Тенденции межгодовой изменчивости характеристик в деятельном слое
Основные особенности пространственно-временного распределения температуры и солености исследуемой акватории кратко рассмотрены выше, в разделе «Гидрологическая характеристика. Общая характеристика района». В разделе «Интерактивные карты и схемы» представлены схемы распределения этих характеристик на различных горизонтах в слое 0-200 м в северной части Японского моря, построенные по многолетним данным для всех месяцев года.
К настоящему времени опубликовано большое число работ, посвященных анализу закономерностей и тенденций межгодовых изменений параметров состояния вод и обобщению имеющихся результатов многолетних исследований характеристик гидрологического режима Японского моря ([6-9] и др. из реферируемых в них списков). Полученные результаты показали, что межгодовые колебания достоверно проявляются на преобладающей части акватории моря.
В работе [7] для выявления вклада этих флуктуаций в суммарную изменчивость, а также аномальных периодов термического состояния вод моря использовался наиболее полный исторический массив данных наблюдений, который был подвергнут статистической обработке, позволившей выделить, классифицировать и оценить статистически значимые колебания межгодового масштаба в термическом режиме верхнего слоя моря.
В рамках принятой классификации, основанной на применении аппарата разложения полей по эмпирическим ортогональным функциям (ЭОФ), в деятельном слое
Японского моря в целом с 1950 по 2001 г. не наблюдалось аномально теплых и холодных в гидрологическом отношении зим. Вместе с тем, проведенный анализ позволил выделить следующие годы, относящиеся типам «нормальные», «холодные» и «теплые» (рис. 5).
Рисунок 5 – Нормальные, холодные и теплые годы по классификации [7]
В этой же работе впервые для Японского моря в целом представлены существенно различающиеся средние многолетние типовые распределения температуры и солености на горизонтах 30, 50 и 150 м для выделенных теплых и холодных лет для периода с февраля по август.
Проведенные расчеты показали, что статистически значимые
линейные тренды температуры присутствуют только в распределении временной составляющей третьей моды ЭОФ [7]. Эта компонента характеризует противофазность термических процессов в собственных водах Японского моря по отношению к тихоокеанским (ось юго-восток – северо-запад). Как следует из этих расчетов, в распределении временных коэффициентов разложения полей температуры по компонентам ЭОФ на горизонте 50 м для моря в целом прослеживается ряд
квазипериодических циклов – статически значимых колебаний. Для первой компоненты – 6- и 2-3-летние, для второй – 14-16- и 2-3-летние, для третьей - 14-16- , 4-5 и 2-3-летние. Т. е. преобладали колебания с периодами 14-16 и 2-3 лет.
Другой возможный подход для расчётов и количественной оценки межгодовой изменчивости гидрологических параметров реализован коллективом авторов при подготовке международного Климатического атласа морей северной части Тихого океана [8]. Он основан на использовании длительных временных серий глубоководных гидрологических наблюдений (температуры, солености и содержания растворенного кислорода), имеющихся в том или ином районе моря.
В этой работе для анализа временных серий по районам, хорошо обеспеченным данными многолетних наблюдений, применялся следующий алгоритм расчёта величин среднегодовых аномалий T, S, O2:
1) Для каждого отдельного района рассчитывалась средняя многолетняя величина T, S, O2 для каждого месяца на заданном горизонте.
2) Для каждого отдельного района, для каждого года и месяца рассчитывалась средняя величина T, S, O2 на том же горизонте.
3) Для каждого отдельного района, для каждого месяца каждого года рассчитывались аномалии T, S, O2 на том же горизонте.
4) Рассчитывалась средняя для района годовая величина аномалии T, S, O2.
Для обоснованного выбора районов и анализа пространственно-временного распределения и изменчивости океанографических параметров использованы данные глубоководных океанографических экспедиционных наблюдений. Информация была получена из всех доступных источников. Использованные данные наблюдений получены организациями России, США и Японии [8].
На рисунке 6 представлены два района Японского моря (1 и 2), для которых имеются достаточно длительные (более 50 лет) ряды непрерывных наблюдений и были рассчитаны временные серии T, S, O2. Район 2 отражает межгодовую изменчивость осенне-зимних процессов в деятельном слое собственных вод Японского моря и их взаимодействие с трансформированными тихоокеанскими водами у материкового склона южнее и восточнее залива Петра Великого.
Рисунок 6 - Районы для расчётов характеристик временных серий [8
Ниже в графическом виде представлены результаты расчетов средних годовых величин аномалий T, S, O2 для района 2 на горизонтах 0, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150 и 200 м. Эти кривые характеризуют цикличность и тенденции межгодовых изменений океанографических параметров исследуемого района верхнего слоя Японского моря. Интерпретация полученных результатов является задачей продолжающихся исследований.