ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СРЕДИЗЕМНОМОРСКИХ ВОД В АТЛАНТИЧЕСКОМ ОКЕАНЕ
Б. Н. Филюшкин, Д. Л. Алейник, Н. Г. Кожелупова
Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, E-mail: *****@***sio. rssi. ru
Средиземноморские воды (СМВ) на промежуточных горизонтах от 800 до 1300 м занимают значительную часть акватории Атлантического океана (около 21% площади океана). Они отличаются высокой температурой и соленостью, которые меняются соответственно от 38.0 епс и 14.5°С в месте их втекания в океан придонным течением через Гибралтарский пролив до 36.8 епс и 13°С в районе Кадисского залива, где СМВ выходят на глубины своего существования в Атлантическом океане. На периферии области распространения СМВ их соленость и температура составляют, соответственно, 35.1 епс и около 5°С. Обнаружение Своллоу в 1968 г. в районе Кадисского залива антициклонического внутритермоклинного вихря (линзы), заполненного средиземноморскими водами, и четко локализованной линзы СМВ в районе Саргассова моря в 1978 году, привело к пересмотру определения «средиземноморской промежуточной водной массы» в Атлантике. Исследования показали, что СМВ, существуя как климатическое явление, в то же время представляет собой двухкомпонентную систему: воды с типичными характеристиками СМВ насыщены большим числом линз, заполненных водами Средиземного моря, с более высокими значениями TS – индексов, заметно отличающихся от окружающих вод. Эта водная масса отличается крайне сложной трехмерной структурой термохалинных и динамических характеристик. Кроме квазинепрерывной «струйной» компоненты в переносе СМВ играет роль и дискретная - «линзовая» составляющая. На основе опубликованных данных наблюдений, полученных, в основном, в специализированных экспедициях Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН в 1980-90 гг, была сделана оценка масштабов пространственных неоднородностей [1].
При пересечении каньонов Кадисского залива возникает сток СМВ по дну каньонов и происходит их выброс на глубинах 800 – 1300 м. Отрыв объемов СМВ от основного потока, заметно отличающихся по солености и температуре от окружающих вод, происходит нерегулярно и неупорядоченно. Это приводит к формированию различных по масштабу дипольных систем с двумя разно вращающимися внутритермоклинными вихрями (линзами). Для линз, имеющих антициклоническое вращение, сила Кориолиса является стабилизирующим фактором, который препятствует распаду линзы и ограничивает ее геометрические размеры. Для циклонических линз эта сила является дестабилизирующим фактором, при котором толщина линз может заметно уменьшаться, а сами линзы разрушаться вблизи района их формирования. Этот процесс является основным механизмом обмена свойств линз с окружающими водами и формирования промежуточных СМВ в непосредственной близости от источника их поступления. Для линз характерно заметное отличие от фоновых условий для этих глубин по солености (~ 1 епс) и температуре (~ 4ºС). Линзы подобного типа наблюдаются на расстояниях до 3·10³ км от источника и имеют скорость перемещения ~ 1.0 – 1.4 мили/сутки. Именно такие линзы в литературе называют «meddy» (Mediterranean eddy), они доставляют основные объемы СМВ на периферию области и определяют масштабы термохалинных неоднородностей. Эти линзы представляют собой замкнутые эллипсовидные образования с горизонтальными осями от 40 до 100 км и вертикальными – от 0.4 до 0.9 км и объемами СМВ в них до 3500 км³. Среднее значение объема СМВ для 178 линз равно 1720 км³. Значения характеристик циклонических линз на порядок меньше (Рис. 1).
Рис. 1. Распределение солености (ед. пр. сол.) на разрезе через центр дипольных линз по данным съемки нис «Витязь». Пунктиром показаны изопикны условной плотности (σθ).
На рис.2 показано расположение станций с признаком наличия линзовых структур. Всего в настоящее время в каталоге Института океанологии РАН зафиксировано более 240 линз. На карте показано положение линзы, исследованной на «Мезополигоне» судами Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН (ее координаты 20° с. ш., 37° з. д.). Удаленная более чем на 3000 км от района своего образования линза сохранила свои размеры: большая ось достигала 80 км, по вертикали около 0.6 км, аномалии температуры и солености на глубине 1000 м достигали 4°С и 0.9 епс. При попадании долгоживущих линз в зоны со сложной структурой поля течений по глубине могут возникнуть условия для «боковой конвекции». В этом случае отдельные фрагменты частично разрушенных линз могут вырываться из материнской линзы струйными течениями и существовать самостоятельно совместно с вихрями фоновых вод приблизительно тех же масштабов. Это уже будут вихри (mini meddy) с горизонтальными масштабами 10 – 30 км и вертикальными порядка 50 – 100 м. При этом в слое 600 – 1200 м возникает сложная трехмерная мезоструктура СМВ [2].
В случае столкновения линз «meddy» с подводными возвышенностями или проливами между подводными горами происходит их частичное разрушение и заметно усложняется гидрофизическая структура окружающих вод. В экспедиции 1988 г. на нис «Витязь» было зафиксировано формирование двух дипольных систем: 6 – 26 июля по данным трех съемок было прослежено возникновение «грибовидной системы» в результате струйного затока СМВ в район, удаленный от основного потока на расстояние до 270 км в условиях глубокого океана (координаты центра системы двух линз 34º15' с. ш. и 11º з. д.); 11 – 24 августа в районе каньона Портимао было прослежено образование аналогичной системы из двух линз. Такая частота образования линз позволяет предположить, что в течение года только в пригибралтарском районе может образовываться до 15 линз. При этом следует иметь в виду, что в районе мыса Сан-Висенте также отмечается зона образования СМВ линз. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что формирование средних T, S – характеристик промежуточных вод и их пространственной неоднородности на глубинах 600 – 1300 м в восточной части северной Атлантики определяется различными механизмами разрушения СМВ линз и сложной системой взаимодействия со средним течением.
Рис. 2. Климатическое распределение солености S на глубине 1000 м
Схема расположения станций с признаками наличия линзовых структур.
Литература
1. Н., Л., Н. и др. Особенности формирования и распространения средиземноморской водной массы на промежуточных глубинах Атлантического океана. // В сб. статей «Водные массы океанов и морей», М. Изд.: «Макс Пресс», 2007, с. 92-129
2. Н., Л., М. и др. Динамическое разрушение средиземноморских линз в Атлантическом океане. // ДАН, 2002, т.387, №4, с.545-548
Основные порталы (построено редакторами)