Структура перемешанного слоя морей Лаптевых и Восточно-Сибирском

В поверхностном слое выделяется верхний распресненный слой толщиной  25—50 м, который располагается непосредственно под дрейфующими льдами. В летний период на акваториях, не покрытых льдом, этот слой начинается с поверхности моря.  В качестве нижней границы слоя принимается глубина залегания первого максимума градиента плотности (Morison and Smith, 1981).

В поверхностном слое развиваются интенсивные турбулентные и конвективные процессы, вследствие чего формируется однородное распределение температуры и солености от поверхности до нижней его границы. На рис. 8 приведены характерные профили температуры и солености для отдельных точек морей для зимнего и летнего сезонов.   

 

 

 

Рис. 8. Характерные профили температуры и солёности для отдельных точек в  морях Лаптевых и Восточно-Сибирском. Летний и зимний периоды.

 

Поскольку главным механизмом формирования однородности вертикальных распределений температуры и солености в этом слое являются процессы турбулентного перемешивания, то этот слой называют квазиоднородным, деятельным или перемешанным. В дальнейшем будем использовать термин перемешанный слой.

    Рассмотрим факторы, которые влияют на характеристики перемешанного слоя. Сверху это: передача импульса от движущегося ледового поля, положительное (отрицательное) поступление пресной воды в результате его таяния (образования), ветровое перемешивание и теплообмен с атмосферой (уменьшенный при наличии морского льда за счёт его изолирующего влияния). С водами же находящимися под перемешанным слоем происходит обмен количеством движения, а также массой, теплом и солью. Следует отметить, что работает и обратная связь, то есть перемешанный слой, в свою очередь, влияет на лёд, атмосферу и нижележащие (подстилающие) слои.

Главное отличие процессов взаимодействия атмосферы с перемешанным слоем в Арктике от подобных процессов в других океанических бассейнах заключается в присутствии льда.

 Во-первых, морской лёд может увеличить или уменьшить вклад ветра в циркуляцию верхнего слоя в зависимости от своей сплоченности. Если она мала, то ветровое воздействие в районах покрытых льдом получается больше чем в свободных ото льда областях за счёт того, что поверхность льда имеет больший коэффициент трения. Но если сплоченность велика, лишь малая толика энергии ветра передаётся поверхности океана, большая её часть поглощается льдом. В случае припайного льда, энергия ветра вообще не передаётся.

Во-вторых, таянье (образование) льда вызывает поступление (потерю) пресной воды в поверхностном слое в дополнение к речному стоку и осадкам (испарению). Изменение содержания пресной воды вызванное таянием и образованием льда, изменяет плотностную циркуляцию и очень важно в СЛО, где плотность определяется в основном солёностью. Таким образом, вклад ветрового воздействия и плотностной компоненты в циркуляцию поверхностного слоя СЛО не такой как в других океанических бассейнах.

В перемешанном слое температура и соленость воды претерпевают наибольшие изменения как от года к году, так и от сезона к сезону. Годовые амплитуды их велики и достигают в отдельных районах 10—12°С и 25psu. Ход сезонного изменения температуры и солено­сти поверхностных вод обусловлен положением морей в высоких широ­тах и гидрометеорологическими условиями. Интенсивная солнечная ра­диация в весенне-летний период приводит ктаянию льдов и нагреванию поверхностных вод. Обычно с июля температура воды повышается сна­чала медленно, а затем, по мере очищения моря от льдов, все более бы­стро. К концу августа она достигает максимума, а с середины сентября начинает падать. Соленость воды с началом таяния льдов понижается, причем наиболее быстро в период интенсивного поступления паводковых вод. В начале октября в среднем температура поверхностных вод пони­жается до температуры замерзания, а соленость, достигшая минимума в августе-сентябре, начинает увеличиваться вследствие ветрового пере­мешивания. С наступлением морозов поверхностные воды замерзают. В течение всей зимы происходят медленное выхолаживание и осолонение всей толщи воды, связанные с нарастанием льда. Температура воды подо льдом близка к температуре замерзания морской воды данной со­лености. Характерной особенностью моря Лаптевых является непрестанный вынос льдов и поверхностных вод в Арктический бассейн. На освобождающихся пространствах открытой воды происходит все новое и новое ледообразование.

Солёность верхнего перемешанного слоя понижена и изменяется в зависимости от географического положе­ния от 29,00 до 33,5psu.  В зимний период происходит охлаждение перемешанного слоя и увеличение солености за счет выделения солей при ледообразовании. Температура воды перемешанного слоя в это время близка к температуре замерзания воды при данной солености. Вследствие развития зимней вертикальной конвекции, которая обус­ловлена процессами ледообразования, происходит заглубление перемешанного слоя до 50, а в отдельных районах   до 100 м. В летний период происходит повышение температуры слоя и его распреснение за счет таяния льда, а в морях также за счет поступления речных вод.  В этот период происходит обмеление слоя, толщина его уменьшается до 25 м, а вблизи устьевых областей толщина перемешанного слоя  — до 7- 10 м.  

            Большие пространственные изменения распределения солёности связаны с речным стоком, образованием (таяньем) льда и в меньшей степени осадками и испарением. Напротив устьев основных рек вдоль Евразийского и Американского континентов наблюдаются крупномасштабные языки распреснённых вод. В свою очередь приток солёных вод из Северо-Европейского Бассейна (СЕБ) образует язык солёных вод.

   Изменение температуры и солёности перемешанного слоя в пространстве и во времени изучены недостаточно в связи с удалённостью и труднодоступностью Арктики, что затрудняет выполнение оценки климатической изменчивости (Holland, 1996).

 

 

Be the first to comment on "Структура перемешанного слоя морей Лаптевых и Восточно-Сибирском"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*