Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Синоптическая изменчивость верхнего слоя океана при прохождении тропических циклонов

ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Синоптическая изменчивость верхнего слоя океана при прохождении тропических циклонов"

На правах рукописи

Я'

ТАРХОВА Татьяна Игоревна

СИНОПТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ОКЕАНА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ

Специальность 25.00.28 - океанология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Владивосток - 2004

Работа выполнена в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Пермяков М.С.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Тунеголовец В.П.

доктор географических наук, профессор Плотников В.В.

Ведущая организация:

Дальневосточный государственный университет

Защита состоится «29» октября 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д005.017.02 в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН по адресу: 690041, Владивосток, ул. Балтийская, 43.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Автореферат разослан « » сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Храпченков Ф.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Синоптическая изменчивость океана в последние десятилетия интенсивно изучается и признается одной из фундаментальных проблем современной океанологии. Она . характеризуется временными масштабами от суток до десятков суток, горизонтальными масштабами от нескольких десятков до первых сотен километров и вносит основной вклад в энергетику термодинамических процессов в океане. Важной задачей является изучение механизмов генерации и эволюции синоптических возмущений в верхнем слое океана (ВСО). Большое число работ посвящено их образованию вследствие неустойчивости крупномасштабных течений в океане и эволюции (вихри пограничных течений и вихри открытого океана). Менее изученной остается роль интенсивных атмосферных процессов -циклонов, в том числе тропических (ТЦ)> антициклонов, фронтов. ТЦ - меньшие по размерам, но более интенсивные (со скоростями ветра до 80 м/с), чем обычные циклоны, могут быть важным источником возмущений верхнего слоя океана, особенно для северозападной части Тихого океана, которая характеризуется большей их частотой, интенсивностью и размерами, чем другие районы Мирового океана. В своей эволюции ТЦ в этом регионе поднимаются до высоких широт, оказывая воздействие на Японское и Охотское моря, воды Курило-Камчатского района. В связи с этим, исследования синоптической изменчивости океана, связанной с прохождением тропических циклонов, актуальны с научной и практической точек зрения.

Для изучения реакции океана на ТЦ необходимо иметь данные гидрологических съемок на довольно большой площади до прохождения ТЦ и после. Однако такие исследования осложняются объективными причинами, связанными с большими размерами ТЦ, штормовыми условиями в них, развитием и перемещением над акваториями, слабо освещенными данными инструментальных наблюдений. Поэтому накопление натурных данных о взаимодействии тропических циклонов с океаном требует значительных материальных затрат и идет довольно медленно. Подобных целенаправленных наблюдений единицы (экспедиции «Тайфун-75», «Тайфун-78»). В основном, наблюдения, данные которых используются при исследовании реакции океана на ТЦ; случайны и фрагментарны, что часто приводит к неоднозначной их интерпретации.

К настоящему моменту сложились определенные представления о реакции верхнего слоя океана на ТЦ. Однако, большое разнообразие как самих ТЦ, так и гидрологических условий в океане, делают актуальными

изменчивости верхнего слоя океана в районах развития и прохождения ТЦ. Важным, но практически неизученным, является вопрос о роли возмущений синоптического масштаба, вызванных ТЦ в ВСО, в процессах горизонтального крупномасштабного переноса тепла, соли, количества движения, различных примесей и биологических объектов, а также возможность параметризации таких процессов. Остаются недостаточно изученными и вопросы о вкладе ТЦ в энерго-массообмен атмосферы и океана в районах их эволюции. Цели и задачи исследования. Цель работы - по архивным данным гидрологических съемок и метеорологических наблюдений исследовать синоптические возмущения в термодинамической структуре верхнего слоя северо-западной части Тихого океана, возникающие при прохождении тропических циклонов, и изучить вклад ТЦ в процессы горизонтального турбулентного переноса и энерго-массообмена атмосферы и океана.

При этом были выделены и решались следующие задачи:

обзор и анализ результатов по исследованию реакции верхнего слоя океана на прохождение тропических циклонов по литературным источникам; создание специализированного архива, содержащего гидрологические и метеорологические данные до и после прохождения отдельных тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана;

подготовка программно-алгоритмического обеспечения, позволяющего проводить комплексную обработку гидрологических и метеорологических данных; анализ синоптической изменчивости термодинамической структуры верхнего слоя океана при прохождении тропических циклонов;

оценка характеристик горизонтального турбулентного обмена в верхнем слое океана и влияния на них тропических циклонов;

изучение особенностей мелкомасштабного взаимодействия океана и атмосферы в области движущихся тропических циклонов. Научная новизна. В работе получены следующие новые научные результаты:

1. Дано описание синоптической изменчивости верхнего слоя океана при прохождении ТЦ Норрис в районе, характеризующимся наличием зон вергенций. Показано, что в данном случае, в отличие от большинства, описанных в литературе, характерной чертой термического «следа» ТЦ было повышение средней по площади температуры воды на всех горизонтах верхнего слоя океана. Причина этого явления - горизонтальная адвекция водных масе из зон конвергенции под влиянием ТЦ.

2. На большом фактическом материале для 12 случаев прохождения ТЦ получены оценки статистических характеристик горизонтального турбулентного обмена: средних отклонений скорости течений от фоновых значений и их пространственных масштабов, коэффициентов обмена. Показано, что их изменчивость связана с влиянием тропических циклонов, а в районах синоптических циклонических вихрей интенсивность горизонтальной турбулентности снижается. 3. Показано, что значительная роль ТЦ в мелкомасштабном взаимодействии атмосферы и океана проявляется, прежде всего, через потоки механической энергии ветра, которые в ТЦ могут превышать более чем в 30-40 раз их фоновые и среднемесячные значения.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях тропических циклонов; при проверке адекватности численных моделей верхнего слоя океана, предназначенных для исследования и прогноза синоптической изменчивости; в задачах параметризации влияния, тропических циклонов на верхний слой океана в моделях сезонного хода, межгодовой и климатической изменчивости океана. Разработанные и использованные в диссертации методы, алгоритмы и программы обработки данных могут найти применение в задачах комплексной обработки гидрологических данных. Создана электродная версия архива гидрометеорологических данных, привязанных к тропическим циклонам по времени и району. Личный вклад автора.

Работы по созданию программно-алгоритмического обеспечения для комплексной обработки гидрологических и метеорологических данных, необходимые расчеты и оценки сделаны автором лично. Автор принимал участие в создании электронной версии архива данных по возмущению верхнего слоя океана тропическими циклонами в северо-западной части Тихого океана и в Японском море. Анализ и интерпретация полученных результатов проведены при непосредственном участии автора. Основные защищаемые научные положения, приведенные в диссертации, получены при решающем вкладе автора.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на конференциях молодых ученых ТОИ ДВО РАН (1997, 2000, 2001), региональных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (г.Владивосток, ДВГУ, 1998, 2000), «International symposium on North Pacific transitional areas» (La Paz, Mexico, 2002), научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов "Современные методы мониторинга морских экосистем" (г.Владивосток, МГУ им. Г.И. Невельского, 2000), на семинарах лаборатории

взаимодействия океана и атмосферы ТОИ ДВО РАН. Результаты работ вошли в материалы отчетов по темам ФЦП «Мировой океан» и были использованы в работах по ряду проектов РФФИ и «Интеграция».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 198 стр., включая 58 рисунков, 16 таблиц, приложение на 17 стр. и список литературы на 10 стр., содержащий 107 наименований, из которых 48 - зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы; формулируются цели и задачи исследований; отмечается научная новизна полученных результатов; обосновывается практическое значение работы; результаты, выносимые на защиту; кратко излагаются структура и содержание диссертации.

Первая глава носит обзорный характер. В разделе 1.1 приведены общие сведения о тропических циклонах. В разделе 12 дан аналитический обзор современного состояния исследований реакции океана и окраинных морей на тропические циклоны. Выделены малоизученные вопросы, исследованию которых посвящена диссертационная работа.

Во второй главе дано описание используемых в работе данных, методов их обработки и проводимых расчетов. В разделе 2.1 дается общая характеристика района исследований. В разделе 2.2 приведены параметры тропических циклонов, данные гидрологических и метеорологических измерений, районы их проведения. В качестве основного материала использованы данные гидрологических съемок, выполненных в экспедициях, организованных управлением гидрометслужбы, «Тайфун-78», ДВНИИ «КИСЗ-80» и «КЭТИ-82». В результате работы был сформирован архив, содержащий гидрологические и гидрометеорологические данные по районам прохождения 14 ТЦ в северо-западной части Тихого океана и 5 ТЦ в Японском море за период 1969-1986 г.г. Значения температуры и солености воды приведены к стандартным горизонтам до 1000 метров. Судовые метеонаблюдения, включающие измерения скорости и направления ветра, относительной влажности, приземного давления, температуры воздуха, приведены к уровню 10 м над поверхностью океана.

В разделе 2.3. подробно описаны методы расчета и обработки гидрологических данных. Анализ воздействия ТЦ на ВСО по натурным гидрологическим данным проводится, как правило, по разности значений гидрологических элементов и физических характеристик, и здесь практически всегда приходится иметь дело с разностями больших чисел, а возмущения могут быть на уровне погрешностей или естественной изменчивости полей. Разработанное программно - алгоритмическое обеспечение позволяет проводить комплексную обработку гидрологических и метеорологических данных и получать достоверные оценки изменчивости интегральных характеристик ВСО, характеристик термодинамической структуры ВСО. В 2.3.1. приводятся методы онлайновой и оптимальной интерполяций, которые использовались в работе для выделения структурных элементов ВКС (границы термоклина, глубины изопикнических поверхностей и др.), восстановления полей гидрологических элементов в узлах регулярной сетки, при расчетах интегральных характеристик ВСО, составляющих скорости геострофических течений, оценках характеристик горизонтального турбулентного обмена. В 2.3.2. приводятся расчетные формулы для интегральных характеристик верхнего слоя океана - термического потенциала, теплосодержания и потенциальной энергии, а в 2.3.3. - для составляющих вектора скорости геострофических течений. В 2.3.4. описывается методика оценок характеристик горизонтального турбулентного обмена, коэффициенты которого оценивались по средним масштабам возмущения скорости и' и длины перемешивания L' [Cunningham S. А., Наше Т. W.N., 1995]:

где отклонение скорости геострофических течений от скорости фонового потока

и ; f- параметр Кориолиса; а =1/4 [Tennekes J., Lumley J.L., 1972]; L' = ^уЦ» -среднее

квадратичное отклонение динамических высот, рассчитанных по исходным

данным от сглаженных значений коэффициенты

полинома, X И у - координатор-степень полинома), |УВ|-модуЛЬ градиента D(x,y). Динамические высоты аппроксимировались полиномами 4 степени.

Характеристики горизонтального турбулентного обмена, прежде всего, рассчитывались на изопикнических поверхностях, соответствующих поверхностному слою, верхней и нижней границам термоклина. Для построения вертикальных профилей характеристик

турбулентного обмена к ним добавлялся набор промежуточных значений потенциальной плотности.

В 2.3.5. приводятся расчетные соотношения для характеристик энерго-и массообмена атмосферы и океана - потока количества движения (т) и турбулентных потоков явного (Н) и скрытого тепла тепла (LE), потока механической энергии ветра (W). Оценки проведены по двум известным методикам: Large и Pond (далее как L&P) [Large W. G., Pond S., 1982] и методике Kondo, модифицированной Yasuda [YasudaN., 1981]. Поток механической энергии ветра, непосредственно переданной от атмосферы к океану, рассчитывался по формуле:

где U.w =(ji|/pw)"J - скорость трения в воде, р„- плотность морской воды.

В третьей главе анализируются синоптическая изменчивость верхнего слоя океана до и после прохождения тропических циклонов. В разделе 3.1 дано подробное описание термодинамической реакции верхнего слоя океана в следе ТЦ Норрис. В архиве судовых данных из всех ТЦ Норрис оказался самым освещенным: 210 станций до прохождения этого тайфуна и 141 станция после. Циклон пересек район полигонных съемок (10-28® С.Ш. И с 23 по 28 августа в западном, северо-западном направлении, находясь на разных стадиях интенсивности: тропической депрессии - на востоке полигона и тайфуна - на его западной границе. Показано, что центр ТЦ прошел над районом, где толщина слоя воды с температурой выше 26°С была не меньше 60 м, а термический потенциал [Хаин А.П., Сутырин Г.Г., 1983] не меньше 65 *107 Дж/м2. Анализ вертикальных распределений термодинамических характеристик на разрезах вдоль в.д. до и

после прохождения ТЦ показал, что тропический циклон, находясь на стадии тропической депрессии, может вызвать возмущения гидрологической структуры до глубин 600 м, а на стадии тайфуна - во всем верхнем 1000-метровом слое. В качестве примера на рис.1 показана вертикальная структура возмущения температуры на разрезе вдоль в.д., который

Норрис пересек на стадии тропического шторма. Область отрицательных аномалий температуры сформировалась в результате апвеллинга под центральной областью ТЦ.

По среднему профилю градиента температуры была оценена скорость подъема воды, которая составила (2.4 - HJJMO-4 м/с.. Максимальное охлаждение воды на 3 С наблюдалось на глубине 100 м вблизи нижней границы верхнего термоклина. Слева и справа относительно траектории движения ТЦ на границе его штормовой зоны (r=200 - 400 км) в результате даунвеллинга температура воды увеличилась на 2°С (слой 140 - 210 м) и на 3°С (слой 50 -130 м), соответственно. На расстоянии около 400 км слева и 600 км справа от центра ТЦ

Рис.1. Вертикальное распределение аномалий температуры воды Д1„(°С) на разрезе вдоль 130° в.д. после прохождения ТЦ Норрис

Рис.2. Аномалии температуры воды Д1„ (°С)на горизонте 100 м

после прохождения ТЦ Норрис. траектория ТЦ (цифры сверху - число и месяц прохождения ТЦ)

возникли дополнительные области подъема холодных вод, в результате которого температура понизилась на 1.5 - 2.5°С. Скорость апвеллинга здесь составила (2 - 9)* КГ* м/с.

Анализ синоптической изменчивости полей температуры на стандартных горизонтах в следе ТЦ Норрис в верхнем слое океана показал, что возмущение температуры носило ярко выраженный пятнистый характер: чередование областей "теплой" и "холодной" воды (рис.2). В зонах конвергенции температура, как правило, понижалась, в районах дивергенций - повышалась. Максимальное охлаждение (на в верхнем слое океана

имело место вблизи нижней границы В КС справа от траектории на границе максимального ветра в зоне северной субтропической конвергенции. Наибольшее повышение температуры (на 40С) наблюдалось в зоне северной субтропической дивергенции. В целом, температура воды верхнего слоя океана в следе ТЦ Норрис повысилась (рис.3). Учитывая расположение зон вергенций относительно траектории движения циклона, можно сделать вывод, что это произошло в результате выноса теплых вод из зон конвергенции Куросио, северной субтропической и северофилиппинской конвергенции.

Синоптическая изменчивость наиболее четко проявляется в полях динамического рельефа и геострофических течений, демонстрирующих чередование циклонических и антициклонических вихрей (рис.4,а). Рис. 4,б показывает изменение динамической топографии и течений после прохождения ТЦ Норрис. Аналогичные изменения прослеживаются до глубины более 600 м.

Рис.3. Аномалии температуры воды на поверхности океана

после прохождения ТЦ Норрис. траектория ТЦ (цифры сверху - число и месяц прохождения ТЦ)

Рис.4. Уровень динамической топографии (дин.м) и геострофические течения на горизонте 100 м до (а) и после (б) прохождения ТЦ Норрис

В разделе 3.2. приведены используемые для интерпретации результатов в главе 4 оценки изменчивости интегральных характеристик ВСО в следе шести тропических циклонов разной интенсивности и скорости перемещения (ТЦ Вирджиния, Ким, Норрис, Винни, Орчид и Сперри). В разделе 3.3. представлены оценки характеристик горизонтального турбулентного обмена (коэффициент горизонтального обмена К, масштабы отклонений скорости геострофических течений от фоновых потоков горизонтальный масштаб возмущений £^для 12 случаев прохождения ТЦ и проведено сравнение с данными дрифтерных измерений.

На рис.5 показана диаграмма рассеяния оцененных для всех разрезов и полигонов среднего пространственного масштаба пульсаций скорости в ВКС и внутреннего

бароклинного радиуса Россби (Ärf)> являющимся масштабом для возмущений в зональном бароклинном потоке. В подавляющем большинстве случаев внутренний радиус Россби меньше пространственного масштаба возмущений На рисунке можно выделить лишь группу точек, соответствующую району Северного Пассатного течения (ТЦ Джой и Ким ), где масштаб перемешивания близок к масштабу Россби. Для таких зональных течений теория дает масштаб Россби как масштаб наиболее неустойчивых возмущений. В остальных районах превышает что может быть связано со сложной горизонтальной и вертикальной структурой течений. Так, в работе [Spall M. А., 2000] показано, что при наличии даже слабых меридиональных составляющих в фоновых течениях возможен рост достаточно интенсивных возмущений с пространственными масштабами, превышающими радиус Россби. В таблицу 1 сведены оценки характеристик горизонтального турбулентного обмена в поверхностном слое, полученные в настоящей работе по гидрологическим данным (1), и оценки по данным дрифтерных измерений (2) за период 1991-1997 г.г. [Oh I. S., Zhurbas V., Park W., 2000]. Как видно из таблицы, наши оценки значительно ниже дрифтерных, что связано, прежде всего, с существенными различиями в пространственных и временных масштабах осреднения.

Анализ пространственного распределения величин оценок К, L' Я Rj в ВКС показал, что максимальные значения горизонтального коэффициента турбулентного обмена К= и пространственного масштаба - в районе северной субтропической

дивергенции, а минимальные значения км получены в районе

конвергенции Куросио к югу от Японских островов. Внутренний радиус Россби Rj увеличивается с севера на юг от минимального значения около 6 км в районе Куросио до максимального значения 35 км в районе Северного Пассатного течения.

Рис.5. Диаграмма рассеяния пространственного масштаба пульсаций скорости течений в ВКС (Ь1) и внутреннего радиуса Россби (Ла). 1-до прохождения ТЦ, 2-после

Таблица 1

Оценки горизонтального коэффициента турбулентной диффузии (К), пространственного масштаба радиуса Россби в поверхностном слое

Первые цифры означают оценки до прохождения ТЦ, в скобках -после

Район К Ю'м'/с 1 V, км км

1 2 1 2 я. шш шах 2

Течение Куросио (32°-34° еда, 134°-138°'в.д.) 0.6-0.8 (2.1-2.3) 7,3 ±2,1 5-11 (9-23) 29 9 (13) 6 (9) 16 (20) 32,1

Продолжение Куросио (31°-3б° с.ш, 143°-149° в.д.) 0.9-4.4 (3.1-2.8) 10,9± 1,3 13-86 (20-106) 35 8 (10) 4 (4) 13 (15) 40,9

Северное Пассатное Течение 1.9-4.8 (2.2-5.3) - 12-38 (19-46) - 32 РЗ) 13 (14) 53 (67) -

К востоку от Куросио (21°-26°с.ш, 129°-135° в.д.) 2.1-5.6 (1.6-6.8) 14,8 ±3,4 30-82 (15-108) 59 15 (16) 8 (8) 32 (41) 57

К югу от Куросио, (20°-30°с.ш, 135°-160° в.д.) 1.7-4.1 (0.52-3.4) 11,9± 1,3 30-176 (20-112) 62 11 (13) 7 (6) 18 (23) 53,3

После прохождения тропических циклонов наибольшие изменения коэффициентов горизонтального турбулентного обмена и масштаба пульсаций отмечены в зоне северной субтропической дивергенции: ДК= -6.7* ]0J М2/с И Д £'= -100 КМ, соответственно.

Анализ вертикального хода коэффициентов горизонтального обмена до и после прохождения тропических циклонов показывает, что в районах интенсивных стационарных течений (Куросио и Северного Пассатного), в большинстве случаев в следе ТЦ отмечается заметный рост коэффициентов обмена. В качестве примера на рис.6 представлены профили характеристик горизонтальной турбулентности и средней геострофической

скорости (Ü)) до и после прохождения супер-тайфуна сезона 1982 года Мэк. Отмечается резкое увеличение коэффициента турбулентности, более чем в 3 раза, под слоем скачка. В остальных районах четких тенденций в изменении коэффициентов обмена не прослеживается. Как особый случай, на рис.7 приведены вертикальные профили характеристик турбулентного обмена для разреза 137° в .д. до и после прохождения ТЦ Орчид и Сперри. Как видно из рисунка, произошло значительное уменьшение величин К/ и Li' во всем верхнем слое океана. Это может быть связано с тем, что тропические циклоны, воздействуя на ВСО, могут приводить к выравниванию горизонтальных градиентов гидрологических характеристик за счет горизонтального перемешивания и адвекции. Вторым фактором, способствующим уменьшению интенсивности турбулентности, может быть возникший в следе этих ТЦ интенсивный циклонический вихрь, через который прошел разрез. Вращение воды в вихре, складываясь с вращением Земли, может в определенной степени подавлять возмущения в полях скоростей течений [Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С., 1978]. Уменьшение коэффициента горизонтального турбулентного обмена отмечено и после прохождения тайфуна Вирджиния. В следе этого ТЦ также образовался циклонический вихрь синоптического масштаба.

В четвертой главе приводятся оценки характеристик мелкомасштабного взаимодействия океана и атмосферы в области прохождения шести тропических циклонов различной интенсивности и скорости перемещения. Проводится сравнительный анализ потоков импульса, скрытого и явного тепла, механической энергии ветра с фоновыми значениями, полученными по судовым данным и со среднемесячными оценками из атласа морской метеорологии (ASMD) [da Silva A. M., Young C.C. and Levitus S., 1994], а также с' изменчивостью интегральных характеристик верхнего слоя океана.

Рис.6.' Профили и/, И К) для разреза 135 В.Д.ДОи после прохождения ТЦ Мэк

Сплошная линия-фон, пунктир - след

Рис.7. Профили н/, и,, £/' И КI до и после прохождения ТЦ Орчид и Сперри разреза

137° в. д.

Сплошная линия-фон, пунктир - след

В разделе 4.1 описывается используемая в расчетах модель поля ветра в перемещающемся тропическом циклоне. Поле скорости ветра в движущемся тропическом циклоне является результатом сложения скорости его перемещения и скорости ветра в ТЦ относительно его центра. Относительная скорость ветра в расчетах представляется осесимметричной тангенциальной составляющей, зависящей только от расстояния до центра ТЦ. Радиальное распределение скорости ветра в ТЦ задавалось формулой:

где X = г/гга; Г — расстояние от центра Т Ц Сцр-а д и у с максимального ветра. Параметры а , Р И Гщ определяются методом наименьших квадратов по средним за период перемещения над полигоном характеристикам ТЦ - скорости максимального ветра, радиусам ветра в 15 и 25 м/с) при условии V (1)=1. На регулярной сетке с шагом 50 км в синоптические сроки строились поля мгновенного поля скорости ветра, а по ним рассчитывались усредненные за время прохождения ТЦ потоки импульса, тепла, влаги и механической энергии ветра. При этом использовались средние значения перепадов температуры и удельной влажности, полученные по всем судовым данным до и после прохождения ТЦ.

В разделе 4 2. приведены оценки для медленно перемещающегося ТЦ (Вирджиния), в разделе 4.3 - для ТЦ, перемещающихся со средней скоростью (Норрис и Винни), в разделе 44 - для быстро перемещающихся циклонов (Ким, Орчид и Сперри). В разделе 4.5 проводится сравнительный анализ характеристик энерго-массообмена и оценка их влияния на энергетические характеристики ВСО (раздел 3.2.). В качестве примера результатов расчетов, в таблице 2 представлены средние по площади оценки потоков, рассчитанные по судовым данным, по данным из ASMD и по модельному полю ветра в ТЦ Винни. В таблицу 3 сведены оценки потоков по методике [Large W. G., Pond S., 1982] для всех тропических циклонов. Для удобства сравнения с возмущениями теплосодержания и потенциальной энергии ВСО, связанных с воздействием ТЦ, также приведены значения полной тепловой

(H + LE)-At и механической энергий W-At на границе раздела вода-воздух, At-время прохождения ТЦ через район.

Анализ результатов показывает, что суммарная теплоотдача океана во время действия циклонов возрастает не более чем в 2-3 раза по сравнению с фоновыми и среднемесячными значениями, что сравнимо с методическими и случайными погрешностями их оценок [Blanc T.V., 1985; Blanc T.V.,1987]. Механическая энергия ветра при прохождении ТЦ может превышать более чем в 30 раз фоновые значения, оцененные по судовым данным, и почти в 40 раз • среднемесячные значения.

Таблица 2

Среднее по площади значения потоков т, Н+ЬЕ, \У и , рассчитанные по модельному полю ветра в ТЦ Винни, по судовым данным и по ASMD

Метод г H+LE u?. W

Период расчета расчета [Н/м2] [Bt/Mj] [м3/с3] '10-6 [Вт/м2]

фон ASMD 0,04 119 1,01 -

(сентябрь-октябрь) Kondo 0,16 197 2,25 0,0023

L&P 0,15 214 2,12 0,0022

прохождение ТЦ Kondo 0,9 303 35,7 0,037

(модельный ветер) L&P 0,9 312 43,2 0,045

след ASMD 0,08 167 1,35 -

(октябрь) Kondo 0,32 176 6,34 0,0065

L&P 0,33 177 639 0,0065

Таблица 3

Средние по площади значения потоков рассчитанные по модельному полю

ветра в тропических циклонах

V„, Vm, 'At т, (H + LE), (Н + LE) * A t, W, W* Д t,

ТЦ,, м/с м/с часы Н/м2 Вт/м2 МДж/м2 Вт/м2 КДас/м2

Вирджиния 1.4-4 28-36 149 0,54 283 151,5 0,018 9,7

Норрис 4.2-6.9 15-36 120 0,17 189 81,7 0,003 1,5

Винни ( 5.6-7.2 55-60 42 0,88 312 47,2 0,045 6,7

ОрчидН1- 3.8-8.3 22-36

Сперри , 26-30 84 0,51 321 96,8 0,013 4,7

Ким 8.3-9.2 31-33 30 0,59 319 34,4 0,016 1,8

Полные потоки тепловой и механической энергии на границе раздела вода-воздух за время действия ТЦ изменяются в довольно широких пределах (табл.3). Но можно отметить, что в медленно движущемся и менее интенсивном циклоне потоки энергии могут значительно превышать таковые для быстро движущихся и интенсивных. Например, по таблице 3 это можно отметить для ТЦ Вирджиния и Винни. Тропические циклоны Вирджиния и Ким, близкие по интенсивности, значительно различаются по скорости перемещения, но полные потоки энергии через поверхность океана для первого из них в несколько раз больше, чем для второго.

Количество тепловой и механической энергии за время действия тропических циклонов можно сопоставить с изменениями теплосодержания и потенциальной энергии ВСО, представленными в разделе 3.2. При этом можно отметить, что соизмеримое

а) 122 124 126 128 130 132 134 136

122 124 126 128 130 132 134 136 в.д.

Рис. 8. Теплоотдача поверхности океана Н+ЬЕ (Вт/м2)в области тайфуна Норрис (а) и аномалии теплосодержания Д(} (МДж/мг) верхнего 20-метрового слоя океана после его прохождения (б), —♦— траектория ТЦ (цифры сверху - число и месяц прохождения ТЦ)

с величинами (Н + ЬЕ)-Д1 И ^ЛД! понижение теплосодержания концентрируется в верхней половине верхнего перемешанного слоя (10-20 метров), а повышение потенциальной энергии - во всем перемешанном слое (50-75 метров). Однако, для циклонов Норрис и Ким изменения энергетических характеристик перемешанного слоя имеют обратный знак, что можно объяснить преобладающим влиянием горизонтальной адвекции тепла в районах прохождения ТЦ, отличающихся наличием зон конвергенции. Но можно отметить для ТЦ Норрис, что локальные изменения теплосодержания и потенциальной энергии в верхнем перемешанном слое сопоставимы с полными потоками тепла и механической энергии ветра в области максимальных ветров, на стадии тайфуна (рис.8).

В Заключении сформулированы основные результаты работы.

1. Создан специализированный архив гидрометеорологических данных, содержащий сведения по району прохождения (до и после) 14 ТЦ в северо-западной части Тихого океана и 5 ТЦ в Японском море за период 1969-1986 г.г.

2. Разработано программно - алгоритмическое обеспечение, позволяющее проводить комплексную обработку гидрологических и метеорологических данных. Реализован алгоритм оценок коэффициентов горизонтального обмена по данным гидрологических съемок.

3. Дано описание синоптической изменчивости верхнего слоя океана при прохождении ТЦ

Норрис в районе, характеризующимся наличием зон конвергенции. Показано, что в данном случае, в отличие от большинства, описанных в литературе, «след» ТЦ в океане не является «холодным». Характерная черта термического «следа» ТЦ Норрис -повышение температуры воды и, как следствие, теплосодержания. Причина этого явления- горизонтальная адвекция водных масс из зон конвергенции под влиянием ТЦ.

4. Показана зависимость характера изменения температуры воды от наличия и

расположения зон вергенций относительно траектории тропического циклона. Максимальное охлаждение (на в верхнем слое океана имело место вблизи

нижней границы ВКС справа от траектории на границе максимального ветра в зоне северной субтропической конвергенции. Наибольшее повышение температуры (на 4° С) наблюдалось в зоне северной субтропической дивергенции. Возмущение температуры воды в следе ТЦ носило пятнистый характер.

5. На большом фактическом материале для 12 случаев прохождения ТЦ получены оценки

коэффициентов горизонтального турбулентного обмена, средних отклонений от

фоновых значений скорости течений и их пространственных масштабов. Показано,

что:

характеристики горизонтального турбулентного обмена существенно зависят от структуры фоновых потоков и одна из причин их изменчивости связана с тропическими циклонами;

- оценки коэффициентов турбулентного обмена и масштаба перемешивания (К— 7.6*103 м2/с и V =176 км, соответственно) и их изменения и Д V — -100 км) после прохождения ТЦ максимальны в зоне северной субтропической дивергенции. Минимальные значения (К= 0.6*103 м2/с и 1'=11 км) получены для района течения Куросио;

в районах синоптических циклонических вихрей, образовавшихся под действием ТЦ, интенсивность горизонтальной турбулентности снижается.

6. Оценены характеристики энерго- и массообмена океан- атмосфера в областях влияния ТЦ. Показано, что:

вклад ТЦ в осредненные за время их прохождения и по району потоки явного и скрытого тепла сравним с погрешностями их оценок по существующим методикам. Значительная роль тропических циклонов во взаимодействии атмосферы и океана проявляется, прежде всего, через потоки механической энергии ветра, которые в ТЦ могут превышать более чем в 30 раз фоновые значения, оцененные по судовым данным, и почти в 40 раз - среднемесячные значения;

- изменения энергетических характеристик верхнего слоя океана (теплосодержания и потенциальной энергии), соизмеримые с полной теплоотдачей и энергией ветра за время воздействия ТЦ, прослеживаются только в верхнем перемешанном слое, до глубины ~75 метров. При этом большую роль играет горизонтальная адвекция, особенно при наличии в океане зон вергенций в районе прохождения ТЦ; результирующее воздействие тропических циклонов на верхний слой океана зависит от скорости их перемещения и интенсивности. Медленно движущийся и менее интенсивный циклон может вызвать такие же изменения, как интенсивный, но быстро перемещающийся.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Тархова Т.И. Исследование возмущения гидрологической структуры океана при прохождении тропических циклонов // Тез. докл. региональной конф. студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Владивосток: ДВГУ, 1998.- С. 77.

2. Тархова Т.И., Пермяков М.С. Аппроксимация вертикальных профилей гидрологических элементов сглаживающими сплайнами // Информатика и моделирование в океанологических исследованиях. Владивосток: Дальнаука, 1999.- С. 112-120.

3. Тархова Т.И. Алгоритм оценок характеристик статистической структуры и параметров оптимальной интерполяции океанологических полей по данным наблюдений // Современные методы мониторинга морских экосистем. Владивосток: Изд-во ДВГМА им. адм. Невельского, 2000 - С. 43-48.

4. Букин О.А., Пермяков М.С., Павлов А.Н., Майор А.Ю., Малеенок А.В., Тархова Т.И., Скороход Г.В., Акмайкин Д. А. Использование пассивно-активных методик оптического зондирования для измерения структурных особенностей распределения биооптических характеристик в верхнем слое океана // Оптика атмосферы и океана.- 2000. - Т. 13, 19. - С. 847-850.

5. Permyakov M. S., Bukin О. A., Mayor A. Y, Pavlov A. N., Tarkhova Т. I., Skorokhod G. S, Akmaykin D. A. Statistical features of space distribution of chlorophyll a in the South Pacific using SeaWiFS data and shipborne laser fluorometer measurements // Proc. SP1E. - 2001. - vol. 4154.-P. 188-192.

6. Skorokhod G. S., Bukin O.A., Permyakov M.S., Major A.Yu., Tarkhova T.I. Comparision analisys of the statistical features of the biooptical and hydrological sea water parameters // Atmosphere and ocean optics. Atmospheric physics: VIII Joint international symposium. Irkutsk.-2001.-P. 166.

7. Тархова Т.И., Пермяков М.С. К вопросу о мелкомасштабном взаимодействии атмосферы и океана в области тропических циклонов // Океанологические исследования -Владивосток: Дальнаука, 2002. - С. 28-36.

8. Tarkhova Т. I., Sergeyenko A. S., Permyakov M.S. The Thermal trace features of tropical cyclones of the Northwest Pacific in the area with convergence and divergence zones // International symposium on North Pacific transitional areas. -April 23-25, 2002. - La Paz, Mexico.-2002.- P. 18.

9. Тархова Т.И., Пермяков М.С., Сергиенко А. С. Некоторые особенности мелкомасштабного взаимодействия атмосферы и океана в области тропических циклонов // Метеорология и гидрология.- 2002.- №11.- С. 60-67.

ТАРХОВА

Татьяна Игоревна

СИНОПТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ОКЕАНА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ТРОПИЧЕСКИХ ЦИКЛОНОВ

Автореферат

Подписано в печать 16 09.2004. Формат 70x108/32. Тираж 100 экз. Заказ № 42

*2 5223

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Тархова, Татьяна Игоревна

Введение.

Глава 1. Современное состояние исследований реакции океана на прохождение тропических циклонов.

1.1. Общие сведения о тропических циклонах.

1.2. Результаты исследований реакции верхнего слоя океана на прохождение тропических циклонов.

Глава 2. Данные и методы их комплексной обработки.

2.1. Общая характеристика района исследований.

2.2. Характеристики тайфунов и данные гидрологических съемок.

2.3. Методы расчета и обработки гидрологических данных.

2.3.1. Методы обработки гидрологических данных.

2.3.2. Расчет интегральных характеристик.

2.3.3. Расчет динамических характеристик.

2.3.4.0ценки коэффициентов горизонтального обмена.

2.3.5. Методы оценки характеристик взаимодействия океана и атмосферы.

Глава 3. Синоптическая изменчивость характеристик верхнего слоя океана, связанная с прохождением тропических циклонов.

3.1. Термодинамическая реакция верхнего слоя океана в следе тропического циклона Норрис.

3.2. Изменчивость интегральных характеристик верхнего слоя океана.

3.3. Синоптическая изменчивость верхнего слоя океана и горизонтальный турбулентный обмен.

Глава 4. Характеристики мелкомасштабного взаимодействия океана и атмосферы в тропических циклонах.

4.1. Модель поля ветра в перемещающемся тропическом циклоне.

4.2. Оценки характеристик мелкомасштабного взаимодействия в области медленно перемещающихся тропических циклонов. Тропический циклон Вирджиния.

4.3. Оценки характеристик мелкомасштабного взаимодействия в области тропических циклонов, перемещающихся со средней скоростью.

4.3.1. Тропический циклон Норрис.

4.3.2. Тропический циклон Винни.

4.4. Оценки характеристик мелкомасштабного взаимодействия в области быстро перемещающихся тропических циклонов.

4.4.1. Тропические циклоны Орчид и Сперри.

4.4.2. Тропический циклон Ким.

4.5. Сравнительный анализ характеристик энерго-массообмена океан- атмосфера в тропических циклонах.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Синоптическая изменчивость верхнего слоя океана при прохождении тропических циклонов"

Актуальность темы. Синоптическая изменчивость океана в последние десятилетия интенсивно изучается и признается одной из фундаментальных проблем современной океанологии. Она характеризуется временными масштабами от суток до десятков суток, горизонтальными масштабами от нескольких десятков до первых сотен километров и вносит основной вклад в термодинамические процессы в океанах. Важной задачей является изучение механизмов генерации и эволюции синоптических возмущений в верхнем слое океана (ВСО). Большое число работ посвящено их образованию вследствие неустойчивости крупномасштабных течений в океане. Менее изученной остается роль интенсивных атмосферных процессов — циклонов, в том числе тропических (ТЦ), антициклонов, фронтов. ТЦ- меньшие по размерам, но более интенсивные (со скоростями ветра до 80 м/с), чем обычные циклоны, могут быть важным источником возмущений верхнего слоя океана, особенно для северо-западной части Тихого океана, которая характеризуется большей их частотой, интенсивностью и размерами, чем другие районы Мирового океана. В своей эволюции ТЦ в этом регионе поднимаются до высоких широт, оказывая воздействие на Японское и Охотское моря, воды Курило-Камчатского района. В связи с этим исследования синоптической изменчивости океана, связанной с прохождением ТЦ, актуальны с научной и практической точек зрения.

Для изучения в натурных условиях реакции океана на ТЦ необходимо иметь данные гидрологических съемок на довольно большой площади до прохождения ТЦ и после. Однако такие исследования осложняются объективными причинами, связанными с большими размерами ТЦ, штормовыми условиями в них, развитием и перемещением над акваториями, слабо освещенными данными инструментальных наблюдений. Поэтому накопление натурных данных о взаимодействии тропических циклонов с океаном требует значительных материальных затрат и идет довольно медленно. Подобных целенаправленных наблюдений единицы (экспедиции «Тайфун-75», «Тайфун-78»). В основном, наблюдения, данные которых используются при исследовании реакции океана на ТЦ, случайны и фрагментарны, что часто приводит к неоднозначной их интерпретации.

К настоящему моменту сложились определенные представления о реакции верхнего слоя океана на ТЦ. Однако большое разнообразие как самих ТЦ, так и гидрологических условий в океане, делают актуальными дальнейшие исследования синоптической изменчивости верхнего слоя океана в районах развития и прохождения ТЦ. Важным, но практически неизученным, является вопрос о роли возмущений синоптического масштаба, вызванных ТЦ, в процессах горизонтального крупномасштабного переноса тепла, соли, количества движения, различных примесей и биологических объектов, а также возможность параметризации таких процессов. Остаются недостаточно изученными и вопросы о вкладе ТЦ в энерго-массообмен атмосферы и океана в районах их эволюции.

Цель работы - по архивным данным гидрологических съемок и метеорологических наблюдений исследовать синоптические возмущения в термодинамической структуре верхнего слоя северо-западной части Тихого океана, возникающие при прохождении тропических циклонов, и изучить вклад ТЦ в процессы горизонтального турбулентного переноса и энерго-массообмена атмосферы и океана.

При этом были выделены и решались следующие задачи: 1. Обзор и анализ результатов по исследованию реакции верхнего слоя океана на прохождение тропических циклонов по литературным источникам;

2. Создание специализированного архива, содержащего гидрологические и метеорологические данные до и после прохождения отдельных тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана;

3. Подготовка программно-алгоритмического обеспечения, позволяющего проводить комплексную обработку гидрологических и метеорологических данных;

4. Анализ синоптической изменчивости термодинамической структуры верхнего слоя океана при прохождении тропических циклонов;

5. Оценка характеристик горизонтального турбулентного обмена в верхнем слое океана и влияния на них тропических циклонов;

6. Изучение особенностей мелкомасштабного взаимодействия океана и атмосферы в области движущихся тропических циклонов.

Научная новизна. В работе получены следующие основные научные результаты:

1. Дано описание синоптической изменчивости верхнего слоя океана при прохождении ТЦ Норрис в районе, характеризующимся наличием зон вергенций. Показано, что в данном случае, в отличие от большинства, описанных в литературе, характерной чертой термического «следа» ТЦ было повышение средней по площади температуры воды на всех горизонтах верхнего слоя океана. Причина этого явления горизонтальная адвекция водных масс из зон конвергенции под влиянием ТЦ.

2. На большом фактическом материале для 12 случаев прохождения ТЦ получены оценки статистических характеристик горизонтального турбулентного обмена: средних отклонений скорости течений от фоновых значений и их пространственных масштабов, коэффициентов обмена. Показано, что их изменчивость связана с влиянием тропических циклонов, а в районах синоптических циклонических вихрей интенсивность горизонтальной турбулентности снижается.

3. Показано, что значительная роль ТЦ в мелкомасштабном взаимодействии атмосферы и океана проявляется, прежде всего, через потоки механической энергии ветра, которые в ТЦ могут превышать более чем в 30-40 раз их фоновые и среднемесячные значения.

Предметом защиты являются следующие основные результаты:

1. Описание и анализ синоптических возмущений термодинамической структуры при прохождении тропического циклона Норрис.

2. Оценки характеристик горизонтального турбулентного обмена в верхнем слое океана на синоптических масштабах и анализ влияния на них тропических циклонов.

3. Оценки вклада тропических циклонов в энерго-массобмен океан-атмосфера в районах их перемещения и в изменчивость интегральных характеристик верхнего слоя океана.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях тропических циклонов; при проверке адекватности численных моделей верхнего слоя океана, предназначенных для исследования и прогноза синоптической изменчивости; в задачах параметризации влияния тропических циклонов на верхний слой океана в моделях сезонного хода, межгодовой и климатической изменчивости океана. Разработанные и использованные в диссертации методы, алгоритмы и программы обработки данных могут найти применение в задачах комплексной обработки гидрологических данных- Создана, электронная версия архива гидрометеорологических данных, привязанных к тропическим циклонам по времени и району.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на конференциях молодых ученых ТОЙ ДВО РАН (1997, 2000, 2001), региональных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (г.Владивосток, ДВГУ, 1998, 2000), «International symposium on North Pacific transitional areas» (La Paz, Mexico, 2002), научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов "Современные методы мониторинга морских экосистем" (г.Владивосток, МГУ им. Г.И. Невельского, 2000), на семинарах лаборатории взаимодействия океана и атмосферы ТОЙ ДВО РАН. Результаты работ вошли в материалы отчетов по темам ФЦП «Мировой океан» и были использованы в работах по ряду проектов РФФИ и «Интеграция».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 198 стр., включая 58 рисунков, 16 таблиц, приложение на 17 стр. и список литературы на 10 стр., содержащий 107 наименований, из которых 48 — зарубежных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Тархова, Татьяна Игоревна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа посвящена исследованию синоптической изменчивости верхнего слоя океана, связанной с прохождением тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана в 1980-82 гг. В результате проделанной работы получены следующие основные результаты.

1. Создан специализированный архив гидрометеорологических данных, содержащий сведения по району прохождения (до и после) 14 ТЦ в северо-западной части Тихого океана и 5 ТЦ в Японском море за период 1969-1986 г. г.

2. Разработано программно - алгоритмическое обеспечение, позволяющее проводить комплексную обработку гидрологических и метеорологических данных. Реализован алгоритм оценок коэффициентов горизонтального обмена по данным гидрологических съемок.

3. Дано описание синоптической изменчивости верхнего слоя океана при прохождении ТЦ Норрис в районе, характеризующимся наличием зон конвергенций. Показано, что в данном случае, в отличие от большинства, описанных в литературе, «след» ТЦ в океане не является «холодным». Характерная черта термического «следа» ТЦ Норрис -повышение температуры воды и, как следствие, теплосодержания. Причина этого явления- горизонтальная адвекция водных масс из зон конвергенций под влиянием ТЦ.

4. Показана зависимость характера изменения температуры воды от наличия и расположения зон вергенций относительно траектории тропического циклона. Максимальное охлаждение (на 4° С) в верхнем слое океана имело место вблизи нижней границы ВКС справа от траектории на границе максимального ветра в зоне северной субтропической конвергенции. Наибольшее повышение температуры (на 4° С) наблюдалось в зоне северной субтропической дивергенции. Возмущение температуры воды в следе ТЦ носило пятнистый характер.

5. На большом фактическом материале для 12 случаев прохождения ТЦ получены оценки коэффициентов горизонтального турбулентного обмена, средних отклонений от фоновых значений скорости течений и их пространственных масштабов. Показано, что:

- характеристики горизонтального турбулентного обмена существенно зависят от структуры фоновых потоков и одна из причин их изменчивости связана с тропическими циклонами;

- оценки коэффициентов турбулентного обмена и масштаба перемешивания (ЛГ= 7.6*10 м /с и V =176 км, соответственно) и их изменения (ЛК- - 6.7* 103 м2/с и AL' = -100 км) после прохождения ТЦ максимальны в зоне северной субтропической дивергенции. Минимальные значения (ЛГ= 0.6*103 м2/с и L' =11 км) получены для района течения Куросио;

- в районах синоптических циклонических вихрей, образовавшихся под действием ТЦ, интенсивность горизонтальной турбулентности снижается.

6. Оценены характеристики энерго- и массообмена океан- атмосфера в областях влияния ТЦ. Показано, что: вклад ТЦ в осредненные за время их прохождения и по району потоки явного и скрытого тепла сравним с погрешностями их оценок по существующим методикам. Значительная роль тропических циклонов во взаимодействии атмосферы и океана проявляется, прежде всего, через потоки механической энергии ветра, которые в ТЦ. могут, превышать- более, чем. в, 30 раз. фоновые значения^ оцененные по судовым данным, и почти в 40 раз - среднемесячные значения;

- изменения энергетических характеристик верхнего слоя океана (теплосодержания и потенциальной энергии), соизмеримые с полной теплоотдачей и энергией ветра за время воздействия ТЦ, прослеживаются только в верхнем перемешанном слое, до глубины

75 метров. При этом большую роль играет горизонтальная адвекция, особенно при наличии в океане зон вергенций в районе прохождения ТЦ; результирующее воздействие тропических циклонов на верхний слой океана зависит от скорости их перемещения и интенсивности. Медленно движущийся и менее интенсивный циклон может вызвать такие же изменения, как интенсивный, но быстро перемещающийся.

170

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Тархова, Татьяна Игоревна, Владивосток

1. Аракава X. Климатология тайфунов по данным Японской службы погоды. // Гидрометеорология за рубежом. Тайфуны. Обнинск, 1970.-вып.6/44.-С.61-66.

2. Барабашкина А.П., Лескова Е.А. Исследование тайфунов, выходящих на Японское море и Приморский край // Тр. ДВНИГМИ, 1958.-вып.З.- С. 333.

3. Беляев В.И. Обработка и теоретический анализ океанографических наблюдений. Киев.: Наукова думка, 1973.- 296 с.

4. Бортковский Р.С. Тепло- и влагообмен атмосферы и океана при шторме. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983.- 160 с.

5. Гандин Л.С., Каган Р.Л, Статистические методы интерпретации метеорологических данных. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 360 с.

6. Гилл А.Динамика атмосферы и океана. В 2-х томах. -М.: Мир, 1986. Т1 -396 е., Т2-415 с.

7. Гракович В.Ф., Ипатов В.В. Использование самолетов-лабораторий для исследования тропических циклонов // Обзор, инф. серия Метеорология. Обнинск.: ВНИГМИ-МЦД, 1983.-46 с.

8. Грей В.М. Генезис и интенсификация тропических циклонов //Интенсивные атмосферные вихри.- М.: Мир, 1985.- С. 10-31

9. Ю.Григоркина Р.Г., Фукс В.Р. Воздействие тайфунов на океан. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.- 243. с.

10. П.Дмитриева Е.В. Разработка и реализация интегрированной базы океанографических данных для северной части Тихого океана: Дис. канд. техн. наук /Владивосток. ТОЙ ДВО РАН, 2001.- 134 с.

11. Добрышман Е.М. Некоторые статистические характеристики и особенности тайфунов // Метеорология и гидрология.- 1994.- № П.- С. 83-99.

12. Журбас В.М., Зацепин А.Г., Григорьева Ю.В. и др. Циркуляция вод и характеристики разномасштабных течений в верхнем слое Черного моря по дрифтерным данным // Океанология.- 2004.- Т. 44, №1.- С.34-48.

13. М.Казакевич Д.И. Основы теории случайных функций и ее применение в гидрометеорологии,- JL: Гидрометеоиздат, 1977,- 320 с.

14. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. -JL: Гидрометеоиздат, 1978. 215 с.

15. Каталог тайфунов. Часть II. Ежедневные данные о зарождении и перемещении тайфунов в северо-западной части Тихого океана в 19581980 г.г.- Владивосток, 1983.- 322 с.

16. Кружкова Т.С., Иванидзе Т.Г. Некоторые статистические характеристики тропических циклонов за период с 1970 по 1999 г. //Метеорология и гидрология.- 2000,- № 11.- С. 21-30.

17. Куросио и прилегающие районы Тихого океана.- М.: Гидрометеоиздат, 1972.-210 с.

18. Мамедов Э.С., Павлов Н.И. Тайфуны. J1.: Гидрометеоиздат, 1974. -139 с.

19. Минина Л.С. Распознать «глаз бури». Морской флот, 1974.-№11.-С.27-30,

20. Монин А.С., Озмидов Р.В. Океанская турбулентность. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.- 320 с.

21. Море. —Л.: Гидрометеоиздат,- Пер. с англ.- 1965.- 465 с.

22. Обработка данных океанографической станции. — Севастополь: ЮНЕСКО-МГИ Пер. с англ. - 1993. - 136 с.24,Океанографическая энциклопедия. -Л.: Гидрометеоиздат, 1974.- 633 с.25.0кеанология. Физика океана. Т. 1. Гидрофизика океана.- М.: Наука, 1978. 458 с.

23. Павлов Н.Н. Тайфуны северо-западной части Тихого океана: Автореф. дисс. д-ра геогр. Наук/ Владивосток. ТОЙ ДВО РАН, 1996.- 44 с.

24. Пермяков М.С., Протасов С.Н. Влияние тропических циклонов на сезонные характеристики деятельного слоя океана // Метеорология и гидрология.- 1995.- Т.35, № 2.-С. 198-201.

25. Питербарг Л.И. Динамика и прогноз крупномасштабных аномалий температуры поверхности океана. JL: Гидрометеоиздат, 1989.- 201 с.

26. Природа тайфуна. Материалы 6-й сессии региональной конференции по развитию водных исследований. Банкок, Таиланд, 1964// Гидрометеорология за рубежом. Тайфуны. Обнинск, 1970.-вып.6/44.-С.20-43.

27. Пудов В.Д., Варфоломеев А.А., Федоров К.Н. Вертикальная структура следа тайфуна в верхнем слое океана // Океанология.- 1978.- T.XVIII, вып.2.- С.218-225.

28. Пудов В.Д. Мезоструктура полей температуры и скорости течений бароклинного слоя океана в следе тайфуна "Вирджиния" // Океанология .1980.- Т.20, вып. 1.- С. 19-27.

29. Пудов В.Д., Петриченко С.А. О термодинамической структуре следа тайфуна Вирджиния // Тайфун-78.- Л.:Гидрометеоиздат, 1980.- С.82-93

30. Пудов В.Д., Королев B.C. Реакция Южно-Китайского моря на воздействие тропического циклона // Метеорология и гидрология.- 1990.- №6.- С.68-74.

31. Пудов В.Д. Эволюция аномалий.температуры воды.в бароклинном. слое-океана, вызванных воздействием тропического циклона // Метеорология и гидрология. -1991.- № 2.- С.60-65.

32. Пудов В.Д., Петриченко С.А. След тайфуна в поле солености верхнего слоя океана //Изв. Ан. физика атмосферы и океана- 2000.- Т.36, №5.- С. 700-706.

33. Рамедж К. Метеорология муссонов. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.- 335 с.

34. Расчет турбулентных потоков тепла, влаги и количества движения над морем: Методические указания JL: ГТО им. А.И. Воейкова, 1981.- 56 с.

35. Результаты экспедиции КИСЗ-80. 4.1-2.-JI.: Гидрометеоиздат, 1981.-272 с.

36. Результаты экспедиции КИСЗ-80. Ч.З. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 104 с.

37. Результаты экспедиции КЭТИ-82. -Л.: Гидрометеоиздат, 1984. -386 с.

38. Риль Г. Тропическая метеорология.- М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 367 с.

39. Сергиенко А.С. Исследование реакции верхнего слоя океана на ТЦ в областях Куросио и смежных с ним районах- Владивосток: Дальнаука, 1991.- 47 с.

40. Сергиенко А.С. Реакция деятельного слоя океана на прохождение тропических циклонов: Дис. . канд. геогр. Наук/ Владивосток. ТОЙ ДВНЦ АН СССР, 1986.- 206 с.

41. Сергиенко А.С., Прокопчук А.А. Изменение теплосодержания деятельного слоя океана в следе тайфуна Рита // Исследование гидрометеорологических параметров тропической зоны океана дистанционными методами.- Владивосток, 1981.- С.46-56.

42. Тайфун-75. Сборник статей в 2-х томах /Под ред. В.НИванова, Н.И.Павлова. -Л.: Гидрометеоиздат.- Т.1 1977, 136 е., Т.2 - 1978, 150 с.

43. Тайфун-78. Сборник статей /Под ред. В.НИванова. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -160 с.

44. Тархова Т.И. Исследование возмущения гидрологической структуры океана при прохождении тропических циклонов //Тез. докл. региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Владивосток: ДВГУ, 1998.- С. 77.

45. Тархова Т.И., Пермяков М.С. Аппроксимация вертикальных профилей гидрологических элементов сглаживающими сплайнами // Информатика и моделирование в океанологических исследованиях. Владивосток: Дальнаука, 1999.- С. 112-120.

46. Тархова Т.И., Пермяков М.С. К вопросу о мелкомасштабном взаимодействии атмосферы и океана в области тропических циклонов // Океанологические исследования. Владивосток: Дальнаука, 2002. С. 2836.

47. Тархова Т.И., Пермяков М.С., Сергиенко А. С. Некоторые особенности мелкомасштабного взаимодействия атмосферы и океана в области тропических циклонов // Метеорология и гидрология.- 2002.- №11.- С.60-67.

48. Тунеголовец В.П. Трансформация поля температуры океана после прохождения тропического циклона (на примере тайфуна Тэсс (1975)) // Метеорология и гидрология.- 1976.-№ 12 .- С.60-65.

49. Тунеголовец В.П., Покудов В.В. Вертикальная циркуляция вод после прохождения супертайфуна Винни (1980) // Метеорология и гидрология.-1983.-№7.- С.86-93.

50. Федоров К.Н. Поведение верхнего деятельного слоя океана под воздействием тропических ураганов и тайфунов // Океанология.- 1972.-T.XII, вып.З.- С.387-392.

51. Федоров К.Н., Ворфоломеев А.А., Гинзбург А.И. и др. Термическая реакция океана на прохождение урагана "Элла" // Океанология.- 1979.Т. 19У вып.6.- С992-1001 ^

52. Хаин А.П., Сутырин Г.Г. Тропические циклоны и их взаимодействие с океаном. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983.- 272 с.

53. Часова К.И. Характеристика тайфунов в летне-осенний период 1980 г. // Результаты экспедиции КИСЗ-80 4.1-2 / Под ред. Покудова В.В. -Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-С.55-64.

54. Шимада К. Некоторые вопросы использования данных, полученных во время разведывательных рейсов. Японское метеорологическое агенство. Токио // Гидрометеорология за рубежом. Тайфуны. Обнинск, 1970.-вып.6/44.- С.73-79.

55. Яричин В.Г., Ластовецкий Е.И. Основные черты горизонтальной циркуляции вод в Филиппинском море летом 1980 г. // Результаты экспедиции КИСЗ-80 4.1-2 /Под ред. Покудова В.В. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-С. 65-76.

56. Armi L., Stommel Н. Four views of a portion of the North Atlantic subtropical gyre//J.Phys. Ocanogr.- 1983.-vol.l3.-P.828-857.

57. Arnold C.A. Tropical cyclone cloud and intensity relationships // Atmos. Sci. Paper. Colo. St. Univ.- 1977.- № 277.- 155p.

58. Atlas of surface marine data 1994, Disc 2: Heat, momentum and fresh water fluxes. CD-ROM NODC-57, U.S. Dept. of Commerce, Washington, DC 20235.

59. Atlas of surface marine data 1994, Disc 3: Miscellaneous derived quantities. -CD-ROM NODC-5 8, U.S. Dept. of Commerce, Washington, DC 20235.

60. Black P. G., Mallinger W. The mutual interaction of hurricane Ginger and the upper mixed layer of the ocean // Project Stormfury. Annual report. 1971.-Miami, Florida, P. 63-87.

61. Blanc Т. V. Accuracy of bulk-method determined flux, stability and sea surface roughness // J. Geophys. Res. 1987. - vol.92, №. C4.- P. 3867-3876.

62. Blanc T.V. Variation of bulk-derived surface flux, stability, and roughness results- due to-the use of different transfer coefficient schemes // J. Phys. Oceanogr.- 1985.-vol.15.- P. 650-669.

63. Booth D.A. Horizontal dispersion in the northeast Atlantic // J. Deep-Sea Res -1988.-voI.35, №12.-P. 1937-1951.

64. Chang S.W. Numerical simulation of the ocean's nonlinear, baroclinic response to translating hurricanes // J. Phys. Oceanogr. 1978. - vol.8.- P. 468-480.

65. Colin de Verdiere A., Harvey J.G., Arhan M. Stirring and mixing of thermohaline anomalies // J. Mar. Res. 1986.- vol.44.- P. 93-118.

66. Cunningham S. A., Haine T. W. N. Labrador sea water in the Eastern North Atlantic. Part II: Mixing dynamics and the advective-diffusive balance // J. Phys. Oceanogr. 1995. - vol. 25. - P.666-678.

67. Fisher E. L. Hurricanes and the sea-surface temperature field // J. Meteorol. -1958.-vol. 15.-P. 328-333.

68. Geisler J. E. Linear theory of the response of a two-layer ocean to a moving hurricane // Geophys. Fluid Dyn. 1970. - vol.1, № 4. - P.249-272.

69. Greatbatch R.J. On the response of the ocean to a moving storm: the nonlinear dynamics //J. Phys. Oceanogr. -1983. vol.13. - P.357-367.76.http://cimss.ssec. wisc.edu/tropic/tropic.html

70. Jacob S.D., Shay L. K., Mariano A. J. The 3D oceanic mixed layer response to hurricane Gilbert // J. Phys. Oceanogr.- 2000.- vol. 30.- P.1407-1429.

71. Jenkins W. J. 3H and 3He in the beta triangle: observations of gyre ventilation and oxygen utilization rates // J. Phys. Oceanogr. 1987. - vol.17. - P. 763-783.

72. Jordan C. L. On the influence of tropical cyclones on the sea surface temperature field // Proc. Symp. On Trop. Meteor., 1964, New Zealand Meteorology Service, Wellington^ P^ 614-622^

73. Kjerfve В., Magill K.E., Porter J.W., Woodley J.D. Hindcasting of hurricane characteristics and observed storm damage on a fringing reef, Jamaica, West Indies // J. Mar. Res. 1986.-vol. 44.- P. 119-148.

74. Large W. G., Pond S. Open ocean momentum flux measurements in moderate to strong winds // J. Phys. Oceanogr.- 1981.- vol.11.- P. 324-336.

75. Large W. G., Pond S. Sensible and latent heat flux measurements over the ocean// J. Phys. Oceanogr. -1982.- vol.12.- P.464-482.

76. Leipper D.L. Observed ocean conditions and hurricane Hilda, 1964 // J. Atmos. Sci.- 1967. vol.24, № 2.- P.182-195.

77. Maeda A Changes of water temperature near ocean weather station T before and after passage of typhoon // J. Oceanogr. Soc. Japan. 1971. - vol.27, №3.-P. 109-115.

78. Palmen E. On the formation and structure of tropical hurricanes // Geophysica.-1948.-№3.-P. 26-38.

79. Price J. F. Upper ocean response to a hurricane // J. Phys. Oceanogr. 1981. -vol.11, №2.-P. 153-175.

80. Ramage C. S. Integration between tropical cyclones and the China Sea // Weather. 1972.- vol.27, № 4.- P.484-494.

81. Ramage C. S, The typhoons- of October. 1970. in. the. South. China Sea. Intensification, decay and ocean interaction // J. Appl. Met.- 1974.- vol.13, №4.- P.739-751.

82. Richards K. J., Edwards N. R. Lateral mixing in the equatorial Pacific: the importance of internal instability // J. of Geophys. Res. Let. 2003. -vol.30, №17.- P.OCE 3-1-ОСЕ 3-4.

83. Richardson P.L. Drifting below the surface, floats reval energetic mases of swirling water that transport salt and energy // Americ. Scien. -1993. -vol.81.-P.261-271.

84. Sakaida F., Kawamura H., Toba Y. Sea surface cooling caused by typhoons in the Tohoku Area in August 1989 // J. Geophys. Res.- 1998.- vol.103, № CI. -P. 1053-1065.

85. Shay L.K., Mariano A. J., Jacob S.D., Ryan E.H. Mean and near-inertial ocean current response to hurricane Gilbert // J. Phys. Oceanogr. 1998. - vol.28.- P. 858-889.

86. Spall M. A. Generation of strong mesoscale eddies by weak ocean gyres // J. Mar. Res.-2000. vol. 58. - P. 97-116.

87. Spall M. A., Chapman D.C. On the efficiency of baroclinic eddy heat transport across narrow fronts // J. Phys. Ocanogr. -1998. vol.28.- P. 2275-2287.

88. Stevenson R.E., Armstrong R.S. Heat loss from the waters of the northwest Gulf of Mexico during hurricane Carla // Geofis. Intern. -1965. — vol.5.- P. 4957.

89. Stramma L., Cornillon P. Satellite observations of the sea surface cooling by hurricane // J. Geophys. Res. 1986. - vol. 91, № C4. - P. 5031- 5035.

90. Tennekes J., Lumley J.L. A first course in turbulence // The MIT Press, 1972.-300 p.

91. Uda M. On the correlated fluctuations of the Kurosio currents and cold water mass // Oceanogr. Mag. 1949. - vol.1, №1. - P. 1-12.

92. Wells N.C., King-Hele S. Parameterization of tropical ocean heat flux // Quart. J. Roy. Meteorol. Sos. 1990. - vol.116. - P. 1213-1224.

93. Wright R. Temperature structure across the Kuroshio before and after typhoon Shiley// Tellus. 1969. - vol.21, №3. -P. 409-413.

94. Yasuda N. Modification of Kondo's formulas on the bulk transfer coefficients of turbulent fluxes over the ocean // Tohoku Geophys. Journ. -1981. vol.28, №.3-4, P. 131-142.

95. Zhurbas V., Oh I. S. Lateral diffusivity and Lagrangian scales in the Pacific ocean as derived from drifter data //J. Geophys. Res.- 2003. vol.108, № C5.-P.10-1-10-5.