Изучены прибрежные захваченные бароклинные волны Кельвина в Охотском море
19 октября 2026 г.
Исследователи проанализировали низкочастотные волновые процессы у юго-восточного побережья острова Сахалин, в заливе Мордвинова. Работа выполнена на основе многомесячных рядов наблюдений температуры морской воды и колебаний уровня моря в 2015–2025 годах. Результаты опубликованы в Russian Journal of Earth Sciences.
Работу провели Д. П. Ковалёв1, А. А. Куркин2 и П. Д. Ковалёв1 (1Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2Нижегородский государственный технический университет).
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН проводит исследования поверхностных и внутренних (бароклинных) волновых процессов в прибрежной зоне Сахалина. Наблюдения выполняются с использованием автономных донных регистраторов давления и температуры, а также метеорологической станции. Наборы данных позволяют анализировать как баротропную, так и бароклинную изменчивость. Это необходимо для понимания динамики прибрежного океана и решения прикладных задач, таких как обеспечение безопасности судоходства.
Долгопериодная изменчивость температуры морской воды, связанная с бароклинными волнами, представляет особый интерес. Эти процессы являются неотъемлемой составляющей динамики стратифицированных бассейнов и вносят вклад в крупномасштабную океаническую циркуляцию.
Залив Мордвинова, расположенный вдоль юго-восточного побережья острова Сахалин, представляет собой прибрежный бассейн, геометрическая конфигурация и гидрографические условия которого потенциально благоприятны для формирования бароклинных прибрежных захваченных волн.
Целью нового исследования стало выявление устойчивых сезонных и межгодовых закономерностей низкочастотной изменчивости температуры морской воды в заливе Мордвинова, определение их временных масштабов и интерпретация наблюдаемых процессов в терминах ветрового возбуждения прибрежных бароклинных волн.
Полевые наблюдения проводились с использованием донных регистраторов волнения (АРВ-14К), измеряющих придонные колебания гидростатического давления и температуру морской воды. Одновременные данные об атмосферном давлении и скорости ветра поступили с метеостанции Vantage Pro2™. В ходе полевых экспериментов были получены многомесячные записи колебаний уровня моря и температуры морской воды. Использование корреляционного анализа позволило количественно оценить степень согласованности сезонной и внутрисезонной структуры изменчивости температуры в разные годы.
В результате был выявлен выраженный сезонный контраст в амплитуде температурных колебаний. В осенне-зимний период вариации температуры обычно не превышают 2 °C, тогда как в весенне-летний сезон развиваются крупноамплитудные колебания, возрастающие по мере прогрева воды и достигающие ~7 °C. Межгодовое сравнение временных рядов выявило высокую степень воспроизводимости временной структуры колебаний, что указывает на общий механизм генерации.
Спектральный анализ выявил набор устойчивых пиков в диапазоне периодов 3–43 суток. Они повторялись в разные годы и частично совпадали с характерными периодами изменчивости атмосферного давления и ветра. Совокупность наблюдаемых периодов, их сезонное проявление в стратифицированных условиях и соответствие пространственных масштабов бассейна первому бароклинному радиусу деформации Россби подтверждают интерпретацию температурных колебаний как проявлений прибрежных захваченных бароклинных волн Кельвина.
Анализ данных 2025 года показал, что южные ветры преобладают с середины апреля до конца августа, что совпадает с периодом усиленной бароклинной изменчивости температуры. Расчёт абсолютного значения передаточной функции для пар временных рядов «ветер – уровень моря» и «ветер – температура» подтвердил более эффективную передачу энергии от ветра к бароклинным колебаниям в весенне-летний сезон. Это указывает на ведущую роль южных ветров в генерации наблюдаемого режима.
Дополнительный анализ спутниковых данных о концентрации морского льда показал, что разрушение сезонного ледяного покрова происходит к концу марта – началу апреля, за несколько недель до начала крупноамплитудных колебаний. Это указывает на то, что ледовые процессы играют второстепенную роль и не могут объяснить наблюдаемую низкочастотную изменчивость.
Метки: ДВО РАН, RJES, ИМГиГ ДВО РАН, водные ресурсы