Новая статья в журнале Remote Sensing (Q1) по исследованию вихрей и их влиянию на таяние льда в прикромочной зоне пролива Фрама!

          На основе анализа спутниковых данных Envisat ASAR и Sentinel-1 за зимние периоды 2007 и 2018 гг. выполнено детальное определение характеристик вихревых структур и оценка их влияния на таяние льда в прикромочной ледовой зоне (ПЛЗ) прол. Фрама и вблизи арх. Шпицберген. Анализ 2039 РСА изображений позволил выделить 4619 поверхностных проявлений вихревых структур в ПЗЛ.
           При существенно отличных фоновых ледовых условиях в зимние периоды 2007 и 2018 гг. относительное количество вихрей, зарегистрированных на единицу площади ПЗЛ, было равным в оба года. Результаты анализа показали явное доминирование малых мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей в общей выборке. Диаметры вихрей варьировались в диапазоне 1-68 км со средним значением около 6 км для шельфовых районов и 12 км для глубоководных районов.
      Показано, что большинство вихрей образуется на кромке льда и на участках с концентрацией льда менее 20%. С увеличением фоновой концентрации льда наблюдается отчетливый рост средних диаметров вихрей. Циклонические вихри в среднем аккумулируют несколько большее количество льда (53%), чем антициклонические (48%).
      Впервые определена площадь дрейфующего льда, вовлеченного в «средний» вихрь, которая составила около 40 км2. На основе полученной спутниковой информации и исторических экспедиционных данных впервые сделана пространственная оценка горизонтального сокращения площади ледяного покрова в ПЛЗ за счет вихреобразования, составившая в среднем 0.2-0.5 км/день ± 0.02 км/день (Kozlov, Atadzhanova, RS 2022).
Все новости лаборатории >>>

     Данный сайт содержит информацию о результатах научных исследований, полученных группой молодых ученых из Морского гидрофизического института РАН совместно с коллегами из Института океанологии РАН им. П.П. Ширшова и Санкт-Петербургского государственного университета.
      Представленные на данном сайте результаты были получены в рамках грантов Российского научного фонда (РНФ) № 21-17-00278 «Динамические процессы в Арктике и их влияние на горизонтальный обмен и характеристики ледяного покрова по данным мульти-сенсорных измерений» и № 18-77-00082 «Динамика вихрей и внутренних волн в Арктике на основе измерений спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой нового поколения», а также проекта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) мол_а_вед «Мезо- и субмезомасштабная динамика верхнего слоя Северного Ледовитого океана: синтез спутниковых наблюдений, контактных измерений и результатов численного моделирования».
      Руководитель проектов - к.ф.-м.н., зав. Лаборатории морских полярных исследований ОДМИ МГИ Козлов И.Е.

Исследование вихревой динамики

Поля течений в прикромочной зоне

     На основе обработки и анализа квази-синхронных спутниковых измерений Sentinel-1 A/B в районе пролива Фрама рассчитываются поля горизонтальной скорости течений в прикромочной ледовой зоне (ПЛЗ). Для расчетов используется метод максимальной кросс-корреляции (МКК) или вариационной ассимиляции (ВА) данных (Kozlov, Plotnikov, SovrPrDZZK, 2020).
      Итоговые поля течений имеют пространственное разрешение ~100 м, что позволяет исследовать динамику ПЛЗ как в субмезомасштабном интервале пространственно-временной изменчивости, так и на больших масштабах (Kozlov et al., The Cryosphere, 2020).
      Итоговый спутниковый продукт строится и доступен на регулярной основе.
ПОЛЯ ТЕЧЕНИЙ В ПРОЛИВЕ ФРАМА >>

Мезомасштабные вихри по данным альтиметрии

   На основе автоматизированной обработки данных измерений спутниковых альтиметров для акватории морей Норвежского, Гренландского, Чукотского и Бофорта выполнена идентификация крупных мезомасштабных вихрей на участках открытой воды.
      Вихри выделялись по аномалиям уровня моря, полученным по ежедневным данным альтиметрии AVISO18 на сетке 0.25°×0.25° с 1993 по 2018 гг.
      В ходе анализа данных определялись координаты центров вихрей, их динамический радиус, орбитальная скорость, знак завихренности, траектория перемещения и время жизни.
      В акватории Норвежского и Гренландского морей выделено более 91 000 вихрей с равным количеством антициклонов и циклонов (Bashmachnikov et al., JGR 2020). Наибольшее количество вихрей наблюдалось в Лофотенской котловине и к югу от плато Воринг.
      Для акватории морей Чукотского и Бофорта выделено около 30 000 вихревых структур, среди них около 2300 составили индивидуальные вихри с примерно равным количеством циклонов и антициклонов, радиусами от 20 до 60 км и значениями орбитальной скорости около 0,05–0,4 м/с (Kubryakov et al., JGR 2021).

Экспедиционные исследования внутренних волн в Арктике

   На основе измерений, выполненных в ходе 58-ой экспедиции ПС «Академик Иоффе» в августе 2021 г., исследуются структура и динамика короткопериодных внутренних волн (КВВ) в проливе Карские Ворота.
      В ходе измерений термопрофилирующими косами, учащённых CTD- зондирований и съемки с беспилотного летательного аппарата (БПЛА) в проливе Карские Ворота был зарегистрирован цуг аномально высоких КВВ. Временная развертка выявила выраженные колебания изотермических поверхностей в слое 10-70 м высотой 30-40 м.
      Анализ синхронных и разнесенных в пространстве измерений позволил определить направление распространения и фазовую скорость наблюдаемых КВВ, составляющую около 1 м/с относительно судна.

          В августе-сентябре 2021 г. мы приняли участие в 58-ом рейсе ПС «Академик Иоффе» в Карское море в рамках совместного проекта «Плавучий университета» МФТИ и ИО РАН.
           Команда от МГИ составила костяк отряда Дистанционного зондирования, которым была выполнена серия комплексных измерений с помощью термокосы TPArctic (длиной 48 м), мультипараметрического зонда и дронов DJI Mavic 2 Pro и DJI Mavic Enterprise Dual в различных районах Карского моря, включая области открытой воды и прикромочной ледовой зоны.
      Экспедиция оказалась чрезвычайно важные результаты в области исследования внутренних волн большой амплитуды, вихревых структур и динамики прикромочной ледовой зоны. В настоящее время ведется обработка и анализ выполненных измерений и их подготовка в публикации.