с 01.01.2018 по настоящее время
Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук
Россия
сотрудник с 01.01.2011 по настоящее время
Санкт-Петербургский государственный университет
сотрудник с 01.01.2014 по настоящее время
Россия
сотрудник
Санкт-Петербургский государственный университет
Государственный океанографический институт имени Н. Н. Зубова
УДК 551.461 Общие вопросы. Зоны морей, их горизонтальное подразделение.Уровень моря
УДК 551.463 Морская вода. Физические свойства морской воды. Физика моря
УДК 551.46.0 Общие аспекты океанологии: теория, наблюдения, приборы. Прикладная океанология
УДК 551.468 Региональная океанология (региональная океанография) окраинных морей и их подразделений, прилегающих к суше
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
BISAC SCI SCIENCE
Основная цель работы – оценить возможности данных регионального реанализа NEMO 3,6 (Nucleus for European Modeling of the Ocean) для реалистичного описания стерических колебаний уровня Балтийского моря и исследовать с помощью этих данных пространственно-временную структуру, а также возможные причины современных изменений уровня моря, вызванных вариациями плотности воды, в диапазоне межгодовых и сезонных масштабов изменчивости. С помощью оценки различных статистических критериев точности проводится сравнение рядов стерических колебаний уровня, рассчитанных по контактным измерениям температуры и солёности на океанографических станциях и по данным регионального реанализа. Показано, что данные реанализа позволяют достаточно точно воспроизводить наблюдающиеся стерические колебания уровня Балтийского моря. Впервые исследованы пространственные изменения величин линейных трендов стерических колебаний, которые свидетельствуют, что в рассматриваемый период 1993–2020 гг. в открытой Балтике и на западе Финского залива происходит, в основном, понижение стерического уровня моря, вызванное осолонением глубинных и придонных вод, в то время как в Ботническом заливе стерический уровень растёт из-за распреснения поверхностных вод открытой Балтики, за счет которых, главным образом, происходит обновление водной массы Ботнического залива. Результаты гармонического анализа стерических колебаний уровня демонстрируют, что в диапазоне сезонной изменчивости преобладающий вклад в стерические колебания уровня оказывает годовая гармоника 𝑆a, амплитуда которой значительно превосходит амплитуды гармоник 𝑆sa, 𝑆ta и 𝑆qa. Основное влияние на сезонные стерические колебания уровня оказывает термостерическая компонента, и только на юго-западе моря отмечается существенное влияние галостерической компоненты. В рассматриваемый период в изменениях амплитуд гармоник 𝑆a, 𝑆sa, 𝑆ta и 𝑆qa в большинстве регионов Балтийского моря отмечаются положительные линейные тренды, однако на юго-западе открытой Балтики наблюдается уменьшение амплитуд всех четырёх гармоник сезонных стерических колебаний уровня. В Заключении на основе анализа и обобщения различной гидрометеорологической информации делается предположение, что выявленные современные региональные изменения стерических колебаний уровня Балтийского моря связаны с повышением температуры воздуха, увеличением атмосферных осадков, уменьшением интенсивности ветра над морем, распреснением верхнего квазиоднородного слоя и увеличением солёности глубинных и придонных вод Балтики из-за водообмена с осолоняющимися водами Северного моря.
уровень моря, стерические колебания, термостерическая компонента, галостерическая компонента, линейные тренды, гармонический анализ, сезонная изменчивость, составляющие пресного баланса
1. Белоненко Т. В., Колдунов А. В. Стерические колебания уровня в северо-западной части Тихого океана // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. - 2006. - № 3. - С. 81-88.
2. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том III Балтийское море. Выпуск I. Гидрометеорологические условия / под ред. Ф. С. Терзиев, В. А. Рожков, А. И. Смирнова. - Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1992. - С. 447.
3. Гордеева С. М., Малинин В. Н., Дрозд М. В. Современная изменчивость уровня и водного баланса Балтийского моря // Морские берега - эволюция, экология, экономика. Материалы XXIV Международной береговой конференции, посвященной 60-летию со дня основания Рабочей группы «Морские берега»: в 2 томах. - Краснодар : Издательский дом Юг, 2012. - С. 88-91. - DOI:https://doi.org/10.31519/conferencearticle_5b5ce38b9c90f6.81613295.
4. Захарчук Е. А., Литина Е. Н., Клеванцов Ю. П. и др. Нестационарность гидрометеорологических процессов Балтийского моря в условиях меняющегося климата // Труды ГОИН. - 2017a. - № 218. - С. 6-62.
5. Захарчук Е. А., Сухачев В. Н., Тихонова Н. А. Штормовые нагоны в Финском заливе Балтийского моря // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. - 2021. - Т. 66, № 4. - С. 781-805. - DOI:https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.408.
6. Захарчук Е. А., Сухачев В. Н., Тихонова Н. А. и др. Стационарное и нестационарное описание сезонной изменчивости уровня Балтийского моря по данным мареографических измерений // Морской гидрофизический журнал. - 2022. - Т. 38, № 6. - С. 655-678. - DOI:https://doi.org/10.22449/0233-7584-2022-6-655-678.
7. Захарчук Е. А., Сухачёв В. Н., Тихонова Н. А. Механизмы опасных подъёмов уровня моря в Финском заливе. - Санкт-Петербург : Издательство «Петербург XXI век», 2017b. - С. 152.
8. Литина Е. Н., Захарчук Е. А., Тихонова Н. А. Динамика гипоксийных зон в Балтийском море на рубеже XX и XXI веков // Водные ресурсы. - 2020. - Т. 47, № 3. - С. 322-329. - DOI:https://doi.org/10.31857/s0321059620030098.
9. Малинин В. Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. Учебник. - СПб : РГГМУ, 2008. - С. 408.
10. Малинин В. Н. Уровень океана: настоящее и будущее. - СПб : РГГМУ, 2012. - С. 260.
11. Провоторов П. П. Стерические колебания уровня моря // Колебания уровня в морях. - СПб : РГГМУ, 2003. - С. 129-138.
12. РД 52.27.759-2011. Руководящий документ. Наставление по службе прогнозов. Раздел 3. Часть III Служба морских гидрологических прогнозов. - Москва, 2011.
13. Ablain M., Meyssignac B., Zawadzki L., et al. Uncertainty in satellite estimates of global mean sea-level changes, trend and acceleration // Earth System Science Data. - 2019. - Vol. 11, no. 3. - P. 1189-1202. - DOI:https://doi.org/10.5194/essd-11-1189-2019.
14. Cazenave A., Meyssignac B., Palanisamy H. Global Sea Level Budget Assessment by World Climate Research Programme. - 2018.
15. Dee D. P., Uppala S. M., Simmons A. J., et al. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. - 2011. - Vol. 137, no. 656. - P. 553-597. - DOI:https://doi.org/10.1002/qj.828.
16. Durack P. J., Wijffels S. E., Gleckler P. J. Long-term sea-level change revisited: the role of salinity // Environmental Research Letters. - 2014. - Vol. 9, no. 11. - P. 114017. - DOI:https://doi.org/10.1088/1748-9326/9/11/114017.
17. European Union-Copernicus Marine Service. Baltic Sea Physics Reanalysis. - 2018. - DOI:https://doi.org/10.48670/MOI-00013. - URL: https://data.marine.copernicus.eu/product/BALTICSEA_MULTIYEAR_PHY_003_011/description.
18. Gill A. E., Niller P. P. The theory of the seasonal variability in the ocean // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. - 1973. - Vol. 20, no. 2. - P. 141-177. - DOI:https://doi.org/10.1016/0011-7471(73)90049-1.
19. Greatbatch R. J. A note on the representation of steric sea level in models that conserve volume rather than mass // Journal of Geophysical Research. - 1994. - Vol. 99. - P. 12767. - DOI:https://doi.org/10.1029/94jc00847.
20. Hordoir R., Axell L., Löptien U., et al. Influence of sea level rise on the dynamics of salt inflows in the Baltic Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. - 2015. - Vol. 120, no. 10. - P. 6653-6668. - DOI:https://doi.org/10.1002/2014jc010642.
21. Hughes S. L., Holliday N. P., Gaillard F. Variability in the ICES/NAFO region between 1950 and 2009: observations from the ICES Report on Ocean Climate // ICES Journal of Marine Science. - 2012. - Vol. 69, no. 5. - P. 706-719. - DOI:https://doi.org/10.1093/icesjms/fss044.
22. Jackett D. R., Mcdougall T. J. Minimal Adjustment of Hydrographic Profiles to Achieve Static Stability // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. - 1995. - Vol. 12, no. 2. - P. 381-389. - DOI:https://doi.org/10.1175/1520-0426(1995)0122.0.co;2.
23. Köhl A., Stammer D., Cornuelle B. Interannual to Decadal Changes in the ECCO Global Synthesis // Journal of Physical Oceanography. - 2007. - Vol. 37, no. 2. - P. 313-337. - DOI:https://doi.org/10.1175/jpo3014.1.
24. Lehmann A., Myrberg K., Post P., et al. Salinity dynamics of the Baltic Sea // Earth System Dynamics. - 2022. - Vol. 13, no. 1. - P. 373-392. - DOI:https://doi.org/10.5194/esd-13-373-2022.
25. Leppäranta M., Myrberg K. Physical Oceanography of the Baltic Sea. - Springer Berlin Heidelberg, 2009. - P. 378. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-540-79703-6.
26. Liblik T., Lips U. Stratification Has Strengthened in the Baltic Sea - An Analysis of 35 Years of Observational Data // Frontiers in Earth Science. - 2019. - Vol. 7. - DOI:https://doi.org/10.3389/feart.2019.00174.
27. Lisitzin E. The influence of water density variations on sea level in the Northern Baltic // The International Hydrographic Review. - 1959. - Vol. 36, no. 1. - P. 154-159.
28. Lisitzin E. Sea-Level Changes. - Amsterdam : Elsevier Science & Technology Books, 1974. - P. 285.
29. Marmefelt E., Omstedt A. Deep water properties in the Gulf of Bothnia // Continental Shelf Research. - 1993. - Vol. 13, no. 2/3. - P. 169-187. - DOI:https://doi.org/10.1016/0278-4343(93)90104-6.
30. Matthaus W. The history of investigation of salt water inflows into the Baltic Sea - from the early beginning to recent results // Marine Science Reports. - Rostock-Warnemuende, Germany : Baltic Sea Research Institute (IOW), 2006. - P. 73.
31. Meier H. E. M. Modeling the pathways and ages of inflowing salt- and freshwater in the Baltic Sea // Estuarine, Coastal and Shelf Science. - 2007. - Vol. 74, no. 4. - P. 610-627. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.ecss.2007.05.019.
32. Menéndez M., Woodworth P. L. Changes in extreme high water levels based on a quasi-global tide-gauge data set // Journal of Geophysical Research: Oceans. - 2010. - Vol. 115, no. C10. - DOI:https://doi.org/10.1029/2009jc005997.
33. Nerger L., Hiller W., Schröter J. A comparison of error subspace Kalman filters // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. - 2005. - Vol. 57, no. 5. - P. 715-735. - DOI:https://doi.org/10.3402/tellusa.v57i5.14732.
34. North Sea Region Climate Change Assessment / ed. by M. Quante, F. Colijn. - Springer International Publishing, 2016. - P. 573. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-39745-0.
35. Oppenheimer M., Glavovic B. C., Hinkel J., et al. Sea Level Rise and Implications for Low-Lying Islands, Coasts and Communities // The Ocean and Cryosphere in a Changing Climate. - Cambridge University Press, 2022. - P. 321-446. - DOI:https://doi.org/10.1017/9781009157964.006.
36. Passaro M., Müller F. L., Oelsmann J., et al. Absolute Baltic Sea Level Trends in the Satellite Altimetry Era: A Revisit // Frontiers in Marine Science. - 2021. - Vol. 8. - DOI:https://doi.org/10.3389/fmars.2021.647607.
37. Pemberton P., Löptien U., Hordoir R., et al. Sea-ice evaluation of NEMO-Nordic 1.0: a NEMO-LIM3.6-based ocean-sea-ice model setup for the North Sea and Baltic Sea // Geoscientific Model Development. - 2017. - Vol. 10, no. 8. - P. 3105-3123. - DOI:https://doi.org/10.5194/gmd-10-3105-2017.
38. Placke M., Meier H. E. M., Gr¨awe U. и др. Long-Term Mean Circulation of the Baltic Sea as Represented by Various Ocean Circulation Models // Frontiers in Marine Science. - 2018. - Т. 5. - DOI:https://doi.org/10.3389/fmars.2018.00287. - URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2018.00287.
39. Plag H.-P., Tsimplis M. N. Temporal variability of the seasonal sea-level cycle in the North Sea and Baltic Sea in relation to climate variability // Global and Planetary Change. - 1999. - Vol. 20, no. 2/3. - P. 173-203. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0921-8181(98)00069-1.
40. Pugh D. Tides, Surges and Mean Sea Level: A Handbook for Engineers and Scientists. - John Wiley & Sons, Chichester, 1987. - 472 с.
41. Schrum C., Hubner U., Jacob D., et al. A coupled atmosphere/ice/ocean model for the North Sea and the Baltic Sea // Climate Dynamics. - 2003. - Vol. 21, no. 2. - P. 131-151. - DOI:https://doi.org/10.1007/s00382-003-0322-8.
42. Stammer D., Cazenave A., Ponte R. M., et al. Causes for Contemporary Regional Sea Level Changes // Annual Review of Marine Science. - 2013. - Vol. 5, no. 1. - P. 21-46. - DOI:https://doi.org/10.1146/annurev-marine-121211-172406.
43. Storto A., Bonaduce A., Feng X., et al. Steric Sea Level Changes from Ocean Reanalyses at Global and Regional Scales // Water. - 2019. - Vol. 11, no. 10. - P. 1987. - DOI:https://doi.org/10.3390/w11101987.
44. Understanding sea-level rise and variability / ed. by J. A. Church, P. L. Woodworth, T. Aarup, et al. - Wiley, 2010. - P. 456. - DOI:https://doi.org/10.1002/9781444323276.
45. Vitousek S., Barnard P. L., Fletcher C. H., et al. Doubling of coastal flooding frequency within decades due to sea-level rise // Scientific Reports. - 2017. - Vol. 7, no. 1. - DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-017-01362-7.
46. Voinov G. N. Tides and Tidal streams // Polar Seas Oceanography. An integrated case study of the Kara Sea / ed. by V. A. Volkov, O. M. Johannessen, V. E. Borodachov, et al. - Chichester, UK: Praxis Publishing, 2002. - P. 147-214.
47. WCRP Global Sea Level Budget Group. Global sea-level budget 1993-present // Earth System Science Data. - 2018. - Vol. 10, no. 3. - P. 1551-1590. - DOI:https://doi.org/10.5194/essd-10-1551-2018.
48. Weisse R., Dailidien˙e I., Hünicke B., et al. Sea level dynamics and coastal erosion in the Baltic Sea region // Earth System Dynamics. - 2021. - Vol. 12, no. 3. - P. 871-898. - DOI:https://doi.org/10.5194/esd-12-871-2021.
49. Zakharchuk E. A., Sukhachev V. N., Tikhonova N. A., et al. Seasonal fluctuations in Baltic sea level determined from satellite altimetry // Continental Shelf Research. - 2022. - Vol. 249. - P. 104863. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104863.
