Санкт-Петербургский государственный университет (инженер-исследователь)
Россия
Проводится сравнительная оценка вклада вихрей и других динамических структур в общую энергетику Лофотенской котловины. Основой исследования являются данные океанического реанализа GLORYS12V1 за 1993–2019 гг. Для области, ограниченной изобатой 3000 м, оценивается общая кинетическая и потенциальная энергия, а также соответствующий вклад в нее вихревой энергии. Для анализа применяется метод автоматической идентификации вихрей, позволяющий в выделенных областях получить оценки вихревой кинетической и потенциальной энергии. Установлено, что потенциальная энергия, как циклонов, так и антициклонов, в среднем в 2–3 раза превышает значения кинетической энергии, при этом для антициклонов значения энергии доминируют относительно энергии циклонов. Рассматривается межгодовая изменчивость и сезонный ход вихревой кинетической и потенциальной энергии. Сезонный ход выявил повышение обоих типов энергии в зимние месяцы. Установлено, что вклад вихрей в общую энергетику котловины невелик. Доля кинетической энергии вихрей составляет 7,3%, потенциальной энергии – 8,4%. Это означает, что основной вклад в энергетику котловины дают не мезомасштабные вихри, а другие динамические структуры – филаменты и фоновое течение.
Лофотенская котловина, мезомасштабные вихри, кинетическая и потенциальная энергия, филаменты, метод идентификации, GLORYS12V1
1. Artal, O., Sepúlveda, H. H., Mery, D., и Pieringer, C. (2019). Detecting and characterizing upwelling filaments in a numerical ocean model. Computers & Geosciences, 122, 25-34. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2018.10.005
2. Belonenko, T. V., Travkin, V. S., Koldunov, A. V., и Volkov, D. L. (2021). Topographic experiments over dynamical processes in the Norwegian Sea. Russian Journal of Earth Sciences, 21, ES1006. https://doi.org/10.2205/2020ES000747
3. Belonenko, T., Zinchenko, V., Gordeeva, S., и Raj, P. R. (2020). Evaluation of Heat and Salt Transports by Mesoscale Eddies in the Lofoten Basin. Russian Journal of Earth Sciences, 20, ES6011. https://doi.org/10.2205/2020ES000720
4. Dritschel, D. G. (1989). On the stabilization of a two-dimensional vortex trip by adverse hear. Journal of Fluid Mechanics, 206, 193-221.
5. Faghmous, J. H., Frenger, I., Yao, Y., Warmka, R., Lindell, A., & Kumar, V. (2015). A daily global mesoscale ocean eddy dataset from satellite altimetry. Scientific Data, 2, 150028. https://doi.org/10.1038/sdata.2015.28
6. Gordeeva, S., Zinchenko, V., Koldunov, A., Raj, P. R., & Belonenko, T. (2021). Statistical analysis of long-lived mesoscale eddies in the Lofoten Basin from satellite altimetry. Advances in Space Research, 68(2), 364-377. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.05.043
7. Kida, S. (1981). Motion of an Elliptic Vortex in a Uniform Shear Flow. Journal of the Physical Society of Japan, 50(10), 3517-3520. https://doi.org/10.1143/JPSJ.50.3517
8. McWilliams, J. C., Colas, F., & Molemaker, M. J. (2009). Cold filamentary intensification and oceanic surface convergence lines. Geophysical Research Letters, 36(18), L18602. https://doi.org/10.1029/2009GL039402
9. Raj, R. P., Chafik, L., Nilsen, J. E. Ø., Eldevik, T., и Halo, I. (2015). The Lofoten Vortex of the Nordic Seas. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 96, 1-14. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.dsr.2014.10.011
10. Raj, R. P., Halo, I., Chatterjee, S., Belonenko, T., Bakhoday-Paskyabi, M., Bashmachnikov, I., Fedorov, A., и Xie, J. (2020). Interaction Between Mesoscale Eddies and the Gyre Circulation in the Lofoten Basin. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(7), e2020JC016102. https://doi.org/10.1029/2020JC016102
11. Raj, R. P., Johannessen, J. A., Eldevik, T., Nilsen, J. E. Ø., и Halo, I. (2016). Quantifying mesoscale eddies in the Lofoten Basin. Journal of Geophysical Research: Oceans, 121(7), 4503-4521. https://doi.org/10.1002/2016JC011637
12. Travkin, V. S., иBelonenko, T. V. (2019). Seasonal variability of mesoscale eddies of the Lofoten Basin using satellite and model data. Russian Journal of Earth Sciences, 19(5), 1-10. https://doi.org/10.2205/2019es000676
13. Volkov, D. L., Belonenko, T. V., и Foux, V. R. (2013). Puzzling over the dynamics of the Lofoten Basin - a sub-Arctic hot spot of ocean variability. Geophysical Research Letters, 40(4), 738-743. https://doi.org/10.1002/grl.50126
14. Zhmur, V. V., Novoselova, E. V., и Belonenko, T. V. (2021). Peculiarities of Formation the of Density Field in Mesoscale Eddies of the Lofoten Basin: Part 1. Oceanology, 61(6), 830-838. https://doi.org/10.1134/S0001437021060333
15. Жмур, В. В. (2011). Мезомасштабные вихри океана (p. 289). ГЕОС.
16. Жмур, В. В., Новоселова, Е. В., и Белоненко, Т. В. (2021). Потенциальная завихренность в океане: подходы Эртеля и Россби с оценками для Лофотенского вихря. Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 57(6), 721-732. https://doi.org/10.31857/S0002351521050151
17. Жмур, В. В., Новоселова, Е. В., и Белоненко, Т. В. (2022). Особенности формирования поля плотности в мезомасштабных вихрях Лофотенской котловины. Часть 2. Океанология, 62(3), 341-356. https://doi.org/10.31857/S0030157422030170
18. Жмур, В. В., и Панкратов, К. К. (1990). Динамика мезомасштабного вихревого образования в поле течения крупного интенсивного вихря. Океанология, 30(2), 170-178.
19. Зинченко, В. А., Гордеева, С. М., Собко, Ю. В., и Белоненко, Т. В. (2019). Мезомасштабные вихри Лофотенской котловины по спутниковым данным. Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 12(3), 46-54. https://doi.org/10.7868/S2073667319030067
20. Сандалюк, Н. В., и Белоненко, Т. В. (2021). Сезонная изменчивость термохалинной структуры мезомасштабных вихрей в регионе Лофотенской котловины. Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 14(1), 15-30. https://doi.org/10.7868/S2073667321010020
21. Травкин, В. С., & Белоненко, Т. В. (2021). Исследование вихревой изменчивости в Лофотенской котловине на основе анализа доступной потенциальной и кинетической энергии. Морской гидрофизический журнал, 37(3), 318-332. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-3-318-332
