Влияние атмосферных процессов на гидродинамику прикурильского района Охотского моря

Вестник ДВО РАН. 2012. № 3
УДК 551.465.45
Г.А.ВЛАСОВА
Влияние атмосферных процессов
на гидродинамику
прикурильского района Охотского моря
Изучена сезонная изменчивость циркуляции вод в прикурильском районе Охотского моря под воздействием
атмосферных процессов на основе численного моделирования. Рассчитана сезонная интегральная циркуляция
охотоморских вод при различных синоптических ситуациях за период 1949–2010 гг., что особенно актуально
для осенне-зимних сезонов ввиду отсутствия экспедиционных данных по этим периодам года. Показана четкая корреляция направленности воздушных и водных масс. Выявлена квазистационарная дипольная система,
которая сохраняется в любых синоптических условиях, но меняет свои индивидуальные особенности при смене
того или иного типа барических процессов. Вблизи центральной части Курильской дуги показано существование круглогодичных квазистационарных антициклонических структур, не разрушающихся при любых типах
барических образований. Указанные структуры пространственно коррелируют с зоной молодых тектонических разрушений Курильской островодужной системы, сопровождавшихся активным вулканизмом и высоким
тепловым потоком.
Ключевые слова: Курильские острова, Охотское море, циркуляция вод, гидродинамические структуры, атмосферные процессы.
Influence of atmospheric processes in the hydrodynamics of the Kuril Islands region of the Sea of Okhotsk.
G.A.VLASOVA (V.I.Il’ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok).
On the basis of numerical modeling, the seasonal variability of the water circulation in the Kuril Islands region of
the Sea of Okhotsk under the influence of the atmospheric processes is studied. The seasonal integrated water circulation
of the Sea of Okhotsk is calculated in conditions of various synoptic situations during 1949–2010, which is especially
actually for autumn-winter seasons due to the absence of expedition data during these periods. Accurate correlation
between orientation of air and water masses is shown. The quasi-stationary dipole system is revealed which remains in
any meteorological conditions, but changes its specific features during the change of the baric processes type. Near the
central part of the Kuril Island Arc the existence all-the-year-round quasi-stationary anticyclonic structures which are
not collapsing at any types of baric formations is shown. The indicated structures are spatially correlated with zone of
young tectonic destructions of the Kuril Island Arc, accompanied by active volcanism and high heat flow.
Key words: the Kuril Islands, the Sea of Okhotsk, water circulation, hydrodynamic structures, atmospheric
processes.
Наличие системы многочисленных проливов, создающих условия для активного
водообмена между Тихим океаном и Охотским морем, оказывает существенное влияние на
гидродинамический режим и климат данного региона. Формированию гидродинамического режима способствует также активная сезонная изменчивость атмосферных процессов,
и прежде всего влияние ветрового фактора на формирование циркуляции вод. Первичным
источником погодно-ветрового режима здесь является своеобразное сезонное распределение региональных барических центров. Роль ветрового фактора усиливается большой
площадью охотоморской акватории при сравнительно малой глубине этого бассейна, а также значительной протяженностью Курильской островной гряды, деформирующей потоки
воздушных масс на границе Охотского моря с прилегающей частью Тихого океана и обусловливающей существенную неоднородность погодных условий в южной, центральной и
северной частях островной дуги [2].
ВЛАСОВА Галина Александровна – кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И.Ильичева ДВО РАН, Владивосток). E-mail: [email protected]
28
Цель настоящей статьи – изучить особенности взаимосвязи динамики водных и воздушных масс прикурильского района Охотского моря. Для реализации этой цели использовалась описанная ранее [2, 3, 6 и др.] гидродинамическая модель, в рамках которой
рассчитывались интегральные функции тока. Исходными данными для численных экспериментов послужили: приземные синоптические карты Гринвича над северной частью
Тихого океана между 15 и 70º с.ш. в период с 1949 по 2010 г. [7]; массив среднемесячных
данных по поверхностной температуре и солености за весь исторический период наблюдений (архив GDEM – Generalized Digital Environmental Model), банк экспедиционных
данных ТОИ ДВО РАН по температуре и солености за 1970–1999 гг., массив батиметрических данных ЕТОРО-5.
Район исследований ограничен координатами 44–60º с.ш. и 136–158º в.д.
В рамках выбранной модели с использованием вышеуказанных исходных данных на
равномерной сетке 30′ х 30′ рассчитана интегральная циркуляция охотоморских вод. Для
учета влияния атмосферных процессов на гидродинамику исследуемого бассейна использовалась типизация синоптических ситуаций для северной части Тихого океана за период
1949–2010 гг., неоднократно описанная в работах [2, 6, 7 и др.]. Нами из шести ранее выявленных типов выделено три типа барических систем, наиболее часто повторяющихся
на изучаемой акватории: северо-западный, охотско-алеутский и широтно-алеутский. Каждый из них имеет свои пространственно-временные особенности. Северо-западный тип
атмосферных процессов проявляется в течение всего года, два других активны в течение
9 мес. В осенне-зимние сезоны все они интенсифицируются.
По итогам расчетов были построены карты интегральной циркуляции охотоморских
вод для разных месяцев за период 1949–2010 гг. под воздействием вышеуказанных типов
атмосферных процессов и независимо от них (рис. 1–3). Анализ карт позволил выявить
или уточнить следующие основные особенности динамики водных масс в прикурильском
районе Охотского моря.
1. Квазистационарная дипольная система охотоморских течений (циклонические и
антициклонические структуры) в приостровном районе Курильской глубоководной котловины наблюдается независимо от типов атмосферной циркуляции, ярко выраженных
Рис. 1. Интегральная циркуляция вод Охотского моря в Св (А) при северо-западном типе синоптических процессов (Б). H – антициклон (высокое давление), L – циклон (низкое давление)
29
в осенне-зимние периоды. Формирование этой системы, вероятно, обусловлено постоянным и интенсивным воздействием теплых и холодных водных масс, которые генерируются постоянно действующими факторами на данной акватории (водообмен с Тихим океаном, процессы образования–разрушения льда, влияние подводного рельефа Курильской
островной дуги и т. д.).
2. Установленная дипольная система меняет свои пространственные особенности при
смене того или иного типа барических процессов, обладающих индивидуальной спецификой:
под воздействием северо-западного типа атмосферной циркуляции антициклонические
структуры расположены непосредственно вдоль южной и центральной частей Курильских
островов (≈ 44–48º с.ш.), а циклонические – севернее их (≈ 46–50º с.ш.), практически полностью захватывая северную акваторию Курильской гряды (рис. 1);
под влиянием охотско-алеутского типа атмосферной циркуляции в центральной части приостровной акватории наблюдаются антициклонические структуры, а западнее их
располагаются циклонические. Обе структуры распространяются вглубь Охотского моря
вплоть до 52º с.ш. (рис. 2);
при широтно-алеутском типе барических систем циклонические структуры занимают
южную и центральную части прикурильской акватории, сдвигая на восток антициклонические (рис. 3).
3. Подтверждено сосредоточение вдоль центральной части Курильской дуги квазистационарных антициклонических структур, не разрушающихся при любых типах барических образований. Данные структуры зафиксированы ранее по результатам экспедиционных исследований [1, 4]. Их наличие здесь, вероятно, обусловлено огромной тепловой
энергией, связанной с вулканической активностью Курильской дуги и эндогенными источниками естественного теплового потока. Косвенным признаком этого может служить
аномально высокий естественный тепловой поток, присущий указанному району [8]. По
данным Н.П.Лаверова с соавторами [5], в этом районе существует зона молодых тектонических разрушений Курильской островодужной системы, которая сопровождалась активным вулканизмом и высоким тепловым потоком.
Рис. 2. Интегральная циркуляция вод Охотского моря в Св (А) при охотско-алеутском типе синоптических процессов (Б). H – антициклон (высокое давление), L – циклон (низкое давление)
30
Рис. 3. Интегральная циркуляция вод Охотского моря в Св (А) при широтно-алеутском типе синоптических процессов (Б). H – антициклон (высокое давление), L – циклон (низкое давление)
4. Установлена четкая корреляция пространственной ориентации водных и воздушных масс с учетом индивидуальной специфики атмосферных процессов: под воздействием северо-западного типа атмосферной циркуляции гидродинамические структуры ориентируются в северо-восточном направлении (рис. 1), под влиянием охотско-алеутского
типа – в меридиональном (рис. 2), при широтно-алеутском типе – в широтном направлении (рис. 3).
ЛИТЕРАТУРА
1. Богданов К.Т. Гидрологические условия пролива Фриза // Океанол. исследования. 1968. № 19. С. 95–104.
2. Власова Г.А., Васильев А.С., Шевченко Г.В. Пространственно-временная изменчивость структуры и
динамики вод Охотского моря. М.: Наука, 2008. 359 с.
3. Власова Г.А., Полякова А.М., Деменок М.Н. Сезонная изменчивость циркуляции вод северо-западной
части Тихого океана // Вестн. ДВО РАН. 2010. № 1. С. 3–10.
4. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Т. 9. Гидрохимические условия. Вып. 1. Охотское море. СПб.:
Гидрометеоиздат, 1998. 342 с.
5. Лаверов Н.П., Лаппо С.С., Лобковский Л.И., Баранов Б.В., Кулинич Р.Г., Карп Б.Я. Центрально-Курильская
«брешь»: строение и сейсмический потенциал // ДАН. 2006. Т. 408, № 6. С. 1–4.
6. Полякова А.М., Власова Г.А., Васильев А.С. Влияние атмосферы на подстилающую поверхность и
гидродинамические процессы Берингова моря. Владивосток: Дальнаука, 2002. 203 с.
7. Полякова А.М. Календарь типов атмосферной циркуляции с учетом нестационарности над северной
частью Тихого океана и их характеристика. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1999. 114 с.
8. Тектоника и углеводородный потенциал Охотского моря. Владивосток: Дальнаука, 2004. 160 с.
31