CC BY
46
2003
Известия ТИНРО
Том 133
УДК 556:551.465.45(265.53)
Е.В.Самко, Ю.В.Новиков
СРЕДНЕМНОГОЛЕТНЯЯ ГЕОСТРОФИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ЮЖНОЙ ЧАСТИ ОХОТСКОГО МОРЯ
На основе многолетних океанографических данных (1960-1998 гг.) исследованы особенности сезонной среднемноголетней геострофической циркуляции вод в южной части Охотского моря. Построены сезонные схемы основных геострофических течений района и рассчитаны их характеристики.
Samko E.V., Novikov Yu.V. Climatic geostrophic circulation of water in the southern part of the Okhotsk Sea // Izv. TINRO. — 2003. — Vol. 133. — P. 297-302.
Seasonal features of the climatic geostrophic water circulation in the south Okhotsk Sea are investigated on the base of multiyear oceanographic data (19601998). The seasonal schemes of the main geostrophic streams are presented; parameters of the streams are calculated.
B Охотском море существуют все известные виды морских течений. Мус-сонный характер ветров создает периодические дрейфовые течения; эпизодические ветры, которые дуют иногда весьма длительное время, вызывают непериодические ветровые течения, сопровождающиеся сложными градиентными течениями; вследствие неоднородности физических свойств воды в различных частях моря возникают конвективные течения; перераспределение водных масс по акватории моря под действием различных факторов вызывает компенсационные течения; на некоторых ограниченных акваториях существуют стоковые течения, вызываемые стоком рек; результирующая атмосферная циркуляция создает стационарные дрейфовые течения. B Охотском море сильно развиты приливные течения, особенно в Курильских проливах. Все эти виды движения вод сложным образом взаимодействуют между собой, что затрудняет исследование течений.
Исходя из сложившихся в настоящее время представлений о динамике вод южной части Охотского моря (Морошкин, 1964; Чернявский, 1981; и др.), обобщенная схема циркуляции вод рассматриваемого района состоит из циклонической циркуляции, доминирующей севернее 49о с.ш., и антициклонического круговорота над глубоководной Курильской котловиной. При этом следует учитывать, что эта схема основана на расчете течений динамическим методом по экспедиционным данным, полученным в теплую половину года. А значит, существует вероятность того, что схема течений для холодной половины года будет отлична от описанной выше, как это наблюдается в северной половине Охотского моря (Фигуркин, 2002; Хен и др., 2002).
B представленной работе рассматривается геострофическая циркуляция южной части Охотского моря как в холодные, так и в теплые сезоны.
В качестве исходной океанологической информации использовались данные измерений температуры и солености, предоставленные лабораторией РЦД ТИНРО-центра, за 1960-1998 гг. по глубоководной части Охотского моря южнее 56о с.ш. Дополнительно нами были привлечены материалы рейсов, выполнявшихся на японских НИС согласно соглашению об НТС между Россией и Японией в 1989-1998 гг., а также доступные нам данные исследовательских судов ДВНИГМИ и ТОИ ДВО РАН.
Вся имеющаяся информация была подвергнута первичной проверке и приведена к одному формату, а потом сведена в единую базу данных отдельно по годам и сезонам по стандартным горизонтам (всего около 30 тыс. станций).
Данные станций осреднялись по годам и сезонам и интерполировались в центры одноградусных трапеций, при этом для исключения влияния отдельных лет годовое и сезонное осреднение проводилось сначала за каждый год рассматриваемого периода, и далее, по полученным значениям, рассчитывались сезонные средние за весь период.
В работе нами использовано следующее деление на сезоны: зима (январь— март), весна (апрель—июнь), лето (июль—сентябрь), осень (октябрь—декабрь). Подобное деление на сезоны использовалось нами при аналогичных исследованиях, проводимых в прикурильском районе Т ихого океана ^атко, Novikov, 1999; Самко, Новиков, 2001).
Расчет карт динамической топографии был проведен для слоя 0-500 дбар, в связи с очень слабой обеспеченностью данными более глубоководные наблюдения не использовались.
Динамический метод расчета течений, разработанный в начале прошлого века, до сих пор является востребованным и популярным, что связано как с его простотой при расчете горизонтальной составляющей скорости течения, так и с тем, что он является надежным первым приближением при расчете течений в океанах и морях (Саркисян, 1969, 2000).
По картам динамической топографии были построены среднемноголетние схемы основных геострофических течений района.
На выбранном разрезе, пересекающем Охотское море от побережья Камчатки до о. Сахалин по 51о30' с.ш., были рассчитаны среднесезонные скорости основных потоков и перенос вод в верхнем 500-метровом слое.
Циркуляция вод
При написании этой работы авторы взяли за основу номенклатуру течений, принятую ранее (Морошкин, 1964; Чернявский, 1981; Лучин, 1987).
Анализ геострофической циркуляции вод южной части Охотского моря позволил выделить следующие составные части динамики вод исследуемого района: Западно-Камчатское течение (поток вод от северных проливов Курильской гряды в северном направлении вдоль п-ова Камчатка); Восточно-Сахалинское течение (поток вод южного направления вдоль о. Сахалин); течение Соя (поток вод вдоль северного побережья о. Хоккайдо от прол. Лаперуза до южных Курильских островов). Следует отметить, что при принятом нами одноградусном осреднении течение Соя проявляется недостаточно четко; различные вихревые образования, повсеместно наблюдающиеся на рассматриваемой акватории.
В качестве основных геострофических потоков приняты первые два.
Рассмотрим следующие черты циркуляции вод южной части Охотского моря (рис. 1).
1. На всех представленных схемах вдоль западного побережья Камчатки наблюдается ярко выраженный поток тихоокеанских вод северного направления — Западно-Камчатское течение. Причем тихоокеанские воды, дающие начало
этому течению, проникают на рассматриваемую акваторию через 4-й Курильский и более северные проливы, за исключением весны, когда практически весь поток попадает в Охотское море через 4-й Курильский пролив. Из экспедиционного опыта известно, что в ряде случаев в формировании Западно-Камчатского течения принимает участие и прол. Крузенштерна. Однако, вероятно, это бывает не достаточно часто, чтобы проявиться на среднемноголетних картах.
В летне-осенний период в водах Западно-Камчатского течения отмечается антициклоническое образование.
Следует также отметить постоянное присутствие в весенне-осенний период антициклонического вихря у южной оконечности п-ова Камчатка.
2. Восточно-Сахалинское течение наиболее ярко выражено в осенний период, когда оно представляет сплошной поток от 5 6 до 45о с.ш. шириной порядка 40 миль. В южной части течение делится на две ветви, одна из которых поворачивает в сторону южных Курильских островов и дает начало Северо-Восточному течению, которое достигает прол. Фриза и через него попадает в Тихий океан, принимая участие в формировании течения Ойясио. Вторая ветвь поворачивает в направлении зал. Анива, Восточно-Сахалинское противотечение в этот период отсутствует.
В остальные сезоны отмечаются лишь южные части Восточно-Сахалинского течения. Выше 50о с.ш. вдоль восточного побережья о. Сахалин в весенне-летний период на картах динамической топографии это течение не выражено. Можно предположить, что в это время геострофическая составляющая потока очень мала. Причем в этот период течение проникает на юг лишь до 47о с.ш., а затем поворачивает на север и разделяется на два потока, один из которых дает начало Восточно-Сахалинскому противотечению. Вторая ветвь, двигаясь в восточном направлении, достигает Курильских островов и через проливы Буссоль и Фриза попадает в Тихий океан.
В зимний период акватория, прилегающая к восточному побережью о. С аха-лин, покрыта льдом. Однако, исходя из сказанного выше и предполагая некоторую преемственность представленных карт, при анализе схемы геострофических
течений для зимнего периода можно предположить, что этому сезону присущи черты как осеннего, так и весенне-летнего периода, а именно: южное проникновение Восточно-Сахалинского течения, формирование Северо-Восточного течения, а также наличие ветви, отделяющейся от потока в районе мыса Терпения и следующей в направлении прол. Буссоль.
Отметим, что осенью, когда течение наиболее выражено, у северной оконечности о. Сахалин от основного потока отделяется ветвь, следующая на восток и, вероятно, сливающаяся с Западно-Камчатским течением.
3. Течение Соя отмечается в теплый весенне-летний период как поток вод, прижатый к северному побережью о. Хоккайдо. Однако, принимая во внимание распределение температуры и солености в поверхностном слое в этот период, можно утверждать, что зона влияния течения Соя значительно больше. И, вероятно, именно увеличением интенсивности этого течения можно объяснить факт отсутствия Восточно-Сахалинского течения в теплое время года южнее 47° с.ш.
Для описания изменчивости характеристик геострофических потоков был выбран разрез по 51о30' с.ш. от п-ова Камчатка до о. Сахалин. На разрезе были рассчитаны такие характеристики, как максимальная скорость течения в стрежне потока, средняя скорость потока, перенос вод течением в слое 0-500 м, ширина течения (табл. 1). Причем максимальная скорость течения в стрежне Западно-Камчатского течения зачастую отмечалась не на поверхности, а в подповерхностных горизонтах: в зимний период — на горизонте 10 м, весной — на 30 м (рис. 2). Максимальная скорость в потоке Восточно-Сахалинского течения наблюдалась на поверхности.
Таблица 1
Характеристики геострофических течений на разрезе по 51°30' с.ш.
Table 1
Climatic characteristics of geostrophic streams across the section along the 51°30' N
Течение Сезон Скорость в стрежне, см/с Средняя скорость, см/с Перенос вод, С в Границы, в.д. Ширина. мили
Зима 4,3 3,0 2,68 150°30'-156°30' 224
Западно- Весна 4,1 2,2 1,48 151°30'-155°30' 149
Камчатское Лето 7,1 3,5 2,47 150°30'-155°30' 187
Осень 3,8 2,1 1,72 150°30'-155°30' 187
Восточно-
Сахалинское Осень 7,6 7,6 0,25 143°30'-144°30' 37
Несмотря на то что наибольшие скорости в потоке Западно-Камчатского течения отмечаются в летний период, перенос вод течением достигает своего максимума зимой. Это связано с тем, что в зимний период ширина этого потока максимальна. Аналогична ситуация и с минимумом переноса вод: при несколько больших скоростях течения весной, по сравнению с осенью, перенос вод потоком меньше за счет меньшей его ширины.
Для оценки водообмена южной и северной частей Охотского моря на разрезе был рассчитан суммарный перенос вод в южном и северном направлении (табл. 2). В течение всего года отмечается явное преобладание северных переносов над южными. Получен на первый взгляд нелогичный с точки зрения водного баланса результат. Однако, принимая во внимание то, что в представленной работе рассматриваются лишь плотностные течения, можно предположить, что компенсация северного переноса происходит при помощи агеострофических составляющих суммарных потоков.
Рис. 2. Скорости геострофических течений на разрезе по 51°30' с.ш., см/с (зато-нированы потоки северных направлений)
Fig. 2. Climatic velocities of geostrophic streams along the 51о30' N section, cm/ s (northward steams are toned)
144 146 148 150 152 154 156
Литература
Ta6^Hua 2 nepeHOC boa Ha pa3pe3e
no 51°30' c.m.
Table 2 Climatic water exchange through the 51°30' N section
Сезон
Перенос вод, Св На юг На север
Лучин В.А. Циркуляция вод Охотского моря и особенности ее внутригодовой изменчивости по результатам диагностических расчетов // Тр. ДВНИГМИ. — 1987. — Вып. 36. — С. 3-13.
Морошкин К.В. Новая схема поверхностных течений Охотского моря // Океанология. — 1964. — Т. 4, вып. 4. — С. 641-643.
Самко Е.В., Новиков Ю.В. Сезонная изменчивость термохалинных характеристик вод деятельного слоя При-курильского района Тихого океана // Метеорология и гидрология. — 2001. — № 5. — С. 87-93.
Саркисян А.С. О недостатках баротропных моделей океанической циркуляции // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. — 1969. — Т. 5, № 8. — С. 818-835.
Саркисян А.С. Синтез данных наблюдений и результатов моделирования как перспективное направление исследования океанов, морей и озер // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. — 2000. — Т. 36, № 2. — С. 202-210.
Зима 0,52 2,68
Весна 1,10 2,31
Лето 1,55 3,22
Осень 2,89 5,84
Фигуркин А.Л. Циркуляция шельфа и склона северной части Охотского моря в холодное полугодие и положение нерестилищ минтая // Тез. докл. 12-й Междунар. конф. по пром. океанологии. — Калининград, 2002. — С. 251-252.
Хен Г.В., Ванин Н.С., Фигуркин А.Л. Особенности гидрологических условий в северной части Охотского моря во второй половине 90-х гг. // Изв. ТИНРО. — 2002. — Т. 130. — С. 24-43.
Чернявский В.И. Циркуляционные системы Охотского моря // Изв. ТИНРО. — 1981. — Т. 105. — С. 13-19.
Samko Eu.V., Novikov Yu.V. Seasonal climatic dynamics of waters in the Kuril region // The 14 Int. Symp. on Okhotsk Sea & Sea Ice. — Mombetsu, Jap, 1999. — P. 231.
Поступила в редакцию 15.05.03 г.
