Институт Океанологии РАН
Физика океана, морская геология, морская биология, морская техника
English | Russian
Главная arrow Лаборатории физического направления arrow Лаборатория морских течений
Лаборатория морских течений Печать E-mail
Зав. лабораторией - д.ф-м.н. Жмур Владимир Владимирович.

Лаборатория морских течений, основанная в 1988 г., находится в ряду нескольких лабораторий ИО РАН, развивающих исследования океана по направлениям, заложенным еще в 1940-1960-х гг. выдающимся физиком-океанологом, одним из основоположников ИО РАН профессором В.Б. Штокманом.

С 1988 по 2005 год Лабораторией заведовал прямой ученик В.Б. Штокмана профессор М.Н. Кошляков, заслуженный деятель науки России, один из авторов открытия синоптических вихрей открытого океана - события, кардинально изменившего представления океанологов о структуре и динамике океанской циркуляции, лауреат премии им. адмирала С.О. Макарова за исследования океанских вихрей. С 2005 года лабораторию возглавляет профессор В.В. Жмур

профессор М.Н. Кошляков
профессор В.В. Жмур

Практически сразу после основания Лаборатории главным объектом ее исследований стал Южный океан (Антарктика), его течения, фронты, водные массы, льды, тепловое взаимодействие с атмосферой. В 1992 г. в рамках беспрецедентной по размаху работ международной программы WOCE (World Ocean Circulation Experiment) Лаборатория провела крупную экспедицию в Антарктике, приведшую к открытию тихоокеанской ячейки Глобального океанского конвейера - вертикального компонента океанской циркуляции, связывающего течения в верхнем слое океана и абиссали.

Сотрудники Лаборатории

  • Романов Юрий Александрович, доктор географических наук, ведущий научный сотрудник - Список публикаций 

В числе главных достижений Лаборатории следует выделить:

  • расчеты течений в морях Росса, Амундсена и Беллинсгаузена, выполненные путем математического моделирования течений с широким усвоением данных океанографических и метеорологических наблюдений;
  • разработку оригинальной методики определения границ между водными массами океана и исчерпывающее исследование ареалов распространения и физико-химических свойств водных масс тихоокеанского сектора Южного океана;
  • создание оригинальной концепции формирования промежуточного слоя антарктической воды в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах вследствие отрыва и затухания циклонических вихрей Субантарктического фронта, подтверждение концепции путем математического моделирования этого процесса и анализа спутниковых карт уровня поверхности океана;
  • увеличить
    исследование межгодовой и сезонной изменчивости в количестве и распространении айсбергов во всех секторах Антарктики и доказательство связи этой изменчивости с явлением Эль-Ниньо;
  • расчеты течений в проливе Дрейка, разделяющем Южную Америку и Антарктиду, по данным выполненных ИО РАН современных экспедиционных исследований и обнаружение системы ранее неизвестных абиссальных течений, приуроченных к глубоководным проходам в рельефе дна океана.
    (Рис.) Течения через пролив Дрейка в ноябре 2007 г. (М.Н. Кошляков, С.В. Гладышев, Р.Ю. Тараканов). Слева Антарктида, справа Южная Америка. Красным цветом показано течение на северо-восток, синим - на юго-запад. Скорость течения в см/с. Наверху показаны места измерения течения по всей глубине океана. Внизу дан общий расход воды через пролив.

Последние десять лет в лаборатории изучаются придонные гравитационные течения на наклонном дне. Построена теория взвесенесущих придонных потоков в широком диапазоне скоростей течений с учетом вовлечения в движение донных осадков и окружающей жидкости. Выявлены условия возникновения катастрофически сильных придонных взвесенесущих течений, схожих со снежными горными лавинами.

В последние годы в тесном сотрудничестве со специалистами АО ИОРАН Лаборатория активно занимается изучением динамики вод и термохалинного режима Балтийского моря. В научной работе Лаборатории принимают участие студенты базовой кафедры «термогидромеханики океана» Московского физико-технического института (зав. кафедрой профессор Жмур В.В. ).

Важнейшие результаты исследований Лаборатории за 2003 - 2007 гг.

Выполнено исследование течений в проливе Дрейка (Антарктика) по данным разрезов через пролив, выполненных НИС «Академик Сергей Вавилов» в декабре 2003г. и НИС «Академик Иоффе» в ноябре 2005г., в сочетании с данными спутниковых альтиметрических измерений поверхности океана. Получен ряд новых важных результатов (рук. работ - проф. Жмур В.В., исп. - проф. Кошляков М.Н., Тараканов А.Ю., д.ф-м.н. Морозов Е.Г., Лисина И.И.), главными из которых являются следующие:

  • Подтверждена трехструйная структура Антарктического циркумполярного течения и получены высокие значения (в среднем 148∙106 м3/с в 2003г. и 158∙106 м3/с в 2005г.) суммарного расхода этого течения
  • Обнаружены не известные ранее глубинные течения преимущественно западного направления, приуроченные к глубоководным проходам в рельефе дна океана, несущие в своем поле Антарктическую и Циркумполярную донные воды и характеризующиеся скоростями порядка 5-10 см/с и расходами от 3 до 10∙106 м3/с.

увеличить
Рассчитанные сотрудниками лаборатории абсолютные геострофические течения в проливе Дрейка 8-14 ноября 2005 г. (19 рейс «Академик Иоффе»).
Показано распределение нормальной к разрезу через пролив Дрейка составляющей скорости геострофического течения (см/с), полученное путем коррекции динамического метода по данным спутниковых альтиметрических наблюдений. Даны расходы (106 м3/c) по элементам и суммарный расход (внизу); отрицательные значения на запад, положительные на восток. СкАФ, ЮПФ и САФ - Склоновый антарктический, Южный полярный и Субантарктический фронты. Наверху даны положения и номера CTD-станций. Цифрами в кружках показаны элементы структуры течения:

  • 1 - Южное антарктическое течение;
  • 2 - Южное полярное течение;
  • 3 - Южная ветвь Субантарктического течения;
  • 4 - Северная ветвь Субантарктического течения;
  • 5 - Склоновое антарктическое течение;
  • 6 - Огненноземельское склоновое течение;
  • 7 - Глубинное течение на 60°30'ю.ш.;
  • 8 - Глубинное течение на 59°-59°30'ю.ш.;
  • 9 - Глубинное течение на 58°-58°30'ю.ш.;
  • 10 - Глубинное течение на 57°-57°30'ю.ш.;
  • 11 - Глубинное течение на 56°30'-57°ю.ш.;
  • 12 - Циклонический вихрь на 59°-59°30'ю.ш.;
  • 13 - Антициклонический вихрь на 56°30'-57°ю.ш.;
  • 14 - Циклонический вихрь на 56°-56°30'ю.ш.

Проведено исследование течений в проливе Дрейка посредством вариационного усвоения данных гидрофизических разрезов через пролив, выполненных в 2003 и 2005 гг., а также спутниковых альтиметрических и других данных, в новейшей нестационарной и нелинейной модели океанской циркуляции. Систематическое изучение течений в проливе Дрейка, соединяющем Тихий и Атлантический океаны, имеет принципиальное значение для продвижения в понимании физической природы изменчивости океанской циркуляции и ее влияния на изменчивость климата Земли. Получены новые важные результаты, включая выявление западного течения над склоном Антарктиды и объяснение его происхождения. По результатам анализа данных 2005 г. обнаружена сильная межгодовая изменчивость течений в проливе, в основном связанная с меандрированием и вихреобразованием в поле струй Антарктического циркумполярного течения. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего исследования течений в проливе Дрейка путем выполнения ежегодных разрезов через пролив. (Лаб. морских течений, рук. работ – проф. Кошляков М.Н.).

На основе анализа данных программы WOCE (World Ocean Circulation Experiment) и климатических гидрофизических данных были исследованы ареалы формирования и распространения и физико-химические свойства промежуточных вод в тихоокеанском секторе Южного океана. В ходе этого исследования была использована разработанная в Лаборатории оригинальная методика определения границ между водными массами. В результате впервые был выделен Северный субантарктический фронт, ограничивающий с севера Субантарктическую модовую воду (СААМВ) в верхнем слое океана; построены схемы циркуляции Антарктической промежуточной воды (ААПрВ) и СААМВ; сформулирована оригинальная концепция трансформации верхнего слоя ААПрВ в юго-восточной части Тихого океана вследствие межгодовой изменчивости интенсивности зимней конвекции в этой части океана. (Лаб. морских течений, рук.работ - профессор Кошляков М.Н.).

В рамках темы «Южный океан» по исследованию межгодовых изменений антарктических айсбергов были исследованы структуры современного климата. В результате обработки всех данных, собранных для атлантико-индоокеанского сектора Антарктики, обнаружено, что в годы Эль-Ниньо резко усиливается вынос айсбергов через пролив Дрейка из Тихого океана в Атлантической и здесь в это время образуется обширная положительная аномалия их сплоченности. (Лаб. морских течений, рук. работ - профессор Кошляков М.Н.).

Сформулирована и развита концепция формирования Антарктической промежуточной воды (ААПрВ) вследствие фрикционного затухания циклонических вихрей Субантарктического фронта (СААФ), образующихся в результате отрыва циклонических меандров этого фронта. Создана численная модель этого явления и произведен расчет по модели, иллюстрирующий процесс опускания, вследствие затухания вихря, воды пониженной солености из поверхностного слоя океана в промежуточный слой с одновременным изопикническим смешением воды вихря с окружающей водой. В предположении, что коэффициент диапикнического перемешивания ААПрВ с выше- и нижележащими водами составляет 0,1 см2/с, десяти циклонических вихрей, образующихся в течение года на тихоокеанском участке СААФ, оказывается достаточными для поддержания постоянного солезапаса ААПрВ в Тихом океане. Эта оценка согласуется с данными спутниковых алтиметрических наблюдений. (Рук. работ - проф. Кошляков М.Н., Голивец С.В.).

Посредством детального анализа многолетних данных спутниковых альтиметрических наблюдений получено экспериментальное подтверждение сформулированной ранее теоретической концепции образования Антарктической промежуточной воды (ААПрВ) вследствие отрыва и дальнейшего затухания циклонических вихрей Субантарктического фронта. Указанный механизм обеспечивает формирование ААПрВ приблизительно на 70%. (Рук. работ - профессор Кошляков М.Н.).

 
См.также по теме
Нет публикаций по теме
Российская академия наук
Почтовая система Ocean Институт Океанологии РАН Проект OceanDB