Типовые поля напряжения и завихренности ветра над Японским морем и прилегающими районами суши

ГЛАВНАЯ Исходные данные Типизация полей Результаты анализа Литература График повторяемости ситуаций Типовые поля

1. Исходные данные

Типовые поля напряжения и завихренности ветра получены на основе данных мониторинга в районе Японского моря. Использовались срочные (4 срока наблюдений в сутки) поля зональной и меридиональной компонент скорости ветра за период 1998-2006 гг. в области 34°-53°с.ш., 127°-143°в.д. Это данные реанализа NCEP/NCAR, подготовленные для проекта дистанционного зондирования океана в оптическом диапазоне (Ancillary data for the SeaWifS Project) и свободно доступные в Интернете (ftp://oceans.gsfc.nasa.gov/METOZ/). Они характеризуются повышенным, по сравнению со стандартным продуктом, пространственным разрешением (1° x 1°). Полный массив исходных данных размещен на DVD «Мониторинг полей ветра над Японским морем и прилегающими районами суши», который доступен в ТОИ по запросу пользователей. Этот диск является восьмым томом серии информационных продуктов ТОИ ДВО РАН под общим названием: "Информационные ресурсы ТОИ. Океанография".

2. Типизация полей

С помощью разложения на комплексные эмпирические ортогональные функции выявлены основные моды изменчивости ветра в районе Японского моря, определяющие генеральное направление переноса воздушных масс в каждый момент времени (срок наблюдений), зонально-меридиональную модуляцию, а также циклоническую (Ц) и антициклоническую (АЦ) вихревую составляющую ветра. На этой основе проведена объективная классификация полей ветра по преобладающему направлению переноса и получены типовые поля касательного напряжения и завихренности ветра для всех месяцев года. Важность их оценки определяется тем обстоятельством, что завихренность ветра, генерирующая вертикальную скорость экмановской подкачки на нижней границе экмановского слоя, является одним из основных факторов, определяющих морские течения: Ц (АЦ) вихрь порождает восходящие (нисходящие) движения и усиливает Ц (АЦ) циркуляцию вод.

3. Результаты анализа

Установлено, что в относительно стабильных метеорологических условиях зимнего муссона преобладают северо-западные (СЗ) ветра (ситуация СЗ-1; повторяемость 30-55%); с меньшей повторяемостью получены также ситуации с северным (ситуация С; повторяемость 15-30%) или западным (ситуация З-1; повторяемость 10-20%) направлениями ветра. В это время года над Японским морем преобладает Ц завихренность ветра, но имеются зоны АЦ завихренности, преимущественно вдоль западного берега, а для ситуации С вся западная часть моря находится под воздействием АЦ вихря. Получены также малые классы (повторяемость 1-2%), характеризуемыми ветрами с южной компонентой (антимуссон) или отвечающие формированию циклона над районом моря вблизи южного Приморья – КНДР.
Наиболее частые в ранний период летнего муссона юго-западные (ЮЗ; повторяемость 20-30%) ветра получены в двух разновидностях – для апреля, мая и июля это ситуация ЮЗ-1, характеризуемая Ц (АЦ) вихрем ветра над западной (восточной) частью моря, а для июня, августа и сентября – ситуация ЮЗ-2, с преобладанием АЦ вихря над большей частью акватории Японского моря, за исключением Татарского пролива. Ситуация ЮЗ наблюдается (с невысокой повторяемостью – 5-15%) также в начальные (октябрь-ноябрь) и конечные (февраль-март) месяцы зимнего муссона. С середины лета учащаются ветра с восточной составляющей. Они представлены ситуациями южной – юго-восточной (Ю-ЮВ; повторяемость 20-25% в мае-августе), восточной (В; повторяемость 15-25% в мае-августе) и северо-восточной (СВ; повторяемость 15-20% в июне-сентябре), которым свойственно преобладание Ц вихря над Японским морем. Для теплого периода года получены свои разновидности северо-западной и западной ситуаций (СЗ-2 и З-2). От ситуаций СЗ-1 и З-1 периода зимнего муссона их отличает преобладание АЦ вихря ветра над морем; их повторяемость максимальна (20-25%) в начале и конце теплого периода года.
Типовые поля для теплых месяцев года характеризуются значениями напряжения и завихренности ветра, сравнимыми, хотя и меньшими, с периодом зимнего муссона, что указывает на влияние не только зимнего, но и летнего ветра на течения Японского моря. При этом ситуации с различным характером пространственного распределения напряжения и завихренности ветра характеризуются близкой повторяемостью (в теплый период года), что говорит о неоднозначном воздействии ветра на циркуляцию вод. В целом, Ц вихрь над Японским морем преобладает в период зрелого как зимнего, так и летнего муссона, а переходные месяцы характеризуются преобладанием АЦ вихря.
Как правило, в каждом месяце наблюдаются не все возможные ситуации, например, характерные для периода зимнего муссона, отсутствуют в теплые месяцы года и наоборот. Некоторые ситуации присутствуют в разные месяцы в разных разновидностях. Рекомендуется упорядочивать наличные для данного месяца ситуации следующим образом: СЗ, З, ЮЗ, Ю-ЮВ, В, СВ, С.

4. Иллюстрации

График повторяемости ситуаций

Типовые поля напряжения и завихренности ветра для месяцев года, когда их повторяемость превышает 10%.

На картах показаны масштабные вектора напряжения ветра (1 дин/см2), а изолинии завихренности проведены через 2 x 10-8 дин/см3, причем положительные значения (красные тона) соответствуют Ц, а отрицательные (сине-голубые) – АЦ завихренности; нулевая изолиния показана красной линией.

Литература

Трусенкова О.О., Станичный С.С., Ратнер Ю.Б. Основные моды изменчивости и типовые поля ветра над Японским морем и прилегающими районами суши // Известия Академии наук, физика атмосферы и океана. 2007 (в печати).