Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 93051 10.2205/2025es001029 affcru ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Generation and Evolution of Eddies Under the Influence of the Tide Behind the Capes of Hopen Island in the Barents Sea Генерация и эволюция вихрей под влиянием прилива за мысами острова Надежды в Баренцевом море https://orcid.org/0000-0001-6820-0533 Атаджанова Оксана Алишеровна Atadzhanova Oksana Alisherovna oksanam07@list.ru https://orcid.org/0000-0001-6378-8956 Козлов Игорь Евгеньевич Kozlov Igor Evgenevich https://orcid.org/0000-0003-1662-6385 Зимин Алексей Вадимович Zimin Aleksey Vadimovich https://orcid.org/0000-0002-2089-158X Коник Александр Александрович Konik Aleksandr Aleksandrovich https://orcid.org/0000-0001-7856-623X Медведева Алеся Викторовна Medvedeva Alesia Viktorovna Suomi-NPP@mail.ru Морской Гидрофизический Институт РАН Sevastopol’ Россия Marine Hydrophysical Institute RAS Sevastopol’ Russian Federation Морской гидрофизический институт Российской академии наук Russian Academy of Sciences Sea Hydrophysical Institute Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН Россия P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН Россия P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences Russian Federation Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Морской гидрофизический институт РАН» Севастополь Россия Federal State Budget Scientific Institution Federal Research Centre «Marine Hydrophysical Institute of RAS» Sevastopol Russian Federation 30 12 2025 30 12 2025 25 6 ES6018 10 01 2025 19 06 2025 https://rjes.ru/en/nauka/article/93051/view

Работа посвящена исследованию особенностей генерации и эволюции вихрей вблизи острова Надежды в Баренцевом море. В период с января по декабрь 2018 года на основе анализа спутниковых радиолокационных изображений и данных оптических сканеров высокого пространственного разрешения было зарегистрировано 385 поверхностных проявлений вихревых структур вблизи острова Надежды. Из общего количества проявлений около 2/3 наблюдалось в холодный период года, когда в районе исследования наблюдался ледяной покров. Средний диаметр вихрей составил 4,5 км при общем диапазоне 0,3–17,3 км. При этом неоднократно встречались вихревые диполи. Вихри регистрировались в течение всего года, основная причина их генерации – обтекание приливными течениями мысов острова Надежды. Показано, что изменение направления приливного потока определяет знак вращения вихревой структуры и направление её движения. В зимний период вихревая динамика существенно влияет на ледовые условия вблизи острова, что приводит к смене положения кромки льда и формированию полыней в течение нескольких часов. В тёплый период года вихри отчётливо проявляются в данных оптических сканеров. Наличие последовательных спутниковых измерений позволяет проследить их эволюцию на малых пространственно-временных масштабах. Анализ спутниковых данных позволяет утверждать, что акватория вблизи острова Надежды является одним из ключевых районов интенсивного вихреобразования на шельфе Баренцева моря.

This study investigates the generation and evolution of eddies near Hopen Island in the Barents Sea. Based on high-resolution satellite radar imagery and optical scanner data, 385 surface manifestations of eddy structures were identified between January and December 2018. Approximately two-thirds of these manifestations were observed during the cold season, coinciding with the presence of sea ice in the study region. The average eddy diameter was 4.5 km, ranging from 0.3 to 17.3 km. The eddies were detected year-round, and dipole eddies were frequently observed. The primary mechanism driving their generation is the interaction of tidal currents with the capes of Hopen Island. Notably, the direction of tidal flow determined both the rotational sense of the eddy structures and their trajectories. Eddy dynamics exerted significant influence on ice conditions during winter, altering the position of the ice edge and inducing polynya formation within hours. During the warm season, eddies were particularly conspicuous in high-resolution optical scanner imagery. The availability of consistent satellite measurements enabled detailed tracking of eddy evolution across fine spatial and temporal scales. The analysis highlights that the area around Hopen Island is a region of intense eddy generation on the Barents Sea shelf.

 океанские вихри остров Надежды Баренцево море дистанционное зондирование океана спутниковая радиолокация морской поверхности приливные течения спутниковый оптические сканер Арктика Ocean eddies marginal ice zone tidal currents polynya formation ocean remote sensing synthetic aperture radar optical scanners Hopen Island Barents Sea Arctic Ocean Работа выполнена в рамках государственного задания МГИ РАН № FNNN-2024-0017 «Комплексные исследования гидрофизических процессов в полярных районах Мирового океана на основе мультисенсорных дистанционных и контактных измерений». The work was carried out within the framework of the state assignment of MHI RAS No. FNNN-2024-0017 “Comprehensive studies of hydrophysical processes in the polar regions of the World Ocean based on multisensory remote and contact measurements”.

Гинзбург А. И. Нестационарные вихревые движения в океане // Океанология. — 1992. — Т. 32, № 6. — С. 997—1004. Ginzburg A. I. Nonstationary eddy motions in the ocean // Oceanology. — 1992. — Vol. 32, no. 6. — P. 997–1004. — (In Russian). Думанская О. И. Закономерности и особенности ледовых условий Баренцева моря во второй половине XX – начале XXI века // Система Баренцева моря. — М. : ГЕОС, 2021. — С. 179—194. — https://doi.org/10.29006/978-5-6045110-0-8/(15) Dumanskaya O. I. Regularities and features of ice conditions of the Barents Sea in the second half of XX – early XXI century // The Barents Sea system. — Moscow : GEOS, 2021. — P. 179–194. — https://doi.org/10.29006/978-5-6045110-0-8/(15) — (In Russian). Зимин А. В. Субприливные процессы и явления в Белом море. — М. : ГЕОС, 2018. — 220 с. Zimin A. V. Subtidal processes and phenomena in the White Sea. — Moscow : GEOS, 2018. — 220 p. — (In Russian). Каменкович В. М., Кошляков М. М. и Монин А. С. Синоптические вихри в океане. — Л. : Гидрометеоиздат, 1987. — 511 с. Kamenkovich V. M., Koshlyakov M. M. and Monin A. S. Synoptic vortices in the ocean. — Leningrad : Gidrometeoizdat, 1987. — 511 p. — (In Russian). Костяной А. Г., Гинзбург А. И., Лаврова О. Ю. и др. Дистанционное зондирование субмезомасштабных вихрей в морях России // Сборник трудов Международного симпозиума «Мезомасштабные и субмезомасштабные процессы в гидросфере и атмосфере». — М. : ИО РАН, 2018. — С. 184—187. — https://doi.org/10.29006/978-5-9901449-4-1-2018-52 Kostianoy A. G., Ginzburg A. I., Lavrova O. Yu., et al. Remote Sensing of Submesoscale eddies in Russian Seas // Proceedings of the International Symposium “Mesoscale and Submesoscale Processes in the Hydrosphere and Atmosphere” (MSP-2018), 30 October – 02 November 2018. — Moscow : Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences, 2018. — P. 184–187. — https://doi.org/10.29006/978-5-9901449-4-1-2018-52 — (In Russian). 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 // Preprint. — 2024. — https://doi.org/10.20944/preprints202405.0235.v1 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 // Preprint. — 2024. — https://doi.org/10.20944/preprints202405.0235.v1 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 // Fundamental and Applied Hydrophysics. — 2019. — Vol. 12, no. 3. — P. 36–45. — https://doi.org/10.7868/s2073667319030055 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 // Fundamental and Applied Hydrophysics. — 2019. — Vol. 12, no. 3. — P. 36–45. — https://doi.org/10.7868/s2073667319030055 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 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 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. — https://doi.org/10.22449/1573-160x-2018-3-220-228 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. — https://doi.org/10.22449/1573-160x-2018-3-220-228 Bashmachnikov I. L., Kozlov I. E., Petrenko L. A., et al. Eddies in the North Greenland Sea and Fram Strait From Satellite Altimetry, SAR and High-Resolution Model Data // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2020. — Vol. 125, no. 7. — https://doi.org/10.1029/2019jc015832 Bashmachnikov I. L., Kozlov I. E., Petrenko L. A., et al. Eddies in the North Greenland Sea and Fram Strait From Satellite Altimetry, SAR and High-Resolution Model Data // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2020. — Vol. 125, no. 7. — https://doi.org/10.1029/2019jc015832 Gade M., Byfield V., Ermakov S., et al. Slicks as Indicators for Marine Processes // Oceanography. — 2013. — Vol. 26, no. 2. — P. 138–149. — https://doi.org/10.5670/oceanog.2013.39 Gade M., Byfield V., Ermakov S., et al. Slicks as Indicators for Marine Processes // Oceanography. — 2013. — Vol. 26, no. 2. — P. 138–149. — https://doi.org/10.5670/oceanog.2013.39 Howard S. L. and Padman L. Arc2kmTM: Arctic 2 kilometer Tide Model, 2021. — 2021. — https://doi.org/10.18739/A22N4ZK5G Howard S. L. and Padman L. Arc2kmTM: Arctic 2 kilometer Tide Model, 2021. — 2021. — https://doi.org/10.18739/A22N4ZK5G Johannessen J. A., Johannessen O. M., Svendsen E., et al. Mesoscale eddies in the Fram Strait marginal ice zone during the 1983 and 1984 Marginal Ice Zone Experiments // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1987. — Vol. 92, no. C7. — P. 6754–6772. — https://doi.org/10.1029/jc092ic07p06754 Johannessen J. A., Johannessen O. M., Svendsen E., et al. Mesoscale eddies in the Fram Strait marginal ice zone during the 1983 and 1984 Marginal Ice Zone Experiments // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1987. — Vol. 92, no. C7. — P. 6754–6772. — https://doi.org/10.1029/jc092ic07p06754 Johannessen J. A., Shuchman R. A., Digranes G., et al. Coastal ocean fronts and eddies imaged with ERS 1 synthetic aperture radar // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1996. — Vol. 101, no. C3. — P. 6651–6667. — https://doi.org/10.1029/95jc02962 Johannessen J. A., Shuchman R. A., Digranes G., et al. Coastal ocean fronts and eddies imaged with ERS 1 synthetic aperture radar // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1996. — Vol. 101, no. C3. — P. 6651–6667. — https://doi.org/10.1029/95jc02962 Karimova S. S. Spiral eddies in the Baltic, Black and Caspian seas as seen by satellite radar data // Advances in Space Research. — 2012. — Vol. 50, no. 8. — P. 1107–1124. — https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.10.027 Karimova S. S. Spiral eddies in the Baltic, Black and Caspian seas as seen by satellite radar data // Advances in Space Research. — 2012. — Vol. 50, no. 8. — P. 1107–1124. — https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.10.027 Kowalik Z. and Marchenko A. Tidal Motion Enhancement on Spitsbergen Bank, Barents Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2023. — Vol. 128, no. 1. — https://doi.org/10.1029/2022jc018539 Kowalik Z. and Marchenko A. Tidal Motion Enhancement on Spitsbergen Bank, Barents Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2023. — Vol. 128, no. 1. — https://doi.org/10.1029/2022jc018539 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 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 Kozlov I. E. and Atadzhanova O. A. Eddies in the Marginal Ice Zone of Fram Strait and Svalbard from Spaceborne SAR Observations in Winter // Remote Sensing. — 2022. — Vol. 14, no. 1. — https://doi.org/10.3390/rs14010134 Kozlov I. E. and Atadzhanova O. A. Eddies in the Marginal Ice Zone of Fram Strait and Svalbard from Spaceborne SAR Observations in Winter // Remote Sensing. — 2022. — Vol. 14, no. 1. — https://doi.org/10.3390/rs14010134 Kozlov I. E., Plotnikov E. V. and Manucharyan G. E. Brief Communication: Mesoscale and submesoscale dynamics in the marginal ice zone from sequential synthetic aperture radar observations // The Cryosphere. — 2020. — Vol. 14, no. 9. — P. 2941–2947. — https://doi.org/10.5194/tc-14-2941-2020 Kozlov I. E., Plotnikov E. V. and Manucharyan G. E. Brief Communication: Mesoscale and submesoscale dynamics in the marginal ice zone from sequential synthetic aperture radar observations // The Cryosphere. — 2020. — Vol. 14, no. 9. — P. 2941–2947. — https://doi.org/10.5194/tc-14-2941-2020 Marchenko A. and Kowalik Z. Tidal Wave-Elliptic Island Interaction above the Critical Latitude // Journal of Physical Oceanography. — 2023. — Vol. 53, no. 3. — P. 683–698. — https://doi.org/10.1175/jpo-d-22-0018.1 Marchenko A. and Kowalik Z. Tidal Wave-Elliptic Island Interaction above the Critical Latitude // Journal of Physical Oceanography. — 2023. — Vol. 53, no. 3. — P. 683–698. — https://doi.org/10.1175/jpo-d-22-0018.1 Munk W., Armi L., Fischer K., et al. Spirals on the sea // Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. — 2000. — Vol. 456, no. 1997. — P. 1217–1280. — https://doi.org/10.1098/rspa.2000.0560 Munk W., Armi L., Fischer K., et al. Spirals on the sea // Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. — 2000. — Vol. 456, no. 1997. — P. 1217–1280. — https://doi.org/10.1098/rspa.2000.0560 Payandeh A. R., Washburn L., Emery B., et al. The Occurrence, Variability, and Potential Drivers of Submesoscale Eddies in the Southern California Bight Based on a Decade of High-Frequency Radar Observations // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2023. — Vol. 128, no. 10. — https://doi.org/10.1029/2023jc019914 Payandeh A. R., Washburn L., Emery B., et al. The Occurrence, Variability, and Potential Drivers of Submesoscale Eddies in the Southern California Bight Based on a Decade of High-Frequency Radar Observations // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2023. — Vol. 128, no. 10. — https://doi.org/10.1029/2023jc019914 Thomas L. N., Tandon A. and Mahadevan A. Submesoscale processes and dynamics // Ocean Modeling in an Eddying Regime. — 2008. — P. 17–38. — https://doi.org/10.1029/177gm04 Thomas L. N., Tandon A. and Mahadevan A. Submesoscale processes and dynamics // Ocean Modeling in an Eddying Regime. — 2008. — P. 17–38. — https://doi.org/10.1029/177gm04