CC BY
36
Таблица 2
Средние по западному и центральному меандрам аномалии положения СПФ в апреле-ноябре, мили
Table 2
Mean for April-November deflection of western and central meanders of North Polar front from climatic position, n.miles
г Западный меандр (131-132° в.д.) Центральный меандр (134-135° в.д.)
Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Нояб. Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Нояб.
Горизонт 0 м
1980 +21 -15 +3 -39 -3 -15
1981 +42 -66 -18 -45 0 -24 -72 +24
1982 -36 +9 -75 -57 +33 +36 -27 +3 -42 -15 -33 -6
1983 -45 -48 -42 +3 -9 -36
1984 +30 +24
1985 +6 +36 +30 +9 -42 +42 +30 +63 +45 + 18 +21 + 12
1986 -15 -72 -54 -9 -3 + 15 +45 +57 +9 -30 + 12 -18 +6 +45 + 15 -6
1987 +60 +54 +3 +24 +21 +9 +36 +33 -21 -30 -36 -21 +42 +45
1988 -15 + 15 +30 0 +6 +36 -6 +27 + 18 -6 + 18 +27
1989 +21 -3 +24 + 18 +42 +3 0 + 12 + 15 -39
1990 +6 -12 +24 +45 +24 +24
1991 + 18 +3 +30 + 15 +3 -21
1992 +30 + 12
1993 -33 + 15
1994 +36 -18
1995 -18 -12 -12 +6 -12 -3 -57 +24
1996 +24 -12 +30 -12 -3 +24
1997 +24 +9 -12 -18 -48 +36
1998 +33 +27 Горизонт 50 м + 18 -3
1980 +24 +30 -21
1981 -27 -27 + 12 -18 -18 -42 -24
1982 -18 -27 -3 + 18 -18 -12 -6
1983 -24 -54 -66 -12 +30 -3
1984
ствующих периодичностям от 2 до 20 лет). В спектрах изменчивости положения обоих меандров отмечены мощные низкочастотные колебания с периодом 7-10 лет, они и обусловили указанные тенденции к смещению СПФ к северу во второй половине 80-х гг. и в последние годы. Для СПФ на участке западного меандра характерны также колебания с периодом около 3-4 лет, особенно сильно проявляющиеся на поверхности моря, которые, в частности, обусловили отступления западного участка СПФ к югу в 1986 и 1990 гг., когда на центральном участке фронт находился севернее обычного. Однако главной причиной различий в положении СПФ на участках двух меандров является двухлетняя изменчивость, доминирующая на западном участке и менее выраженная на центральном, где она проявляется в основном в подповерхностном слое. В результате изменения в развитии западного меандра в соседние годы не всегда соответствовали изменениям положения СПФ на центральном участке, как это было в 1980 и 1987 гг., когда западный меандр резко усиливался.
-50
0 м а \ л/
v y
I о
1980
1995 ГОДЫ 2000
\ 50 м б гАг >1
\ V N
Рис. 3. Средние за апрель-сентябрь отклонения северного Полярного фронта от среднемноголетнего положения, осредненные для западного и центрального меандров, на поверхности моря (а) и на горизонте 50 м (б)
Fig. 3. Mean for April-Sep tem ber deflec tion of North Polar front from climatic position averaged for its western and central meanders at sea surface (a) and at 50 m horizon (б)
1985
1990
1995 ГОДЫ 2000
На фоне 7-10-летних и более короткопериодных циклик в изменчивости положения СПФ на западном участке выявлен значимый положительный тренд, более выраженный в подповерхностном слое моря, где он составляет 18 миль в десятилетие. Тренд указывает на постепенное усиление адвекции вод субтропического происхождения в потоке Восточно-Корейского течения, которое является причиной формирования западного меандра. На участке центрального меандра, предположительно связанного с топографическим вихрем над возвышенностью Ямато, обнаружены слабые не-
45
значимые тренды, причем разного знака: в поверхностном слое - положительный, в подповерхностном слое - отрицательный. По-видимому, говорить о длительных однонаправленных тенденциях смещения СПФ на центральном участке нет оснований.
1 Г 1 г 1981 / у
/V "1_ / -1 1 \ V Р С 1 1 1
1» 134 мь ш
Рис. 4. Примеры аномально южного (1981 г.) и аномально северного (1989 г.) положения северного Полярного фронта на поверхности моря в сентябре
Fig. 4. Examples of abnormal southern (1981) and abnormal northern (1989) position of North Polar front at sea surface in September
Долгопериодные изменения режима вод Японского моря с периодом, близким к 10 годам, ранее неоднократно обнаруживались при исследовании различных океанографических характеристик в разных частях моря. Исода (Isoda, 1994; Isoda, Korematsu, 1995) связывает такую изменчивость с изменениями расходов Цусимского течения. Судя по приве-
46
денным им сведениям об интенсивности течения (по разности уровней поперек Цусимского пролива), расход течения увеличивался в начале 70-х и в начале 80-х гг., во второй половине 80-х течение было ослаблено, а в начале 90-х наблюдалась тенденция к его усилению. Это абсолютно противоречит нашим выводам об усилении-ослаблении адвекции теплых вод в северо-западную часть моря, если судить по положению СПФ. Но и Исода (1994) также замечает, что увеличение расхода через Цусимский пролив, вопреки ожиданиям, приводит к понижению температуры поверхностного слоя в северной части Японского моря. Пытаясь разрешить это противоречие, Исода (1994) предположил, что изменчивость расходов Цусимского течения и термические условия в северной части Японского моря не связаны причинно-следственной связью, а являются следствиями перестроек атмосферной циркуляции над Тихим океаном, указав при этом, что механизмы этих связей пока не ясны.
По нашему мнению, эти механизмы могут иметь региональный масштаб. В ходе исследований короткопериодной изменчивости положения Полярного фронта в северо-западной части моря (2иепко е! а1., 1997) было выяснено, что в теплое полугодие при ослаблении летнего муссона примерно через 2 мес возникают положительные (на север) отклонения СПФ и ЮПФ от нормы и наоборот. Доминирующее в Японском море Цусимское течение, являясь в значительной степени баротропным, подвержено влиянию муссона и должно усиливаться при усилении летнего муссона, сопровождающегося ветрами южных румбов. Можно предположить, что при этом интенсифицируется весь циклонический круговорот вод деятельного слоя моря. Но ветвь круговорота в западной части моря направлена на юг и, следовательно, усиление круговорота должно приводить к ослаблению адвекции теплых вод в западной части моря (вопреки ее усилению в восточной части моря) и смещению Полярного фронта к югу, что и наблюдается с некоторым временным сдвигом.
В таком случае межгодовые колебания положения СПФ обусловлены межгодовыми изменениями атмосферной циркуляции над Японским морем. Такие изменения с периодом около 10 лет действительно наблюдаются в повторяемости типов атмосферной циркуляции, соответствующих разной степени интенсивности летнего муссона. Как отмечено С.Ю.Гле-бовой (1998), летом над акваторией Японского моря преобладают три типа синоптических ситуаций, из которых два сопровождаются сильными муссонными ветрами южных румбов, а один ("тип 1") - маловетреной солнечной погодой. Среди них тип 1 отличается наибольшей межгодовой изменчивостью повторяемости: в период с апреля по ноябрь он может наблюдаться на протяжении от 1 мес (в 1993 г.) до 5 (т.е. практически постоянно - в 1989 г.), причем повторяемость его была высокой во второй половине 80-х гг., затем уменьшилась в первой половине 90-х и вновь возросла в последние годы (рис. 5). Из сравнения рис. 3 и 5 можно видеть, что в период, когда летний муссон был ослаблен, СПФ занимал более северное положение, а в годы малой повторяемости маловетреной погоды - более южное. Наиболее хорошо эта связь прослеживается для центрального меандра: статистический анализ связи отклонений от нормы положения СПФ на поверхности моря на этом участке с повторяемостью синоптической ситуации типа 1 обнаружил прямую линейную синхронную связь с коэффициентом корреляции 0,73. Развитие западного меандра не столь строго соответствует синоптическим условиям, поскольку в значительной степени оно подвержено 3-447
летней изменчивости, которая не проявляется в спектре изменчивости повторяемости типа 1, однако общие тенденции межгодовых изменений положения СПФ на западном участке также соответствуют изменчивости синоптических условий. Положение фронта на подповерхностных горизонтах в обоих меандрах в целом оказалось менее зависимо от интенсивности летнего муссона, чем на поверхности моря.
„„„Д™
Рис. 5. Межгодовые изменения суммарной за апрель-ноябрь продолжительности действия синоптического типа 1 (по Глебовой, 1998)
Fig. 5. Year-to-year changes of summary duration of synoptic type 1 in periods from April till No-
1980 1985 1990 1995 2000 vember (after Глебова, 1998)
Годы
Изменчивость термических условий в центральной части Японского моря с периодами 3-4 и 2-3 года Исода (Isoda, 1994; Isoda, Korematsu, 1995) объясняет мезомасштабными вариациями Полярного фронта, проявляющимися в смещениях меандров и вихрей. Обнаружение такой изменчивости в положении западного меандра СПФ подтверждает это предположение. Исода (1994) указывает, что короткопериодные колебания температуры на поверхности северной части моря хорошо согласуются с изменениями интенсивности зимнего муссона, иначе говоря, после холодных зим СПФ должен смещаться к югу. Действительно, резкому отклонению СПФ на юг в западном меандре в 1986 г. предшествовал сильный зимний муссон, а в 1987 г. наблюдалась обратная ситуация, но, поскольку ряд индексов интенсивности муссона, приведенный в работе Исода, заканчивается 1988 г., нет возможности определить влияние зимнего муссона в другие годы, когда аномальное положение СПФ было связано с 3-4-летней или 2-летней изменчивостью. Также остается неясным механизм воздействия зимнего муссона на формирование и развитие западного меандра.
Исходя из полученных результатов о доминировании в межгодовой изменчивости положения СПФ в северо-западной части Японского моря низкочастотных циклик с периодом около 10 лет, можно сделать вывод, что на рубеже 20-21-го веков адвекция вод субтропического происхождения на северо-запад моря ослабеет. Вначале ослабеет западный меандр Полярного фронта, формируемый Восточно-Корейским течением, что явится следствием более короткопериодных процессов. Вместе с тем пока нет оснований ожидать прекращения наблюдаемого положительного тренда, поэтому даже в годы ожидаемого ослабления адвекции (начало первого десятилетия 21-го века) Полярный фронт, особенно в центральной части моря, будет находиться несколько севернее, чем в другие аналогичные периоды, например в начале 80-х гг.
Большая и кропотливая работа по формированию базы данных и ее использованию в целях этого исследования была выполнена с активным участием сотрудника ТИНРО-центра Ю.В.Новикова, за что автор выражает ему благодарность.
48
Литература
Глебова С.Ю. Сезонное и межгодовое развитие синоптических процессов над Японским морем // Изв. ТИНРО. - 1998. - Т. 123. - С. 251-261. Зуенко Ю.И. Элементы структуры вод Японского моря // Изв. ТИНРО.
- Т. 123. - 1998. - С. 262-290.
Зуенко Ю.И., Юрасов Г.И. Водные массы северо-западной части Японского моря // Метеорология и гидрология. - 1995. - № 8. - С. 50-57.
Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов.
- Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 296 с.
Isoda Y. Interannual SST variations to the north and south of the Polar front in the Japan Sea // La Mer. - 1994. - Vol. 32. - P. 285-293.
Isoda Y., Korematsu H. Interannual v ariations of w ater temperature, salinity and oxity vertical distributions in the Tsushima Current region // Umi to sora. -1995. - Vol. 71. - № 2. - P. 47-57.
Zuenko Yu.I. Seasonal shift of Polar front in the western part of the Japan Sea and its year-to-year variations //Proc. 4th CREAMS Workshop. - Vladivostok (Russia), 1996. - P. 89-93.
Zuenko Y., Glebova S., Nikitin A., Novikov Y. Polar front meandering and v ariability in the north-western J apan (East) Sea //Abst. East Sea Oceanography Conf. - Pusan (Korea), 1997. - P. 5-6.
Поступила в редакцию 26.04.99 г.
