Структура крупномасштабной циркуляции антарктических вод

• Автор: Тараканов, Роман Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 279 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АТЛАНТИКА И ЮЖНЫЙ ОКЕАН. КРАТКИЙ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

1.1. Циркуляция в Южном океане и в приполярных районах Северной Атлантики

1.2. Фронтальные зоны и фронты Южного океана

1.3. Глубинные и донные водные массы Атлантики

1.3.1. Механизмы образования глубинных и придонных вод Мирового океана

1.3.2. Классификации глубинных и донных водных масс в Атлантике

1.4. Распространение антарктических вод в придонном слое Атлантики

ГЛАВА 2. СТРУИ И ФРОНТЫ ЮЖНОГО ОКЕАНА

2.1. Южные струи Антарктического циркумполярного течения в юго-восточной части Тихого океана
2.1.1. Данные и методы
2.1.2. Южные струи АЦТ поданным климатологии VOCE
2.1.3. Струи АЦТ в юго-восточной части Тихого океана на разрезах VOCE
2.1.4. Временная изменчивость критериев определения южных струй АЦТ
2.1.5. Выводы
2.2. Тонкая термохалинная структура струй Антарктического циркумполярного течения в центральной части пролива Дрейка по данным съемки в октябре-ноябре 2008 г
2.2.1. Данные и методы
2.2.2. Струи АЦТ по данным гидрофизической съемки 2008 г
2.2.3. Выводы
2.3. Структура струй и фронтов к югу от Африки по данным спутниковой альтиметрии и гидрофизического разреза 8Ш)2 в декабре 2009 г
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Данные
2.3.3. Структура струй и фронтов на разрезе 8Я
2.3.4. Статистический анализ данных альтиметрии
2.3.5. Струи АЦТ по данным разреза и по данным альтиметрии
2.3.6. Выводы

ГЛАВА 3. МОРЕ СКОТИЯ И ПРОЛИВ ДРЕЙКА КАК ОРОГРАФИЧЕСКИЙ БАРЬЕР ДЛЯ АНТАРКТИЧЕСКОГО ЦИРКУМПОЛЯРНОГО ТЕЧЕНИЯ
3.1. Топография моря Скотия и пролива Дрейка. Водные массы и пути их распространения. Данные
3.1.1. Топография (орография) района
3.1.2. Пространственная структура АЦТ. Струи и фронты
3.1.3. Придонные водные массы
3.1.4. Постановка задачи. Данные
3.2. О глубине распространения Антарктического циркумполярного течения
в проливе Дрейка
3.2.1. О квазинулевом переносе абиссальных вод
3.2.2. Трансформация Циркумполярной донной воды от юго-восточной части Тихого океана к западной части моря Скотия
3.2.3. Роль порогов Феникс, Шеклтона и Норт-Скотия в формировании орографического барьера для вод АЦТ
3.2.4. О циркумполярном переносе глубинных вод
3.2.5. Выводы
3.3. Глубинная вода моря Уэдделла в море Скотия и проливе Дрейка
3.3.1. Области распространения Верхней и Нижней УГВ в море Скотия и проливе Дрейка
3.3.2. УГВ в море Скотия
3.3.3. УГВ в Южно-Шетландском желобе
3.3.4. УГВ к западу от хребта Хиро
3.3.5. Количественные характеристики УГВ в море Скотия и проливе Дрейка
3.3.6. Выводы
3.4. Циркумполярная донная вода в море Скотия и проливе Дрейка
3.4.1. Хребты Шеклтона и Хиро как частично проницаемые барьеры
для слоя ЦЦВ
3.4.2. Водообмен через хребет Шеклтона в слое ЦЦВ
3.4.3. ЦДВ в бассейне Феникс
3.4.4. ЦДВ в море Скотия
3.4.5. ЦДВ к северу от моря Скотия
3.4.6. Количественные характеристики ЦДВ
3.4.7. Теплая глубинная вода
3.4.8. Выводы

ГЛАВА 4. АБИССАЛЬНЫЕ КАНАЛЫ АТЛАНТИКИ
4.1. Поток Глубинной воды моря Уэдделла в канале Вима
4.1.1. Постановка задачи. Данные
4.1.2. Пути распространения УГВ в канале Вима
4.1.3. Пути распространения УГВ на выходе из канала Вима
4.1.4. Выводы
4.2. Поток Антарктической донной воды в западной части разлома Романш
4.2.1. Постановка задачи. Данные
4.2.2. Измерения рельефа дна на входе в разлом Романш
4.2.3. Температура и соленость на входе в разлом Романш
4.2.4. Глубоководный водопад на входе в разлом Романш
4.2.5. Поток Антарктической донной воды на входе в разлом Романш
4.2.6. Перемешивание на входе в разлом Романш
4.2.7. Выводы
4.3. Антарктическая донная вода в проходе Кейн
4.3.1. Данные
4.3.2. Рельеф дна в проходе Кейн
4.3.3. Разрезы в проходе Кейн
4.3.4. Заякоренный буй в проходе Кейн
4.3.5. Выводы
4.4. Поток Антарктической донной воды через проходы в Восточно-Азорском хребте (37° с.ш.) в Восточной Атлантике
4.4.1. Проход Дискавери
4.4.2. Западный проход
4.4.3. Поток Антарктической донной воды в Западном проходе по данным измерений 2013 г
4.4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.3. Глубинные и донные водные массы Атлантики
1.3.1. Механизмы образования глубинных и придонных вод Мирового океана
Как уже указывалось во Введении, глубинные и придонные воды Мирового океана формируются главным образом в высоких широтах Южного океана и Северной Атлантики. Существует два основных механизма формирования этих вод - глубокая зимняя конвекция открытого океана и конвекция на шельфовом склоне. В первом случае опускание вод происходит непосредственно из поверхностного слоя океана за счет экстремального охлаждения и осолонения вследствие ледообразования и связанного с этим увеличения плотности [Coachman, Aagaard, 1974; Schmitz, 1993; Koltermann et al., 1999; Добролюбов, Фалина, 2002; Dye et al., 2007; Сарафанов и др., 2009]. Во втором случае уплотнению (охлаждению почти до точки замерзания) и осолонению подвергаются воды на шельфе. При этом в Антарктике осолонение происходит не только за счет ледообразования на поверхности, но и под шельфовыми ледниками (напр., [Patterson, Whitworth, 1990]). Эти очень холодные и плотные шельфовые воды опускаются затем по материковому склону, по пути смешиваясь с менее плотными окружающими (как глубинными, так и поверхностными!) водами. Образующиеся в результате этого смешения воды достигают горизонта своей плотности в открытом океане, а наиболее плотные из них — ложа океана [Foster, Carmack, 1976; Baines, Condie, 1998]. Отметим, что описанный процесс не является в полной мере опусканием вод с поверхности в глубину океана. В этом случае существенную роль играет уплотнение глубинных и поверхностных вод за счет смешения с шельфовыми водами (напр., [Foster, Carmack, 1976; Orsi et al., 2002]). Только поверхностные и шельфовые воды собственно и вступают в контакт с атмосферой.
В Северной Атлантике и Северо-Европейском бассейне опускание вод из поверхностного слоя в глубину океана осуществляется, в основном, в результате глубокой зимней конвекции в открытом океане и локализуется в Гренландском море и в морях Лабрадор и Ирмингера (рис. 1.1.1). Как уже указывалось во введении, интенсивность этого опускания составляет 14-18 Св. В Арктике на долю склоновой конвекции с вовлечением экстремально холодных шельфовых вод приходится несопоставимо меньшая величина - не более 0.1 Св [Smethie et al., 1988]. Наиболее холодные и плотные воды, формирующиеся в Гренландском море, в силу топографической изолированности Северо-Европейского бассейна от Атлантического океана достигают ложа океана почти исключительно в самом Северном Ледовитом океане. Следы перетока этих вод на юг через пороги в районе Исландии, отделяющие Северный Ледовитый океан от