Научная статья на тему 'Влияние речного стока на вертикальную стратификацию плотности восточных арктических морей Чукотского и Бофорта'

Влияние речного стока на вертикальную стратификацию плотности восточных арктических морей Чукотского и Бофорта Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
3
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Чукотское море / море Бофорта / плотностная стратификация вод / частота плавучести / сток рек / р. Маккензи / р. Юкон / р. Колыма / Chukchi Sea / Beaufort Sea / water density stratification / buoyancy frequency / river runoff / rivers Mackenzie / Yukon and Kolyma

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Букатов Антон Алексеевич, Павленко Екатерина Анатольевна, Соловей Неля Михайловна

Цель. Цель работы – анализ влияния стока рек на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта, определение районов с наиболее выраженным откликом на сезонные колебания объемов стока рек. Методы и результаты. На основе данных реанализа ECMWF ORAP5 о среднемесячных значениях температуры и солености за май – сентябрь каждого года рассчитана плотность вод в Чукотском море и море Бофорта. Для исследования влияния речного стока на плотностную стратификацию морских вод использовались рассчитанные максимальные среднемесячные значения частоты Вяйсяля – Брента по глубине в каждом узле сетки и среднемесячные расходы воды рек Колыма, Юкон, Маккензи в замыкающих створах за период 1979–2013 гг. Результаты статистического анализа показали, что наибольшее влияние на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта оказывает сток рек Маккензи и Юкона за предшествующий месяц, а сток Колымы – за 3 и 6 предшествующих месяцев. Выводы. Получено, что влияние стока Маккензи наиболее выражено с июля по сентябрь. Области значимых коэффициентов корреляции между частотой плавучести и объемами стока за предшествующий месяц находятся в юго-восточной и центральной частях моря Бофорта. Области проявления влияния стока Юкона наблюдаются в районе Берингова пролива, в северном районе Чукотского моря и на западной периферии круговорота Бофорта. Влияние стока Колымы на плотностную стратификацию вод проявляется у западного побережья Чукотского моря, в районе Берингова пролива, залива Коцебу и на юго-западной периферии круговорота Бофорта.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Букатов Антон Алексеевич, Павленко Екатерина Анатольевна, Соловей Неля Михайловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

River Runoff Impact on the Density Vertical Stratification of the Eastern Arctic Chukchi and Beaufort Seas

Purpose. The aim of the study is to analyze the river runoff impact on density stratification in the Chukchi and Beaufort seas, and to identify the areas where the response to seasonal fluctuations in the river runoff volumes is the most pronounced. Methods and Results. Based on the ECMWF ORAP5 reanalysis data on the monthly mean values of temperature and salinity for May – September of each year, the water density in the Chukchi and Beau-fort seas was calculated. To study the river runoff impact on the density stratification of sea water, applied were the calculated maximum monthly average values of the Väisälä – Brent frequency over depth at each grid node, and the monthly average water discharges in the closing gates of the Kolyma, Yukon and Mackenzie rivers for the period 1979–2013. The results of statistical analysis showed that density stratification of the Chukchi and Beaufort seas was most strongly affected by the Mackenzie and Yukon river runoffs for a previous month and also by the Kolyma river runoff for 3 and 6 previous months. Conclusions. The impact of the Mackenzie runoff is found to be most pronounced from July to Sep-tember. The areas of statistically significant correlation coefficients between the buoyancy frequency and the runoff volumes for the previous month are in the southeastern and central parts of the Beaufort Sea. The areas where the impact of the Yukon runoff is pronounced are in the Bering Strait area, in the northern region of the Chukchi Sea, and on the western periphery of the Beaufort gyre. The Kolyma runoff impact on the water density stratification is manifested near the western coast of the Chukchi Sea, in the Bering Strait area, the Kotzebue Bay, and on the southwestern periphery of the Beaufort gyre.

Текст научной работы на тему «Влияние речного стока на вертикальную стратификацию плотности восточных арктических морей Чукотского и Бофорта»

Научная статья

УДК 551.465.41:556.532 EDN: KNQYRQ

Влияние речного стока на вертикальную стратификацию плотности восточных арктических морей Чукотского и Бофорта

А. А. Букатов, Е. А. Павленко Н. М. Соловей

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия н pavlenko.ea@mhi-ras.ru

Поступила в редакцию 01.12.2022; одобрена после рецензирования 12.04.2023; принята к публикации 26.04.2023.

Аннотация

Цель. Цель работы - анализ влияния стока рек на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта, определение районов с наиболее выраженным откликом на сезонные колебания объемов стока рек.

Методы и результаты. На основе данных реанализа ECMWF ORAP5 о среднемесячных значениях температуры и солености за май - сентябрь каждого года рассчитана плотность вод в Чукотском море и море Бофорта. Для исследования влияния речного стока на плотностную стратификацию морских вод использовались рассчитанные максимальные среднемесячные значения частоты Вяйсяля - Брента по глубине в каждом узле сетки и среднемесячные расходы воды рек Колыма, Юкон, Маккензи в замыкающих створах за период 1979-2013 гг. Результаты статистического анализа показали, что наибольшее влияние на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта оказывает сток рек Маккензи и Юкона за предшествующий месяц, а сток Колымы - за Зи 6 предшествующих месяцев.

Выводы. Получено, что влияние стока Маккензи наиболее выражено с июля по сентябрь. Области значимых коэффициентов корреляции между частотой плавучести и объемами стока за предшествующий месяц находятся в юго-восточной и центральной частях моря Бофорта. Области проявления влияния стока Юкона наблюдаются в районе Берингова пролива, в северном районе Чукотского моря и на западной периферии круговорота Бофорта. Влияние стока Колымы на плотностную стратификацию вод проявляется у западного побережья Чукотского моря, в районе Берингова пролива, залива Коцебу и на юго-западной периферии круговорота Бофорта.

Ключевые слова: Чукотское море, море Бофорта, плотностная стратификация вод, частота плавучести, сток рек, р. Маккензи, р. Юкон, р. Колыма

Благодарности: работа выполнена в рамках темы государственного задания FNNN-2021-0004.

Для цитирования: Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Влияние речного стока на вертикальную стратификацию плотности восточных арктических морей Чукотского и Бофорта II Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 4. С. 467-477. EDN KNQYRQ.

© Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М., 2023 МОРСКОЙГИДРОФИЗИЧЕСКИЙЖУРНАЛ том 39 №4 2023

Original article

River Runofflmpact on the Density Vertical Stratification of the Eastern Arctic Chukchi and Beaufort Seas

A. A. Bukatov, E. A. Pavlenko N. M. Solovei

Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences, Sevastopol, Russia H pavlenko.ea@mhi-ras.ru

Abstract

Purpose. The aim of the study is to analyze the river runoff impact on density stratification in the Chukchi and Beaufort seas, and to identify the areas where the response to seasonal fluctuations in the river runoff volumes is the most pronounced.

Methods and Results. Based on the ECMWF ORAP5 reanalysis data on the monthly mean values of temperature and salinity for May - September of each year, the water density in the Chukchi and Beaufort seas was calculated. To study the river runoff impact on the density stratification of sea water, applied were the calculated maximum monthly average values of the Vaisala - Brent frequency over depth at each grid node, and the monthly average water discharges in the closing gates ofthe Kolyma, Yukon and Mackenzie rivers for the period 1979-2013. The results of statistical analysis showed that density stratification of the Chukchi and Beaufort seas was most strongly affected by the Mackenzie and Yukon river runoffs for a previous month and also by the Kolyma river runoff for 3 and 6 previous months.

Conclusions. The impact of the Mackenzie runoff is found to be most pronounced from July to September. The areas of statistically significant correlation coefficients between the buoyancy frequency and the runoff volumes for the previous month are in the southeastern and central parts ofthe Beaufort Sea. The areas where the impact ofthe Yukon runoff is pronounced are in the Bering Strait area, in the northern region ofthe Chukchi Sea, and on the western periphery ofthe Beaufort gyre. The Kolyma runoff impact on the water density stratification is manifested near the western coast of the Chukchi Sea, in the Bering Strait area, the Kotzebue Bay, and on the southwestern periphery of the Beaufort gyre.

Keywords: Chukchi Sea, Beaufort Sea, water density stratification, buoyancy frequency, river runoff, rivers Mackenzie, Yukon and Kolyma

Acknowledgements: The investigation was carried out within the framework of the theme of state assignment FNNN-2021-0004.

For citation: Bukatov, A.A., Pavlenko, E.A. and Solovei, N.M., 2023. River Runofflmpact on the Density Vertical Stratification ofthe Eastern Arctic Chukchi and Beaufort Seas. Physical Oceanography, 30(4), pp. 428-437.

Введение

Особенности гидрологического режима Северного Ледовитого океана во многом связаны с большим материковым стоком. Наименьший из океанов Северный Ледовитый получает наибольшее количество пресной воды, поступающей вместе с реками Евразии и Америки [1]. Слой материкового стока по Арктическому бассейну в 7 раз превышает слой стока по всему Мировому океану 1. Соленость и формирование ледового покрова в морях Северного Ледовитого океана в значительной степени определяются притоком речных вод [2].

1 Никифоров Е. Г., Шпайхер А. О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Л. : Гидрометеоиздат, 1980. 270 с.

В процессе взаимодействия речных вод с более солеными глубинными водами формируются значительные вертикальные градиенты солености и плотности [3]. Слой максимальных градиентов плотности и глубина его залегания оказывают влияние на вертикальное распределение биогенных элементов, взвешенных минеральных и органических веществ, загрязнений, а также на образование и распространение морских льдов [4-6]. Вертикальная стратификация плотности и ее устойчивость характеризуются и могут быть представлены вертикальным профилем частоты плавучести (частота Вяйсяля - Брента), которая является фундаментальной величиной в динамике стратифицированной жидкости. В работах [7, 8] рассмотрены региональные особенности распределения частоты плавучести в морях Баренцевом, Карском, Лаптевых и Восточно-Сибирском, дана оценка корреляционных связей максимума частоты Вяйсяля - Брента по глубине с климатическими индексами, отражающими состояние атмосферы и гидросферы. В работах [9, 10] проведено исследование влияния стока арктических рек на плотностную стратификацию вод морей Баренцева, Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирского.

Цель данного исследования - анализ влияния стока рек на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта, определение районов с наиболее выраженным откликом на сезонные колебания объемов стока рек.

Материалы и методика

В качестве исходных гидрологических данных использовались массивы реанализа ECMWF ORAP5 среднемесячных значений температуры и солености в узлах сетки 0,25° х 0,25° за период 1979-2013 гг.2 [11]. Область исследования ограничена координатами 65о-80° с. ш., 125о-180° з. д. По среднемесячным значениям температуры и солености за май - сентябрь каждого года рассчитывалась плотность вод3. Полученные данные тестировались на выявление инверсий и корректировались путем их замены значениями, интерполированными по соседним горизонтам. Для каждого узла сетки рассчитывались среднемесячные профили значений частоты Вяйсяля - Брента (N, цикл/ч) по формуле

N 2(z) = , р dz

где z - глубина; g - ускорение свободного падения; р - плотность. Максимум частоты Вяйсяля - Брента (Nmax(z), цикл/ч) определялся по глубине.

Для исследования влияния речного стока на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта использовались среднемесячные значения Nmax(z) в каждом узле сетки и среднемесячные расходы воды рек Колыма,

2 Zuo H., Balmaseda M. A., Mogensen K. The ECMWF-MyOcean2 eddy-permitting ocean and sea-ice reanalysis ORAP5. Part 1 : Implementation. Shinfield Park, Reading : ECMWF, 2015. 42 p. (Technical Memorandum ; No. 736). https://doi.Org/10.13140/RG.2.l.3305.2248

3 Безруков Ю. Ф. Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане. Симферополь : Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского, 2006. 159 с. МОРСКОЙГИДРОФИЗИЧЕСКИЙЖУРНАЛ том 39 №4 2023 469

Юкон, Маккензн в замыкающих створах за 1979-2013 гг. 4. На основе корреляционного анализа получены коэффициенты парной линейной корреляции между -Мпах(2) и расходами воды за предшествующий месяц (Я1), а также коэффициенты Я3, Яб между значениями Жпах(г) и суммарными среднемесячными расходами за 3 и 6 предшествующих месяцев. Рассчитаны площади (5) областей статистически значимых коэффициентов Я\, Яз, Яб (90%-ный доверительный интервал).

Анализ результатов

Структура вод Чукотского моря и моря Бофорта формируется под влиянием взаимодействия поверхностных арктических вод, тихоокеанских вод, поступающих через Берингов пролив, и вод материкового стока. Сток Мак-кензи, крупнейшей реки Арктического бассейна в Западном полушарии, составляет по разным оценкам 5-10% от общего притока пресных вод в Северный Ледовитый океан; средний годовой объем стока за рассматриваемый период равен 285 км3 (рис. 1); средний расход воды Маккензи 9053 м3/с, максимум наблюдается в июне (20579 м3/с).

Река Юкон впадает в Берингово море (бассейн Тихого океана), однако Аляскинское прибрежное течение относит сток реки в Северный Ледовитый океан. Сток Юкона занимает пятое место после Енисея, Оби, Лены и Маккензи по объему притока пресных вод в Северный Ледовитый океан и составляет ~ 8% от общего притока; средний годовой объем стока реки за рассматриваемый период равен 203 км3 (рис. 1); средний расход воды на гидропосту Пайлот-Стейшен 6447 м3/с, максимум наблюдается в июне (16237 м3/с).

Рис. 1. Среднемноголетний гидрограф стока рек Маккензи, Юкон, Колыма, рассчитанный за период 1979-2013 гг.

Fig. 1. Average long-term hydrograph of the Yukon, Kolyma and Mackenzie rivers runoffs calculated for the period 1979-2013

4 Rivers Observatory : Discharge Dataset / A. I. Shiklomanov, R. M. Holmes, J. W. McClelland, S. E. Tank, R. G. M. Spencer. Electronic data. 2022. Version 20220630. URL: https://arcticgreatriv-ers.org/discharge/ (dateof access: 06.20.2022).

470 МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 39 № 4 2023

Заметное влияние на гидрологические условия Чукотского моря и моря Бофорта оказывает также сток сибирских рек. Средний годовой объем стока р. Колыма составил 102 км3 за 1979-2013 гг. (рис. 1); средний расход воды равен 3247 м3/с, максимум наблюдается в июне (14230 м3/с). Линза, сформированная стоком сибирских рек, является крупнейшей по площади опресненной линзой в Мировом океане [12]. При усилении атмосферной циклонической циркуляции в европейской части Арктики опресненные и холодные воды линзы поступают через пролив Лонга с вдольбереговым Сибирским течением в Чукотское море, заходят в Берингов пролив и распространяются вблизи его западного берега. При слабом развитии Сибирского течения опресненные воды достигают северных районов Чукотского моря и затем вовлекаются в циркуляцию моря Бофорта, увеличивая количество пресной воды в этом районе [13].

Максимальная устойчивость вод в Чукотском море наступает в июле, в море Бофорта - в июне (рис. 2, а, Ь). У западного побережья Чукотского моря, в районе влияния опресненных вод вдольберегового Сибирского течения, плотностная стратификация наибольшая. Речные воды вследствие своей малой плотности растекаются по поверхности холодных морских вод, образуются значительные вертикальные градиенты плотности. Максимальные значения частоты Вяйсяля - Брента достигают в июне 34 цикл/ч, в июле 37 цикл/ч. Толщина верхнего однородного слоя составляет ~7м [14]. На севере, куда поступают опресненные и холодные воды Восточно-Сибирского моря, моря Бофорта и центральной части Полярного бассейна, слой скачка плотности прослеживается на протяжении всего года. В летний период пикноклин находится на глубинах 12-15 м, максимальные значения частоты Вяйсяля - Брента составляют 28-30 цикл/ч в июле у арктического побережья Аляски [14] (рис. 2, Ь).

180° з.д. 160° , 140° 180° з.д. 160° , 140° b а

Рис. 2. Распределение максимальных значений частоты Вяйсяля - Брента (цикл/ч) в Чукотском море и в море Бофорта в июне - сентябре

Fig. 2. Distribution of the Vaisala - Brent frequency maximum values (cycle/hour) in the Chukchi and Beaufort seas in June - September

Тихоокеанские воды - один из источников тепла, пресной воды [15] и биогенных элементов [16] для Северного Ледовитого океана. Летом они почти полностью заполняют Берингов пролив, причем их поверхностный слой опреснен стоком р. Юкон, а более глубокие слои имеют соленость, характерную для вод Берингова моря. Проходя через шельф Чукотского моря, тихоокеанские воды распространяются к северу и востоку в виде поверхностного течения. На широтах залива Коцебу (~ 66° с. ш.) они соединяются с опресненными материковым стоком водами этого залива. Соленость от поверхности до дна меняется сравнительно мало, и только вблизи кромки льдов охлажденные тихоокеанские воды погружаются под менее плотные, хотя и более холодные поверхностные арктические воды 1. Вследствие этого в южном и центральном районах Чукотского моря стратификация выражена слабее, чем в северном и западном. Максимум частоты плавучести в районе Берингова пролива составляет ~ 15 цикл/ч, в центральном районе Чукотского моря - 20 цикл/ч (рис. 2, Ь). Сезонный пикноклин залегает на глубине ~ 11 м в районе Берингова пролива и в центральной части моря. Осенью вертикальная стратификация уменьшается в основном за счет конвективно-ветрового перемешивания и осолонения поверхностных вод при ледообразовании.

В море Бофорта так же, как и в Чукотском море, тихоокеанские воды играют важную роль при формировании гидрологической структуры. Очищаясь ото льда, акватория моря Бофорта летом заполняется теплыми тихоокеанскими водами, а в прикромочных районах и в зоне воздействия стока Маккензи эти воды погружаются под распресненные, образуя глубинный максимум температуры 1. Анализ пространственного распределения максимума частоты плавучести в июне - сентябре показал, что его наибольшие значения определяются в зоне воздействия стока Маккензи в июне (~ 80 цикл/ч) и в июле (~ 74 цикл/ч). В прикромочных районах значения этого параметра достигают 25-30 цикл/ч с максимумом в июле.

Полярный вихрь Северного полушария формирует антициклоническое распределение поля ветра над поверхностью Северного Ледовитого океана [17]. Вследствие экмановской подкачки ветер вызывает конвергенцию вод приповерхностного слоя. Воды низкой солености и низкой плотности оказываются вовлеченными в этот процесс, в результате чего в районе круговорота моря Бофорта формируется аномалия распресненных вод [1] за счет притока через Берингов пролив и стока Маккензи, а также при усилении атмосферной циклонической циркуляции в европейской части Арктики за счет притока из сибирских рек. Значения максимума частоты плавучести в районе круговорота моря Бофорта невелики, ~ 10 цикл/ч.

Анализ результатов показал, что на гидрологические условия моря Бофорта заметное влияние оказывает сток Маккензи. В июне области значимых коэффициентов Я1 находятся в юго-восточном районе и смещаются на восток относительно устья Маккензи под влиянием течений восточной ориентации, которые присутствуют в районе впадения реки в море. Максимальное значение Я1 в это время составляло 0,46, а площадь областей значимых коэффициентов корреляции 9700 км2 (~ 2% от общей площади моря).

В июле - сентябре области значимых коэффициентов Я1 смещаются в центральную часть моря Бофорта под влиянием течений антициклонического круговорота, направленных в основном на запад или юго-запад. Максимального значения Я1 (0,60) достигает в сентябре (рис. 3), максимум (~ 103700 км2, ~ 22% от общей площади моря) прослеживается в июле. Коэффициенты корреляции Я3 между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и суммарными среднемесячными расходами Маккензи за три предшествующих месяца статистически значимы на западной периферии круговорота Бофорта. Максимальное значение Яз (0,54) прослеживается в августе (рис. 4). Анализ корреляционных связей между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и объемами стока Маккензи за 6 предшествующих месяцев показал, что Яб значимы в августе и достигают 0,52 (рис. 5). Области значимых Яб расположены на севере Чукотского моря, 5 составляет ~ 2700 км2.

Рис. 3. Распределение коэффициентов корреляции Ri между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и объемами стока рек Маккензи, Юкон, Колыма. Выделенные участки -районы статистически значимых коэффициентов Ri. Стрелками показана схема поверхностной циркуляции

Fig. 3. Distribution of the correlation coefficients Ri between the Vaisala - Brent frequency maximum values and the Yukon, Mackenzie and Kolyma rivers runoff volumes. Highlighted areas are the regions of statistically significant values of the Ri coefficients. The surface circulation scheme is shown by

Из рис. 3 видно, что коэффициенты корреляции Я1 между максимумами частоты Вяйсяля - Брента по глубине и объемами стока Юкона за предшествующий месяц значимы в районе Берингова пролива в июне, июле и составляют 0,45. Эти коэффициенты статистически значимы также в северо-восточном районе Чукотского моря и на западной периферии круговорота Бофорта, куда

поступают опресненные стоком Юкона воды Аляскинского прибрежного течения. В сентябре значения Я1 максимальные (0,75), £ составляет - 30400 км2. Корреляционный анализ показал, что суммарные расходы Юкона за три предшествующих месяца также оказывают влияние на изменчивость максимума частоты Вяйсяля - Брента и коэффициенты Яз статистически значимы на западной и северо-западной периферии круговорота Бофорта.

Рис. 4. Распределение коэффициентов корреляции Яз между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и объемами стока рек Маккензи, Юкон, Колыма. Выделенные участки -районы статистически значимых коэффициентов Яз. Стрелками показана схема поверхностной циркуляции

Fig. 4. Distribution of the correlation coefficients Яз between the Vàisàlà - Brent frequency maximum values and the Yukon, Mackenzie and Kolyma rivers runoff volumes. Highlighted areas are the regions of statistically significant values of the Яз coefficients. The surface circulation scheme is shown by arrows

Значения Яз наибольшие в сентябре, достигают 0,55, а £ составляет -67100 км2 (рис. 4). Коэффициенты корреляции Яб между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и объемами стока Юкона за 6 предшествующих месяцев значимы в июне и сентябре, достигают 0,50 (рис. 5). Области значимых Яб расположены в районе Берингова пролива, на северо-востоке Чукотского моря и в северном районе моря Бофорта.

Влияние стока Колымы на плотностную стратификацию вод проявляется у западного побережья Чукотского моря в районе воздействия опресненных вод вдольберегового Сибирского течения. Коэффициенты корреляции также значимы в районе Берингова пролива, залива Коцебу и на юго-западной периферии круговорота моря Бофорта в июне, июле. Коэффициенты Я1 максимальны в июне (- 0,45), £ составляет - 37200 км2 (рис. 3).

180°з.д. 160° 140° 180°з.д. 160° 140°

Маккензи Юкон Колыма

0 0,4 0,8 0 0,4 0,8 0 0,4 0,8

Рис. 5. Распределение коэффициентов корреляции Яб между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и объемами стока рек Маккензи, Юкон, Колыма. Выделенные участки -районы статистически значимых коэффициентов Яб. Стрелками показана схема поверхностной циркуляции

Fig. 5. Distribution of the correlation coefficients Яб between the Vaisala - Brent frequency maximum values and the Yukon, Mackenzie and Kolyma rivers runoff volumes. Highlighted areas are the regions of statistically significant values of the Яб coefficients. The surface circulation scheme is shown by arrows

Коэффициенты корреляции Яз между максимальными значениями частоты Вяйсяля - Брента и суммарными расходами Колымы за три предшествующих месяца статистически значимы на западной периферии круговорота Бофорта в июне, июле, а в августе и сентябре - у западного побережья Чукотского моря и в районе залива Коцебу. Коэффициенты Яз достигают максимума в августе ( ~ 0,51), а 5 - в июне (~ 53300 км2) (рис. 4). Коэффициенты Яб также являются статистически значимыми. Области, в которых они фиксируются, совпадают с районами для коэффициентов Яз. Коэффициенты Яб достигают максимума в августе и сентябре ( ~ 0,52), 5-в августе ( ~ 53300 км2) (рис. 5).

Заключение

На основе данных реанализа ORAP5 за период 1979-2013 гг. проведено исследование влияния стока рек Маккензи, Юкон, Колыма на плотностную стратификацию арктических морей Бофорта и Чукотского. Максимальная устойчивость вод в Чукотском море наступает в июле, в море Бофорта -в июне. В Чукотском море плотностная стратификация наиболее выражена у западного побережья, в районе влияния опресненных вод вдольберегового Сибирского течения. Частота Вяйсяля - Брента в Чукотском море достигает максимального значения в июне (34 цикл/ч) и в июле (37 цикл/ч), в море

Бофорта - в зоне воздействия стока Маккензи в июне (~ 80 цикл/ч) и в июле (~ 74 цикл/ч), в прикромочных районах - в июле (25-30 цикл/ч).

Анализ результатов показал, что наибольшее влияние на плотностную стратификацию вод морей Чукотского и Бофорта оказывает сток Маккензи и Юкона за предшествующий месяц, а сток Колымы - за 3 и 6 предшествующих месяцев. Установлено, что влияние стока Маккензи наиболее выражено с июля по сентябрь, области значимых коэффициентов Ri находятся в юго-восточной и центральной частях моря Бофорта. Максимальное значение коэффициента Ri составляет ~ 0,60. Области проявления влияния стока Юкона находятся в районе Берингова пролива, в северном районе Чукотского моря и на западной периферии круговорота моря Бофорта. Максимальные значения коэффициентов корреляции наблюдаются в сентябре и составляют 0,75 для Ri. Влияние стока Колымы на плотностную стратификацию вод проявляется у западного побережья Чукотского моря, в районе Берингова пролива, залива Ко-цебу и на юго-западной периферии круговорота моря Бофорта. Максимальное значение коэффициентов Re наблюдается в августе и сентябре и составляет ~ 0,52.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Платов Г. А. Формирование аномалии распресненных вод в районе круговорота Бофорта в Северном Ледовитом океане по результатам численного моделирования II Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. Т. 4, № 1. С. 74-77.

2. Shiklomanov I. A., Shiklomanov A. I. Climatic Change and the Dynamics of River Runoff into the Arctic Ocean II Water Resources. 2003. Vol. 30, iss. 6. P. 593-601. doi:10.1023/B:WARE.0000007584.73692.ca

3. Freshwater and its role in the Arctic Marine System: Sources, disposition, storage, export, and physical and biogeochemical consequences in the Arctic and global oceans /Е. C. Carmack [et al.] II Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2016. Vol. 121, iss. 3. P. 675-717. https://doi.org/10.1002/2015JG003140

4. Steele M.Boyd T. Retreat of the cold halocline layer in the Arctic Ocean II Journal of Geophysical Research: Oceans 1998. Vol. 103, iss. C5. P. 10419-10435. doi:10.1029/98JC00580

5. Flint M. V., Poyarkov S. G., Rimsky-Korsakov N. A. Ecosystems of the Russian Arctic-2015 (63rd Cruise of the research vessel Akademik Mstislav Keldysh) II Oceanology. 2016. Vol. 56. iss. 3. P. 459-461. https://doi.org/10.1134/S0001437016030061

6. Pan-Arctic Ocean Primary Production Constrained by Turbulent Nitrate Fluxes / A. Randelhoff [etal.] //Frontiers in Marine Science. 2020. Vol. 7.150. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00150

7. Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Региональные особенности распределения частоты Вяйсяля - Брента в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском II Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, №5. С. 437-448. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-437-448

8. Bukatov A. A., Pavlenko E. A., Solovei N. M. Estimation of Waters Vertical Structure in the Barents and Kara Seas II Processes in GeoMedia - Volume II / Ed. T. Chaplina. Switzerland AG : Springer Geology, 2021. P. 41-53. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53521-6_7

9. Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Влияние материкового стока на плотностную стратификацию морей Лаптевых и Восточно-Сибирского II Процессы в геосредах. 2021. №2 (28). С. 1093-1100.

10. Букатов А. А., Павленко Е. А., Соловей Н. М. Влияние материкового стока на плотностную стратификацию Баренцева и Карского морей II Процессы в геосредах. 2020. № 3 (25). С. 764-771.

11. Zuo H., Balmaseda M. A., Mogensen K. The new eddy-permitting ORAP5 ocean reanalysis: description, evaluation and uncertainties in climate signals II Climate Dynamics. 2017. Vol. 49. iss. 3. P. 791-811. https://doi.org/10.1007/s00382-015-2675-l

12. Areas of the global major river plumes / Y. Kang [et al.] II Acta Oceanologica Sinica. 2013. Vol. 32. iss. 1. P. 79-88. doi:10.1007/sl3131-013-0269-5

13. Changing Arctic Ocean freshwater pathways / J. Morison [et al.] II Nature. 2012. Vol. 481. P. 66-70. doi:10.1038/naturel0705

14. Букатов А. Е., Павленко Е. А. Пространственно-временная изменчивость распределения частоты плавучести в Чукотском море II Процессы в геосредах. 2017. № 3 (12). С. 573579.

15. The large-scale freshwater cycle of the Arctic / M. C. Serreze [et al.] II Journal of Geophysical Research: Oceans. 2006. Vol. Ill, iss. Cll. C11010. doi:10.1029/2005JC003424

16. Coachman L. K., AagaardK. A., TrippR. B. Bering Strait: The regional physical oceanography. Seattle, USA : University of Washington Press, 1976. 172 p.

17. Proshutinsky A. Y., Johnson M. A. Two circulation regimes of the wind-driven Arctic Ocean II Journal of Geophysical Research: Oceans. 1997. Vol. 102, iss. C6. P. 12493-12514. doi:10.1029/97JC00738

Об авторах:

Букатов Антон Алексеевич, ведущий научный сотрудник, отдел океанографии, ФГБУН ФИЦ МТИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат физико-математических наук, ORCID ID: 0000-0002-1165-8428, ResearcherlD: Р-6733-2017, newisland@list.ru

Павленко Екатерина Анатольевна, младший научный сотрудник, отдел океанографии, ФГБУН ФИЦ МТИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), ORCID ID: 00000001-9146-5708, pavlenko.ea@mhi-ras.ru

Соловей Неля Михайловна, младший научный сотрудник, отдел океанографии, ФГБУН ФИЦ МТИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), ORCID ID: 0000-0003-33590345, nele7@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.