Russian Journal of Earth Sciences

1681-1208

89770

10.2205/2025es001008

mnfqxv

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ORIGINAL ARTICLES

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Features of Eddy Generation in the Barents Sea Under Conditions of the Polar Front Weakening

Особенности вихреобразования в Баренцевом море в условиях ослабления Полярного фронта

https://orcid.org/0000-0001-7246-9885

Петренко

Лариса Алексеевна

Petrenko

Larisa Alekseevna

larcpetr@gmail.com

https://orcid.org/0000-0001-6378-8956

Козлов

Игорь Евгеньевич

Kozlov

Igor E

https://orcid.org/0000-0002-2089-158X

Коник

Александр Александрович

Konik

Aleksandr Aleksandrovich

Морской Гидрофизический Институт РАН Sevastopol’ Россия Marine Hydrophysical Institute RAS Sevastopol’ Russian Federation

Морской гидрофизический институт РАН Россия Marine Hydrophysical Institute of Russian Academy of Science Russian Federation

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН Россия P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences Russian Federation

07 10 2025

25 5

ES5010

16 10 2024 20 03 2025

https://rjes.ru/en/nauka/article/89770/view

Проведено исследование вихреобразования в северной части Баренцева моря по данным спутниковой радиолокации в условиях полного отсутствия льда и ослабленного Полярного температурного фронта в июле 2022 г. На основе анализа 89 спутниковых радиолокационных изображений (РЛИ) было выявлено 598 вихревых образований на свободной ото льда воде. 432 вихря имели циклонический тип вращения (72%), 166 – антициклонический (28%). Проанализировано влияние Полярного температурного фронта, ветровых условий, приливно-отливных течений и изменчивости рельефа дна на генерацию вихрей. Получено, что основной причиной вихреобразования в Баренцевом море является неустойчивость течений, возникающая в результате их взаимодействия с особенностями рельефа дна.

A study of eddy generation in the northern Barents Sea was conducted using satellite radar data in conditions of a complete absence of ice and a weakened Polar Temperature Front in July 2022. Based on the analysis of 89 satellite radar images, 598 eddy formations were identified in ice-free water. 432 eddies had a cyclonic rotation type (72%), 166 had an anticyclonic rotation type (28%). The influence of the Polar Temperature Front, wind conditions, tidal currents and bottom relief variability on eddy generation was analyzed. It was found that the main cause of eddy formation in the Barents Sea is the instability of currents resulting from their interaction with bottom relief features.

Баренцево море вихреобразование Полярный фронт ветер приливноотливные течения рельеф дна

Barents Sea eddy generation Polar Front wind tidal currents bottom relief

Работа выполнена в рамках государственного задания Морского гидрофизического института Российской академии наук (МГИ РАН) по теме № FNNN-2024- 0017, анализ фронтальных зон проведён по теме государственного задания Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН) № FMWF-2024- 0028.

The work was carried out within the framework of the state assignment of the Marine Hydrophysical Institute of the Russian Academy of Sciences (MHI RAS) on topic No. FNNN-2024-0017, the analysis of frontal zones was carried out on the topic of the state assignment of the P. P. Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences (IO RAS) No. FMWF-2024-0028.

Иванов В. В., Алексеев В. А., Алексеева Т. А. и др. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследование Земли из космоса. — 2013. — № 4. — С. 50—65. — https://doi.org/10.7868/S0205961413040076.

Adlandsvik B. Wind-driven variations in the Atlantic inflow to the Barents Sea // ICES C.M./C. — 1989. — Vol. 18. — P. 1–13.

Ившин В. А., Трофимов А. Г. и Титов О. В. Изменчивость термических фронтальных зон Баренцева моря за период 1960-2018 гг. // Труды ВНИРО. — 2020. — Т. 180. — С. 60—71. — https://doi.org/10.36038/2307-3497-2020-180-60-71.

Adlandsvik B. and Loeng H. A study of the climatic system in the Barents Sea // Polar Research. — 1991. — Vol. 10, no. 1. — P. 45–50. — https://doi.org/10.3402/polar.v10i1.6726.

Коник А. А., Козлов И. Е., Зимин А. В. и др. Спутниковые наблюдения вихрей и фронтальных зон Баренцева моря в годы с различной ледовитостью // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2020. — Т. 17, № 5. — С. 191—201. — https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-5-191-201.

Atadzhanova O. A., Kozlov I. E. and Konik A. A. Eddies over Spitsbergen Bank in the Barents Sea from Year-Round Sentinel-1 SAR Observations // Preprints.org. — 2024. — https://doi.org/10.20944/preprints202405.0235.v1.

Костяной А. Г., Лебедев И. А., Новиков В. Б. и др. О вихреобразовании в Полярной фронтальной зоне Баренцева моря // Труды Арктического и антарктического научно-исследовательского института. — 1992. — Т. 426. — С. 19—32.

Atadzhanova O. A. and Zimin A. V. Analysis of the characteristics of the submesoscale eddy manifestations in the Barents, the Kara and the White Seas using satellite data // Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika. — 2019. — Vol. 12, no. 3. — P. 36–45. — https://doi.org/10.7868/S2073667319030055.

Матишов Г. Г. Рельеф, морфотектоника и основные черты развития шельфа Баренцева моря // Океанология. — 1977. — Т. 17, № 3. — С. 490—496. — EDN: XCRPLV.

Atadzhanova O. A., Zimin A. V., Romanenkov D. A., et al. Satellite Radar Observations of Small Eddies in the White, Barents and Kara Seas // Physical Oceanography. — 2017. — No. 2. — P. 75–83. — https://doi.org/10.22449/1573-160x-2017-2-75-83.

Обзор гидрометеорологических процессов в Северной полярной области. 2022 / под ред. А. С. Макарова. — СПб. : ААНИИ, 2023. — С. 79.

Atadzhanova O. A., Zimin A. V., Svergun E. I., et al. Submesoscale Eddy Structures and Frontal Dynamics in the Barents Sea // Physical Oceanography. — 2018. — Vol. 25, no. 3. — P. 220–228. — https://doi.org/10.22449/1573-160x-2018-3-220-228.

Ожигин В. К., Ившин В. А., Трофимов А. Г. и др. Воды Баренцева моря: структура, циркуляция, изменчивость. — Мурманск : ПИНРО, 2016. — 216 с.

Barton B. I., Lenn Y.-D. and Lique C. Observed Atlantification of the Barents Sea Causes the Polar Front to Limit the Expansion of Winter Sea Ice // Journal of Physical Oceanography. — 2018. — Vol. 48, no. 8. — P. 1849–1866. — https://doi.org/10.1175/jpo-d-18-0003.1.

Петренко Л. А. и Козлов И. Е. Мезомасштабные и субмезомасштабные особенности динамики вод вблизи архипелага Шпицберген // Материалы XXI Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (г. Москва, 13–17 ноября 2023 г.) — М. : ИКИ РАН, 2023. — С. 239. — https://doi.org/10.21046/21DZZconf-2023a.

Feltham D., Tsamados M., Petty A., et al. Processes controlling surface, bottom and lateral melt of Arctic sea ice in a state of the art sea ice model // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. — 2015. — Vol. 373, no. 2052. — P. 20140167. — https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0167.

Писарев С. В. Обзор гидрологических условий Баренцева моря // Система Баренцева моря. — М. : ГЕОС, 2021. — С. 153—166. — https://doi.org/10.29006/978-5-6045110-0-8/(13).

Harris C. L. Water mass distribution and Polar Front structure in the Southwestern Barents Sea. — Massachusetts Institute of Technology, Woods Hole Oceanographic Institution, 1996. — P. 106. — https://doi.org/10.1575/1912/5724.

10.

Юлин А. В., Вязигина Н. А. и Егорова Е. С. Межгодовая и сезонная изменчивость площади льдов в Северном Ледовитом океане по данным спутниковых наблюдений // Российская Арктика. — 2019. — № 7. — С. 28—40. — https://doi.org/10.24411/2658-4255-2019-10073.

Harris C. L., Plueddemann A. J. and Gawarkiewicz G. G. Water mass distribution and polar front structure in the western Barents Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1998. — Vol. 103, no. C2. — P. 2905–2917. — https://doi.org/10.1029/97jc02790.

11.

Adlandsvik B. Wind-driven variations in the Atlantic inflow to the Barents Sea // ICES C.M./C. — 1989. — Vol. 18. — P. 1–13.

Heukamp F. O., Aue L., Wang Q., et al. Cyclones modulate the control of the North Atlantic Oscillation on transports into the Barents Sea // Communications Earth & Environment. — 2023. — Vol. 4, no. 1. — P. 1–11. — https://doi.org/10.1038/s43247-023-00985-1.

12.

Adlandsvik B. and Loeng H. A study of the climatic system in the Barents Sea // Polar Research. — 1991. — Vol. 10, no. 1. — P. 45–50. — https://doi.org/10.3402/polar.v10i1.6726.

Howard L. S. and Padman L. Arc2kmTM: Arctic 2 kilometer Tide Model, 2021. — 2021. — https://doi.org/10.18739/A2PV6B79W.

13.

Ingvaldsen R. B. Width of the North Cape Current and location of the Polar Front in the western Barents Sea // Geophysical Research Letters. — 2005. — Vol. 32, no. 16. — P. L16603. — https://doi.org/10.1029/2005gl023440.

14.

Ivanov V. V., Alekseev V. A., Alekseeva T. A., et al. Does Arctic Ocean Ice Cover Become Seasonal? // Issledovanie Zemli Iz Kosmosa. — 2013. — No. 4. — P. 50–65. — https://doi.org/10.7868/S0205961413040076. — (In Russian).

15.

Ivshin V. A., Trofimov A. G. and Titov O. V. Barents Sea thermal frontal zones in 1960-2017: variability, weakening, shifting // ICES Journal of Marine Science. — 2019. — Vol. 76, Supplement_1. — P. i3–i9. — https://doi.org/10.1093/icesjms/fsz159.

16.

Ivshin V. A., Trofimov A. G. and Titov O. V. Barents Sea thermal frontal zones variability in 1960-2018 // Trudy VNIRO. — 2020. — Vol. 180. — P. 60–71. — https://doi.org/10.36038/2307-3497-2020-180-60-71. — (In Russian).

17.

Johannessen O. M. and Foster L. A. A note on the topographically controlled Oceanic Polar Front in the Barents Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1978. — Vol. 83, no. C9. — P. 4567–4571. — https://doi.org/10.1029/jc083ic09p04567.

18.

Konik A. A. and Atadzhanova O. A. Variability of Decadal Horizontal Thermohaline Gradients on the Surface of the Barents Sea during Summer Season in 1993-2022 // Physical Oceanography. — 2024. — Vol. 31, no. 1. — P. 46–58. — EDN: QMQSWW.

19.

Konik A. A., Kozlov I. E., Zimin A. V., et al. Satellite observations of eddies and frontal zones in the Barents Sea during years of different ice cover properties // Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. — 2020. — Vol. 17, no. 5. — P. 191–201. — https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-5-191-201. — (In Russian).

20.

Kostiainoi A. G., Lebedev I. A., Novikov V. B., et al. On Eddy Formation in the Polar Frontal Zone of the Barents Sea // Trudy AARI. — 1992. — Vol. 426. — P. 19–32. — (In Russian).

21.

Kowalik Z. and Proshutinsky A. Yu. Topographic enhancement of tidal motion in the western Barents Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1995. — Vol. 100, no. C2. — P. 2613–2637. — https://doi.org/10.1029/94jc02838.

22.

Howard L. S. and Padman L. Arc2kmTM: Arctic 2 kilometer Tide Model, 2021. — 2021. — https://doi.org/10.18739/A2PV6B79W.

Kozlov I. E., Artamonova A. V., Manucharyan G. E., et al. Eddies in the Western Arctic Ocean From Spaceborne SAR Observations Over Open Ocean and Marginal Ice Zones // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2019. — Vol. 124, no. 9. — P. 6601–6616. — https://doi.org/10.1029/2019jc015113.

23.

Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea // Polar Research. — 1991. — Vol. 10, no. 1. — P. 5–18. — https://doi.org/10.3402/polar.v10i1.6723.

24.

Matishov G. G. Relief, Morphotectonics and Principal Features of the Barents Sea Shelf Development // OKeanologiya. — 1977. — Vol. 17, no. 3. — P. 490–496. — EDN: XCRPLV ; (in Russian).

25.

Morozov A. N., Pavlov V. K., Pavlova O. A., et al. Polar Frontal Zone of the Barents Sea Western Trough Based on the Direct Measurements in 2007 // Physical Oceanography. — 2017. — No. 2. — P. 36–50. — https://doi.org/10.22449/1573-160x-2017-2-36-50.

26.

Ozhigin V. K., Ivshin V. A., Trofimov A. G., et al. The Barents Sea Water: structure, circulation, variability. — Murmansk : PINRO, 2016. — 216 p. — (In Russian).

27.

Parsons A. R., Bourke R. H., Muench R. D., et al. The Barents Sea Polar Front in summer // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1996. — Vol. 101, no. C6. — P. 14201–14221. — https://doi.org/10.1029/96jc00119.

28.

Petrenko L. A. and Kozlov I. E. Mesoscale and Submesoscale Features of Water Dynamics near the Svalbard Archipelago // Proceedings of the XXI International Conference "Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space" (Moscow, November 13-17, 2023). — M. : Space Research Institute of RAS, 2023a. — P. 239. — https://doi.org/10.21046/21DZZconf-2023a. — (In Russian).

29.

Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea // Polar Research. — 1991. — Vol. 10, no. 1. — P. 5–18. — https://doi.org/10.3402/polar.v10i1.6723.

Petrenko L. A. and Kozlov I. E. Variability of the Marginal Ice Zone and Eddy Generation in Fram Strait and near Svalbard in Summer Based on Satellite Radar Observations // Physical Oceanography. — 2023b. — Vol. 30, no. 5. — P. 594–611. — EDN: QZZVDD.

30.

Pisarev S. V. Review of the Barents sea hydrological conditions // The Barents Sea System. — M. : GEOS, 2021. — P. 153–166. — https://doi.org/10.29006/978-5-6045110-0-8/(13). — (In Russian).

31.

Review of Hydrometeorological Processes in the North Polar Region. 2022 / ed. by A. S. Makarov. — St. Petersburg : AARI, 2023. — P. 79. — (In Russian).

32.

Petrenko L. A. and Kozlov I. E. Variability of the Marginal Ice Zone and Eddy Generation in Fram Strait and near Svalbard in Summer Based on Satellite Radar Observations // Physical Oceanography. — 2023. — Vol. 30, no. 5. — P. 594–611. — EDN: QZZVDD.

Robinson I. S. Tidal vorticity and residual circulation // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. — 1981. — Vol. 28, no. 3. — P. 195–212. — https://doi.org/10.1016/0198-0149(81)90062-5.

33.

Yulin A. V., Vyazigina N. A. and Egorova E. S. Interannual and Seasonal Variability of Arctic Sea Ice Extent According to Satellite Observations // Russian Arctic. — 2019. — No. 7. — P. 28–40. — https://doi.org/10.24411/2658-4255-2019-10073. — (In Russian).

34.

Zimmerman J. T. F. Topographic generation of residual circulation by oscillatory (tidal) currents // Geophysical & Astrophysical Fluid Dynamics. — 1978. — Vol. 11, no. 1. — P. 35–47. — https://doi.org/10.1080/03091927808242650.