CC BY
24
2002
Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра
Том 130
С.Ю.Глебова, Г.В.Хен
ОСОБЕННОСТИ СИНОПТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НАД ОХОТСКИМ МОРЕМ В 1997 И 2000 ГГ.
Первая бассейновая рыбохозяйственная экспедиция по комплексному изучению Охотского моря, проведенная в 1997 г., совпала по времени с наступлением очередного Эль-Ниньо, наиболее крупного за последнее столетие (Груза и др., 1999). В результате, как считается (Krovшn е! а1., 1999; №Шаиег, 1999), произошло резкое потепление климата в различных районах северной Пацифики, в том числе в Охотском и Беринговом морях. Действие Эль-Ниньо прекратилось в конце 1998 г., а в 1999 г. наблюдалось другое крупное событие - Ла-Ниньо (Ро^та е! а1., 2000), получившее свое продолжение и в 2000 г., в год проведения Второй бассейновой рыбохозяйственной экспедиции. По мнению В.И.Радченко с соавторами (Radchenko е! а1., 2000), с этим событием связана смена термического режима вод в дальневосточных морях от теплых условий к холодным.
Не случайно в 2000 г. характер гидрометеорологических условий в Охотском море имел некоторые особенности, первопричиной которых были существенные изменения, произошедшие в общециркуляционных процессах в атмосфере. В настоящей работе проведен анализ синоптической ситуации, которая сложилась в Дальневосточном регионе в целом и, в частности, проявилась в Охотском море.
Исходными данными для анализа послужили следующие материалы.
1. Карты месячных значений повторяемости (в днях) приземных циклонов над районами дальневосточных морей. Для их построения использовались ежедневные синоптические карты за 00 ч по Гринвичу. Повторяемость циклонов рассчитывалась по квадратам 5х5°, по этим данным составлялись сборные карты траекторий за каждый месяц, с дальнейшим осреднением по сезонам.
2. Среднедекадные карты приземного давления, которые строились также по ежедневным синоптическим картам "ручным" способом. Для этого был выделен район (30-70° с.ш. и 100° в.д.-170°з.д.), который разбивался на квадраты 10х10°, а в узлах координат снимались значения давления, которые затем осреднялись за каждую декаду каждого месяца.
В дальнейшем декадные карты использовались для определения положения и интенсивности основных центров действия атмосферы (ЦДА): в зимний период это алеутский минимум и сибирский максимум, а в весенне-летний - дальневосточная депрессия и северотихоокеанский антициклон; оценки направления и интенсивности циркуляции (воздушных переносов) над Охотским морем - рассчитывались индексы Л.А.Каца (1954).
Вычисление индексов производилось методом подсчета количества изобар, проведенных через 5 гПа и пересекающих параллели и меридианы района 40-60° с.ш. 140-160° в.д., включающего в себя целиком Охотское море, с учетом их направленности. Были рассчитаны следующие индексы Каца:
- зональный индекс циркуляции 1г = ^ - 1е, где ^ и 1е - число изобар, ориентированных соответственно с запада на восток и с востока на запад;
- меридиональный индекс циркуляции 1т = к - 1п, где к и 1п -число изобар, ориентированных соответственно с юга на север и с севера на юг.
Положительные значения 1т и 1г характеризуют соответственно южный и западный перенос, а их отрицательные значения соответствуют северному и восточному переносам.
Для выявления особенностей характера атмосферных процессов в 2000 г. все материалы сравнивались со среднемноголетними данными, рассчитанными за период 1984-1999 гг.
Анализ данных показал, что своеобразие синоптической ситуации в 2000 г. проявилось уже в третьей декаде января, когда в приземном барическом поле произошла резкая перестройка на "холодный" тип. В этот период оба зимних ЦДА значительно активизировались и сместились к северу (алеутский минимум - к северо-востоку) от нормального положения. В результате взаимодействия этих центров действия атмосферы над Охотским морем сформировалась высокоградиентная барическая зона, обусловившая в свою очередь резкое усиление над бассейном зимнего муссона. Подобный характер процессов отличался необыкновенным постоянством и сохранялся почти до конца марта (рис. 1, А). Под влиянием активных северного и восточного переносов, интенсивность которых в январе-марте 2000 г. была максимальной за последние годы (рис. 2), на акваторию Охотского моря постоянно осуществлялся вынос холодных воздушных арктических масс, способствовавших развитию здесь суровых погодных условий.
Рис. 1. Среднее за январь-март барическое поле над Охотским морем в 2000 (А) и 1997 (Б) гг.
Fig. 1. Average in January-March baric field above Okhotsk Sea in 2000 (A) and 1997 (Б)
Некоторое ослабление зимнего муссона произошло в конце марта в связи с началом выхода на южные районы Охотского моря западных циклонов. В апреле повторяемость и интенсивность приходящих с континента циклонов увеличилась, а во второй декаде месяца над южными районами моря даже сформировался весенне-летний ЦДА - дальневос-
120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190
точная депрессия, центр которой оказался смещенным относительно сред-немноголетнего положения для апреля далеко на восток. В результате уже с середины апреля над Охотским морем произошла смена ветрового режима и зимний муссон сменился на летний. По нашим данным, рассчитанным за период с 1984 г., переход от отрицательных значений индекса Каца (северный перенос) к положительным (южный перенос) над Охотским морем происходит в третьей декаде апреля, поэтому начало весеннего режима в 2000 г. для этого бассейна можно считать ранним.
Рис. 2. Межгодовая изменчивость меридионального (Im) и зонального (Iz) индексов Каца (цифрами справа обозначены значения "норм" индексов)
Fig. 2.
Year-to-year fluctuation of the meridional (Im) and zone (Iz) indexes Katz (numerical to the right are marking valúes of the "norms" of the indexes Katz)
Начиная с третьей декады апреля область дальневосточной депрессии сместилась на континент, заняв "нормальное" положение, но ее влияние на погодные условия Охотского моря сохранялось длительное время. Так, в мае интенсивность южных (с восточной составляющей) переносов над охотоморским бассейном была максимальной за весь период наблюдений вследствие частого выхода циклонов из области депрессии в район западнокамчатского шельфа.
В июне синоптическая ситуация над Охотским морем вновь изменилась в сторону "похолодания": влияние дальневосточной депрессии, в результате ее смещения далеко на запад, практически прекратилось, а основное воздействие на ветровой режим моря в этот период оказывали беринговоморские и арктические циклоны, вызывавшие здесь распространение северо-западных и западных ветров. Однако уже в конце месяца, когда депрессия вновь усилилась и приблизилась к району исследования, муссон над охотоморским бассейном также активизировался.
Достаточно наглядно иллюстрирует весенне-летнюю синоптическую ситуацию рис. 3. Можно видеть, что в течение всего этого периода Охотское море постоянно находилось под влиянием передней ложбины депрессии, обусловливающей распространение над акваторией устойчивых южных переносов. Характерно, что интенсивность этих переносов как в весенние, так и в летние месяцы была выше нормы, и, кроме того,
73
наибольшей за последние несколько лет (см. рис. 2). При этом западная составляющая муссона (1г) норму не превышала.
Рис. 3. Среднее барическое поле в апреле-июне (А) и июле-сентябре (Б) 2000 г.
Fig. 3. Average in April-June (A) and July-September (Б) baric field in 2000
Несмотря на повышенную активность летнего муссона, окончание его действия произошло необычно рано: уже в первой декаде сентября значения 1т были отрицательными, тогда как обычно над Охотским морем переход к северным переносам отмечается лишь в конце этого месяца.
Тогда же, в сентябре, активизировалась циклоническая деятельность над северными районами бассейна и у западной Камчатки, а в октябре-ноябре под влиянием циклонов находилась большая часть акватории. Причем в октябре над северо-западными районами моря количество циклонов превышало норму в 2-3 раза, а интенсивность их была повышенной относительно среднемноголетних значений (рис. 4). После прохождения над Охотским морем циклоны смещались в сторону Камчатки, где значительно углублялись, пополняя собой алеутскую депрессию. При этом акватория Охотского моря оказывалась под постоянным воздействием тыловых ложбин циклонов, вызывавших здесь преобладание ветров северных румбов.
Среднее барическое поле осеннего сезона весьма напоминало "зимнюю" ситуацию (рис. 5, А). Вновь активизировались центры действия атмосферы, при этом северо-восточный отрог сибирского максимума усилился и вытянулся в сторону Ледовитого океана. При его взаимодействии с глубокой тыловой ложбиной депрессии над Охотским морем снова сформировалась зона повышенных градиентов, ориентированная сюда со стороны Чукотского моря. В результате над охотоморским районом, как и зимой, сложились "благоприятные" условия для усиления зимнего муссона и поступления сюда холодных воздушных масс. Интенсивность северной циркуляции, как и в начале года, была существенно выше среднемноголетних значений (см. рис. 2).
74
5С
dC
4C
5C
dC
Рис. 4. Карта аномалий приземного давления в северо-западной части Тихого океана в октябре 2000 г.
Fig. 4. The map of the anomalies of the surface pressure in the North-West past of the Pacific in October, 2000
Рис. 5. Среднее за октябрь-декабрь барическое поле в 2000 (А) и 1997 (Б) гг.
Fig. 5. Average in October-December baric field in 2000 (A) and 1997 (Б)
Таким образом, можно выделить следующие особенности синоптической ситуации, сложившейся над Охотским морем в 2000 г.
В зимний период активизация основных ЦДА обусловила усиление "суровости" климатического фона в этой части региона. Однако весенний сезон начался рано, и интенсивность южных переносов превосходила "норму" в течение не только весенних, но и летних месяцев. После своего "бурного" развития летний муссон закончился на две декады раньше обычного срока, и последующий осенний сезон, как и начало года, отличался повышенной активностью северных переносов над Охотским морем. В итоге в течение холодного периода 2000 г. в Охотском море постоянно складывались условия для выхолаживания охотоморс-ких вод, а в весенне-летний период, наоборот, вследствие усиливающейся адвекции тепла создавались предпосылки для потепления.
Эти выводы подтверждаются данными таблицы. В течение первой половины года, после "суровой" зимы, и в конце года, в период активного формирования холодного типа зимних процессов, в Охотском море преобладали отрицательные аномалии ТПО. Появлению во второй половине года положительных аномалий температуры предшествовало длительное и устойчивое усиление южных муссонных ветров весной и летом.
В целом по количеству отрицательных аномалий 2000 г. следует отнести к холодным за последние четыре года. Самым теплым годом этого периода является 1997 г., когда положительные аномалии ТПО формировались практически в течение всех месяцев.
Несомненно, что характер термических условий в бассейне в первую очередь зависит от характера атмосферных процессов над этим районом. Поэтому для выявления причин образования различных тер-
75
Преобладающие знаки аномалий на поверхности Охотского моря
в 1997-2000 гг. по данным Японского метеорологического агентства (JMA) The predominant signs of the anomalies TSS of the Okhotsk Sea
in 1997-2000 years by dates of Japonese meteorological Agency (JMA)
мических условий в 1997 и 2000 гг. в Охотском море был проведен сравнительный анализ особенностей синоптических процессов, формировавшихся над ним в эти годы. Поскольку основное несоответствие гидрологических характеристик отмечалось в холодные периоды, то рассматривались синоптические ситуации только зимнего и осеннего сезонов.
В 1997 г. в течение зимнего периода (январь-март) оба центра действия атмосферы были менее интенсивными, чем в 2000 г. (см. рис. 1). Северо-восточный отрог сибирского максимума также был выражен более слабо, а алеутский минимум смещен к юго-западу. В результате над Охотским морем переносы имели не северную составляющую (как это было в 2000 г.), а преимущественно восточную, и на бассейн поступали в основном теплые и влажные воздушные океанические массы. Различным был в эти годы и характер циклонической деятельности (рис. 6). В 1997 г. приземные циклоны выходили в бассейн значительно чаще, а у западной Камчатки их было даже в четыре раза больше, чем в 2000 г. Частый выход циклонов обусловливал не только активное поступление тепла в охотоморский бассейн, но и, очевидно, способствовал активизации Западно-Камчатского течения, а как следствие - общей циркуляции вод, оказывая отепляющее воздействие на термический режим моря.
Месяц 1997 1998 1999 2000
Январь + - - +
Февраль + - - -
Март + + - -
Апрель + - - -
Май + - - -
Июнь + + - +
Июль + + - -
Август + + + +
Сентябрь + + + +
Октябрь + + + +
Ноябрь + - + -
Декабрь - - + -
130 140 150 160 170 180 190 200
40^
60
50
Рис. 6. Суммарная повторяемость приземных циклонов над Дальневосточным регионом за январь-март 2000 (А) и 1997 (Б) гг.
Fig. 6. Summery quantity of the cyclones above the Far-Eastern Region in January-March in 2000 (A) and 1997 (Б)
В октябре-декабре барические поля по распределению ЦДА были весьма схожи, но их интенсивность различалась. В 1997 г. отрог сибирского максимума и алеутская депрессия отличались меньшей активностью, а центр депрессии оказался несколько смещенным к западу. В результате градиентная зона над Охотским морем оказалась значительно слабее по сравнению с осенним периодом 2000 г., что явилось причиной
76
общего ослабления северного переноса над бассейном: его интенсивность в 1997 г. была в 1,5 раза меньше, чем в 2000 г. (см. рис. 2).
Обнаруживаются некоторые различия и в характере циклонической деятельности (рис. 7). Например, в октябре-декабре 2000 г. общий фон циклоничности был более низким практически над всеми районами Охотского моря, кроме его южной части. Исключением стал только октябрь 2000 г., когда циклоническая активность над северо-западными и северными районами акватории была повышенной вдвое не только по сравнению с 1997 г., но и со среднемноголетними данными, рассчитанными нами за период с 1978 г.
Рис. 7. Суммарная повторяемость приземных циклонов над Дальневосточным регионом за октябрь-декабрь 2000 (А) и 1997 (Б) гг.
Fig. 7. Summery quantity of the cyclones above the Far-Eastern Region in October-December 2000 (A) and 1997 (б)
В целом "очаги" циклогенеза в течение обоих осенних сезонов располагались в одном и том же районе - над южной частью Сахалина. Однако характер перемещения циклонов был различным. Осенью 2000 г. циклоны преимущественно смещались по югу бассейна и, следуя южнее Камчатки, выходили затем в восточную часть Берингова моря. При этом Охотское море чаще всего оказывалось под воздействием холодных тыловых ложбин циклонов с преобладающими северными ветрами.
В 1997 г. отмечалась несколько иная ситуация. Продвижение циклонов от Сахалина осуществлялось по двум основным траекториям: часть циклонов смещалась в меридиональном направлении на север, проходя над центральными районами моря, а часть - севернее Курильской гряды, через западнокамчатский шельф к восточной Камчатке. При таком характере перемещения циклонов ветровой режим над Охотским морем был неустойчивым, и по мере продвижения циклонов менялась и направленность ветровых потоков. Судя по данным рис. 6, в этом сезоне над северной частью Охотского моря результирующими были северо-восточные переносы, а над южными и центральными районами -западные и северо-западные.
Обобщая результаты анализа синоптической ситуации в Охотском море в 1997 и 2000 гг., можно сказать следующее.
Атмосферные процессы 2000 г. существенно отличались от средне-многолетних характеристик повышенной интенсивностью зимнего муссона в холодные сезоны года (январь-март и октябрь-декабрь) и усилением южных переносов в весенне-летний период, а также ранним развитием и окончанием летнего муссона.
Превосходящие "норму" северные и северо-восточные переносы обусловливали выхолаживание водной поверхности моря в зимний и
77
it
it
J[
It
It
осенний периоды, сопровождавшееся частым формированием отрицательных аномалий ТПО. Интенсивный летний муссон, напротив, способствовал "потеплению" вод во второй половине года.
Сравнение синоптических ситуаций "холодного" 2000 с "теплым" 1997 г. показало заметные различия средних барических полей и характеров приземной циклонической деятельности в течение осенних и зимних сезонов. Так, 2000 г. отличался пониженной циклонической активностью над Охотским морем, усилением интенсивности центров действия атмосферы и зоны барических градиентов над бассейном. В 1997 г., напротив, оба ЦДА (и градиентная зона между ними) были ослаблены, а циклогенез над Охотским морем - более активным. Интенсивность зимнего муссона в 1997 г. была значительно ниже, чем в 2000 г.
Литература
Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Клещенко Л.К. О связи климатических аномалий на территории России с явлением Эль-Ниньо - Южное Колебание // Метеорология и климатология. - 1999. - № 3. - С. 32-51.
Кац А.Л. Об изучении и оценке общей циркуляции атмосферы // Метеорология и гидрология. - 1954. - № 6. - С. 11-29.
Krovnin A.S., Vanyushin G.P., Kruzhanov M.Yu. et al. The State of the Far East Seas during the 1997/98 EL NINO Event // PICES Sci. Rep. -1999. - № 10. - P. 105-110.
Neibauer H.J. The 1997-1998 EL-NINO in the Bering Sea as compared with previous ENCO events and the "regime shift" of the late 1970's // Ibid. -1999. - № 10. - P. 101-104.
Polovina J., Howell E., Kobayashi D., Seki M. The transition zone chlorophyll front, a dynamic global feature defining migration and forage habitat for marine resources // Conference on Pacific Climate variability and Marine Ecosistem Impacts from the Tropics to the Arctic. - California, USA, 2000. - P. 78-79.
Radchenko V., Khen G., Slabinsky A. Cooling in the western Bering Sea in 1999: quick propagation of La NINA signal or compensatory processes effect? // Ibid. - California, USA, 2000. - P. 80.
Поступила в редакцию 26.11.01 г.
