации температуры и солености осуществляются путем одновременных вариаций среднегодовых величин и амплитудно-фазовых характеристик годовой и полугодовой гармоник. В Гвинейсно-Сенегальском секторе Тропической Атлантики основные нарушения типичного сезонного хода наблюдаются в зимне-весенний период с января по апрель, когда максимальны интенсивность и изменчивость северо-восточного пассата и западно-африканского апвеллингэ. Изменения параметров сезонной изменчивости температуры сопровоядаютса аномалиями сезонного хода солености. Аномально теплые годы, как правило, являются и годами аномального распреснения поверхностных вод в период мцссонных дождей, и наоборот, аномально холодные годы являются годами аномально высоких значений солености и слабого расп-реснения в период муссонных доидей.

Основные результаты, включенные в диссертацию.опубликованы в следующих работах.

1. Структура течений на Амазонском полигоне по данным 26 рейса нис" Академик Вернадский". Ден.ВИНИТИ. 1983,N 3585-83, 12 с. (совместно с Булгаковым Н.П., Горячкиннм Ю.Н. ,'Россовым В.В.).

2. Основные течения в Тропической Атлантике по инструментальным данным. Деп. ВИНИТИ, 1987, N9047-B87, 23 с. (совместно с Артамоновым Ю.В, и др.).

3. Структура термохалинних полей на крупномасштабном океаническом полигоне в восточной части Тропической Атлантики. -Океанологические исследования в восточной части атлантической тропической энергоактивной зоны. Материалы 47 рейса нис " Михаил Ломоносов" по программе "РАЭРЕЗН", Севастополь, Нарек. Гидрофиз. ин-т АН УССР, 1987. с.18-34. Деп.ВИНИТИ N В826-В87).

4.Результаты экспериментальных гидрологичеких исследований в северо-восточном секторе Тропической Атлантики. - Тезисы докл. III съезда советских океанологов. Секция физика и химия океанов, 1987, с.30-31 (совместно с Артамоновым Ю.В. и др.).

5.Результаты расчета параметров течений в различных частях Атлантического океана.Там же.с.27-28.(совместно с БулгаковымH.il).

6. Гидрология Гвинейского сектора Тропической Атлантики, Тер-иохалинная структура и, циркуляция вод. - Севастополь (Препринт АН УССР/ЫГИ), 1988, 66 с (совместно с Булгаковым Н.П. и др.).

7. Аномалии гидрофизических характеристик экваториальной Атлантики по результатам трансатлантических съемок. - Комплексное- изучение природы Атлантического океана. Тезисы докл. -6-й^региональной конференции.Калининград,1991, с.42-43 (совместно с Булгаковым Н.П. и ШшШскиьГАтБ7>т =----

0. Гидрофизические, характеристики Тропической Атлантики, часть 1. Сезонная изменчивость полей температуры и солености в Тропической Атлантике.Обнинск. 1991, 78 с. ( совместно с Под-бельцевой Е.В.).

9. Сезонная изменчивость основных гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики. - В моногр.: Низкочастотная изменчивость основных гидрометеорологических и гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики в связи с глобальными вариациями типа Зль-Ниньо - Юи-ные исциляции. Дел. в ВИНИТИ, N 5461. 1991, с.104-160 (совместно с Полонским А.6.. Посомковым В,Л. ).

10. Меягодовая изменчивость основных гидрофизических характеристик Тропической и Субтропической Атлантики. Там se. с.205-227. (совместно с Полонским А.Б.).

И. ДОемгодовые вариации температуры и солености в восточной части Тропической Атлантики. - Морской гидрофизический аурнал, 1992, К 5, с.66-72 (совместно с Полонским А.Б.).

12. Межгодовая изменчивость термохалинных полей Тропической Атлантики .- Океанология,1993, т.33, N 1, с.41-47 (совместно с Полонскиь» А.Б.).

13. Structure temohaline des eaux du plateau continentale et sa variation saisonier. - Bulletin du centre de Rogbane. Conakry, 1988. N 3, pp.5-24 (совместно с Булгаковым Н.П. и Ди~ убате. Н. ).

14. Particularité de la structure des curents apériodiques horisontaux et verticaux de la zone économique de Ginee. - Там ae. pp. 25-41 (совместно с Кныаом В.В. и Диаките А.)

Дйнганиин Гафур Файзрахманович

НИЗКОЧАСТОТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОСНОВНЫХ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРОПИЧЕСКОЙ И СУБТРОПИЧЕСКОЙ АТЛАНТИКИ

Автореферат

Подписано в печать 22.12.1992 г. Формат бумаги 60x90 1/16. Объен 1 уч.изд.л. Заказ 1 Tupas 100 экз.

Отпечатано в НПП "Югрыбтехцентр". 335000. Севастополь, ул.Кулакова, 58.