Аль-Бухайри Осама Ахмед ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ

УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ № 18
Аль-Бухайри Осама Ахмед
ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ
В ЮЖНОЙ ЧАСТИ КРАСНОГО МОРЯ
Al Buhairi Osama Ahmed
CHANGES IN WATER TEMPERATURE
IN THE SOUTHERN RED SEA
В статье проанализированы изменения температурного режима поверхностных вод в двух точках южной части Красного моря за последнее столетие и особенно за последние 30 лет. Показано, что температура воды в течении ХХ века
циклически колебалась. Определяющими фактором изменения температурного
режима вод Красного моря являются изменения в характере циркуляции атмосферы Атлантического региона Северного полушария, и в Индо-Тихоокеанском секторе Южного полушария.
Ключевые слова: температура воды, Северо-Атлантическое колебание, Южное колебание.
Changes of a surface water temperature in two points at southern part of Red sea
for last century and especially for last 30 years are analysed. It is shown that water
temperature during the XX-th century cyclically fluctuated. Main factors of temperature
change in water of Red sea are changes in character of atmospheric circulation of the
Atlantic region of Northern hemisphere, and in Indo-Pacific sector of Southern hemisphere.
Key words: Water temperature, North-Atlantic Oscillation, Southern Oscillation.
Красное море протянулось длинным коридором между Африкой и Аравийским полуостровом на 1932 км (рис. 1).
Рис. 1. Карта-схема Аравийского полуострова с указанием точек,
в которых проведены температурные наблюдения
41
МЕТЕОРОЛОГИЯ
Метеорологические условия моря формируются под воздействием стационарных и сезонных барических центров действия атмосферы. Это отрог повышенного давления над Северной Африкой Азорского максимума давления и
Исландского минимума над северной частью Средиземного моря, а также центров повышенного давления (зимой) над центральной Азией и пониженного
давления (Азиатский минимум), а также в летний период. Летом циклон на севере Индии обуславливает западные ветры на южном побережье.
Воздействие указанных центров приводит к преобладанию в летний сезон
северо-западных ветров по всей протяжённости моря. Зимой в самой южной
части моря от Баб-эль-Мандебского пролива примерно до 18ºс.ш. преобладают
юго-восточные ветры, а севернее сохраняются северо-северо-западные ветры.
[1]. Устойчивые ветровые потоки вдоль оси Красного моря прежде всего определяются гористым рельефом побережья, а смена ветров в южной части моря
связана с муссонной циркуляцией в Аравийском море.
Температурный режим моря определяется этими особенностями атмосферной циркуляции и соответствующими им особенностями циркуляции вод. На
рис.2 приведён сезонный ход поверхностной температуры воды в двух точках –
с координатами 20,5ºс.ш. и 40,5ºв.д. (точка 2), и 15ºс.ш. и 40º в.д. (точка 1).
35.0
Температура, ºС
33.0
31.0
Точки 2 (20,5; 40,5)
Точки 1 (15,5; 40,5)
29.0
27.0
25.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Время, месяц
Рис. 2. Сезонный ход изменений температуры воды в точках 1 и точках 2
Как видно из рис. 2, сезонный ход температур очень схож в обеих точках.
Различия сводятся к тому, что в летний период температура воды несколько
выше (+32ºС) в более южной части моря, чем в северной (+31º), а зимой – наоборот (+26 и +27º) соответственно. Это связано с тем, что летом имеет место
сгон тёплых поверхностных вод к западному побережью моря и подъём к поверхности более холодных вод с глубины у восточного побережья. Зимой, особенно в самой южной части моря, при юго-восточных ветрах тёплые воды сго42
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ № 18
няются к восточному побережью и температуры на западе оказываются несколько ниже.
Исследование многолетней изменчивости температуры воды Красного моря затруднено отсутствием данных с начала века. Только в точке 1 наблюдения
за температурой воды имеются с 1903 г. В точке 2 наблюдения проводились
лишь с 1982 г. [3]. Поэтому наибольший интерес представляют изменения температуры воды в т. 1.
Изменения среднегодовой температуры воды в т. 1 приведены на рис. 3. Из
рисунка видно, что температура воды за последнее столетие изменялась от
+28,6ºС до +29,9ºС. Наибольшие температуры воды наблюдались а 30-е годы
прошлого столетия, 60-е и 90-е годы, а наименьшие – в первое десятилетие, 40-е
годы и 70-е. Таким образом, наблюдается колебание с периодом около 30-лет на
фоне небольшого повышения температуры воды но 0.4ºС за столетие. Особенно
заметное повышение температуры воды наблюдалось во второй половине 80-х
годов и 90-е годы. Если рассматривать изменения температуры воды за отдельные сезоны, то можно отметить наличие во все сезоны циклического колебания
с периодом около 30 лет и тренда. Положительный тренд более выражен
в осенне-зимний период (1,5–0,6ºС за столетие), и заметно слабее в весеннелетний период (0.2º).
Спектральный анализ показал наличие в многолетней изменчивости колебаний среднегодовой температуры воды в т. 1 также циклических колебаний
с периодом 20 лет, около 7 лет, а также с периодом 4–5 лет.
Y = 29.0506+0.0025*x
29.8
29.6
29.4
29.2
29.0
28.8
28.6
28.4
1903
1911
1919
1927
1935
1943
1951
1959
1967
1975
1983
1991
Рис. 3. Среднегодовая температура воды в точке 1 с координатами 15,5 ; 40,5
В точке 2, наблюдения в которой охватывают период 27 лет (рис. 4), хорошо видно повышение температуры в те же 90-е годы, и максимум, приходя43
МЕТЕОРОЛОГИЯ
щийся на конец 90-х годов. Как и в первой точке, это повышение более выражено в зимний период (0,4ºС) и слабее всего в летний период (0,1ºС).
В структуре изменчивости также как и в 1-й точке, заметно циклическое
колебание с периодом около 7 лет и 4 года. Более длительных циклических колебаний из-за короткого периода наблюдений, естественно, выявить невозможно.
Y = 28,6419+0,0297*x
29,8
29,6
29,4
29,2
29,0
28,8
28,6
28,4
28,2
1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Рис. 4. Среднегодовая температура воды в точке с координатами 20,5 ; 40,5
Интересно, что выявленные периоды циклических колебаний хорошо совпадают с теми, которые были получены при исследовании многолетней изменчивости индекса Северо-Атлантического колебания [2], который отражает интенсивность и положение центров действия атмосферы над северной Атлантикой, которые и определяют, как было сказано в начале статьи, преобладание
северо-западных над Красным морем в течение года, и особенно в летний период.
Поэтому естественно было сопоставить изменения индекса NAO с изменениями температуры воды.
На рис. 5, а представлено сопоставление 5-летних скользящих средних значений NAO и температуры воды в точке 1 за весь столетний период наблюдений для среднегодовых значений температуры и за летний период. Коэффициент корреляции составляют –1,31 и –1,41 соответственно. Для периода 1982–
2009 они равны –0,55 и 0,62 соответственно.
На рис. 5, б представлено такое же сопоставление для точки 2. Учитывая
более короткую длину ряда, коэффициенты корреляции в этом случае выше
–0,49 и –0,71 соответственно.
Почему связь изменения температуры воды с индексом NAO отрицательная? Как было ранее установлено, увеличение индекса приводит к усилению
44
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ № 18
29.5
3
29.4
2
29.3
1
29.2
0
29.1
-1
29.0
-2
28.9
-3
28.8
1903
-4
1911
1919
1927
1935
1943
1951
1959
1967
1975
1983
1991
а
2.5
27.00
26.95
2.0
26.90
26.85
1.5
26.80
26.75
1.0
26.70
26.65
0.5
26.60
26.55
0.0
26.50
26.45
1985
1989
1993
1997
2001
2005
2009
-0.5
б
Рис. 5. Сопоставление 5-летних скользящих средних значений NAO (штриховая линия)
и температуры воды в точке 1 (а) и температуры воды в точке 2 (б) (сплошные линии)
45
МЕТЕОРОЛОГИЯ
интенсивности циклической циркуляции в Северной Атлантике, смещение Исландского минимума на северо-восток и путём циклонов заметно к северу. При
ослаблении индекса ослабевает интенсивность циркуляции, Исландский минимум смещается к югу, активирует область низкого давления над Средиземным
морем, и циклоны следуют по южным траекториям, определяя характер циркуляции и над красным морем.
4
28.0
27.8
2
27.6
0
27.4
-2
27.2
-4
27.0
-6
26.8
-8
26.6
26.4
1985
1989
1993
1997
2001
2005
2009
-10
а
29.5
8
6
29.4
4
29.3
2
29.2
0
-2
29.1
-4
29.0
-6
28.9
28.8
1903
-8
-10
1911
1919
1927
1935
1943
1951
1959
1967
1975
1983
1991
б
Рис. 6. Сопоставление пятилетних скользящих зимних значений температуры воды
(сплошная линия) с SOI (штриховая линия) в точке 2 (а) и пятилетних скользящих
среднегодовых значений температуры воды с SOI (штриховая линия) в точке 1 (б)
46
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ № 18
Поскольку обе точки располагаются в южной части Красного моря, а северная часть Индийского океана подвержена влиянию Южного колебания
(SOI), то интересно было провести сопоставление колебаний температуры воды
и Индексом Южного колебания, определяющего изменчивость климатических
характеристик на большой части тихого и северной части Индийского океанов.
При этом наибольшее влияние SOI на температуру воды должно проявляться
в зимне-весенний период, когда в Южном полушарии наиболее высокие температуры. Действительно, сопоставление температуры воды с изменениями индекса SOI в т. 2 показывает, что в эти периоды коэффициенты корреляции значимы и составляют +0,59 … +0,54, т.е. с усилением индекса Южного колебания
температура воды возрастает (рис. 6, а). У температуры воды и изменений индекса SOI в точке 1 коэффициенты корреляции низкие, влияние SOI значительно слабее в зимне-весенний период, и незначимо в остальные сезоны года, однако в целом за год связь положительна (рис. 6, б).
Таким образом, можно полагать, что изменения температуры воды за последнее столетие полностью определяются изменениями интенсивности и характера атмосферных процессов в Атлантическом секторе Северного полушария и в Индо-Тихоокеанском секторе Южного полушария, как, по-видимому, и
все изменения климатических характеристик моря и прилегающих к нему территорий, в том числе и территории республики Йемен.
Литература
1. Косарев А.Н. Физико-географические особенности. Красное море. – СПб.: Гидрометеоиздат,
1992, с. 8-26.
2. Смирнов Н.П., Воробьёв В.Н., Кочанов С.Ю. Северо-Атлантическое колебание и климат. –
СПб.: РГГМУ, 1998. – 121 с.
3. http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.NOAA/.NCEP/.CPC/.GHCN_CAMS/.gridded/.deg0p5/
47