Vertical structure of currents in the western Weddell Sea

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The Southern Ocean plays a key role in the global circulation of the World Ocean. The Weddell Gyre, being one of two gyres that determine the large-scale dynamics of the Southern Ocean, makes a significant contribution to the global thermohaline circulation. In this regard, the study of the dynamics and structure of waters in the Weddell Sea seems very relevant for improving our understanding of the processes occurring in the World Ocean. In this work, based on an array of data on current velocities from moorings collected from an open source (Pangaea), the vertical structure of currents on a slope in the western part of the Weddell Sea (northwestern and southern parts) was studied. The main result is the intensification of the current in the bottom layer identified, based on the mean velocities calculated over the period of measurement, which, apparently, is a characteristic feature of the Weddell Gyre for both its western and southern branches. An increase in velocities in the bottom layer at individual moorings previously noted in separate works was confirmed and shown based on an array of data on current velocities from 108 sensors at 37 moorings on the continental slope in the northwestern and southern parts of the Weddell Sea.

全文:

受限制的访问

作者简介

R. Mukhametyanov

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology

编辑信件的主要联系方式.
Email: rinat0233@mail.ru
俄罗斯联邦, Nakhimovskii pr., 36, Moscow, 119997; Dolgoprudny, Institutskii per. 9., 141700

参考

  1. Антипов Н. Н., Багрянцев Н. В., Данилов А. И., Клепиков А. В. Зимние исследования антарктической зоны Южного океана (к 25-летию организации советско-российско-американской дрейфующей станции «Уэдделл –1») // Океанология. 2019. Т. 59. № 2. С. 308–310.
  2. Дианский Н. А., Морозов Е. Г., Фомин В. В., Фрей Д. И. Распространение загрязнений в Норвежском море от придонного источника // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. T. 57. № 2. С. 218–230. https://doi.org/10.31857/S0002351521020048
  3. Клепиков В. В. Гидрология моря Уэдделла // Труды Сов. Антарктической Экспедиции 1963. Т. 17. С. 45–93.
  4. Darelius E., Fer I., Janout M. A., Daae K., Steiger N. Observations of the shelf break current in the southern Weddell Sea: seasonal variability and mean state // ESS Open Archive. 2023. https://doi.org/10.22541/essoar.169945617.72057337/v1
  5. Fahrbach E., Rohardt G., Krause G. The Antarctic coastal current in the southeastern Weddell Sea // Polar Biology. 1992. V. 12. P. 171–182.
  6. Fahrbach E., Rohardt G., Scheele N., Schroder M., Strass V., Wisotzki A. Formation and discharge of deep and bottom water in the northwestern Weddell sea // Journal of Marine Research. 1995. V. 53. № 4. P. 515–538.
  7. Frey D., Krechik V., Gordey A., Gladyshev S., Churin D., Drozd I., Osadchiev A., Kashin S., Morozov E. and Smirnova D. Austral summer circulation in the Bransfield Strait based on SADCP measurements and satellite altimetry // Front. Mar. Sci. V. 10:1111541. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1111541
  8. Frey D. I., Krechik V. A., Morozov E. G., Drozd I. D., Gordey A. S., Latushkin A. A., Mekhova O. S., Mukhametianov R. Z., Murzina S. A., Ostroumova S. A., Ponomarev V. I., Salyuk P. A., Smirnova D. A., Shutov S. A., Zuev O. A. Water Exchange between Deep Basins of the Bransfield Strait // Water. 2022. V. 14. P. 3193. https://doi.org/10.3390/w14203193
  9. Jullion L., Naveira Garabato A. C., Bacon S., Meredith M. P., Brown P. J., Torres-Valdes S., Speer K. G., Holland P. R., Dong J., Bakker D., Hoppema M., Loose B., Venables H. J., Jenkins W. J., Messias M.-J., Fahrbach E. The contribution of the Weddell Gyre to the lower limb of the Global Overturning Circulation // Journal of Geophysical Research. 2014. V. 119. P. 3357–3377. https://doi.org/10.1002/2013JC⁰09725
  10. Nicholls K. W., Østerhus S., Makinson K., Gammelsrød T., Fahrbach E. Ice-Ocean Processes over the Continental Shelf of the Southern Weddell Sea, Antarctica: A Review // Reviews of Geophysics. 2009. V. 47. P. 1–23.https://doi.org/10.1029/ 2007RG000250
  11. Orsi A. H., Jacobs S. S., Gordon A. L., Visbeck M. Cooling and ventilating the abyssal ocean // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. P. 2923–2926.
  12. Orsi A. H., Nowlin W. D., Whitworth T. III. On the circulation and stratification of the Weddell Gyre // Deep-Sea Research Part I. 1993. V. 40. P. 169–203.
  13. https://doi.org/10.1016/0967–0637(93)90060-G
  14. Pangaea. Data Publisher for Earth & Environmental Science. URL: https://www.pangaea.de/?t=Oceans.
  15. Schlitzer R. Ocean Data View. https://odv.awi.de, 2022.
  16. Thompson F., Heywood K. Frontal structure and transport in the northwestern Weddell Sea // Deep-Sea Research Part I. 2008. V. 55. P. 1229–1251. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2008.06.001
  17. Vernet M., Geibert W., Hoppema M., Brown P. J., Haas C., Hellmer H. H., Jokat W., Jullion L., Mazloff M., Bakker D. C.E., Brearley J. A., Croot P., Hatterman T., Hauck J., Hillenbrand C.-D., Hoppe C. J.M., Huhn O., Koch B. P., Lechtenfel O. J., Meredith M. P., Naveira Garabato A. C., Nöthig E.-M., Peeken I., Rutgers van der Loeff M. M., Schmidtko S., Schröder M., Strass V. H., Torres-Valdes S., Verdy A. The Weddell Gyre, Southern Ocean: present knowledge and future challenges // Reviews of Geophysics. 2019. V. 57. № 3. P. 623–708.
  18. Von Gyldenfeldt A.-B., Farhbach E., Garca M. A., Schröder M. Flow variability at the tip of the Antarctic Peninsula // Deep-Sea Research Part II. 2002. V. 49. P. 4743–4766.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Map of the locations of the autonomous moored buoy stations in the Weddell Sea considered in this paper (left). Stations in the northwestern part of the Weddell Sea are outlined in blue, and stations in the southern part are outlined in green. Also on the right is a map of the locations of all collected stations, including those not accepted for analysis. The 500 m and 3500 m isobaths are marked with thicker lines.

下载 (458KB)
3. Fig. 2. Histogram showing the total duration of measurements, expressed in days, for all sensors from autonomous buoy installations depending on the year of measurement.

下载 (143KB)
4. Fig. 3. Histogram showing the total measurement duration for all sensors (from all moored buoy stations), expressed in days, depending on the day of the year.

下载 (121KB)
5. Fig. 4. Distribution of sensors from autonomous moored buoy stations by their placement horizons. The x-axis shows the depth of the sensor, and the y-axis shows their number.

下载 (101KB)
6. Fig. 5. Distribution of the number of sensors by the duration of their operation at autonomous stations, expressed in months.

下载 (238KB)
7. Fig. 6. Velocity magnitude from all available sensors at the AWI207–10 autonomous moored buoy station for 2018. The sensor placement horizons are as follows: 245 m, 750 m, 2143 m, 2350 m. The station installation depth is 2502 m. The red line marks the average sensor velocity for the presented period. The corresponding signatures of the average velocities are given.

下载 (780KB)
8. Fig. 7. Distribution of averaged velocity values ​​over the measurement period: on the left for individual sensors at buoy installations, on the right for buoy stations as a whole, i.e. averaged across sensors.

下载 (179KB)
9. Fig. 8. The y-axis shows the height above the seabed, and the x-axis shows the average velocity for the measurement period at a separate sensor. The color shows the sensor placement horizon. The red line marks the height of 200 m above the bottom.

下载 (134KB)
10. Fig. 9. Map with the indicated averaged velocity values ​​over the measurement period for the ABS sensors related to the conditional upper layer (shown in blue in figures a and c) with depths of up to 0.75 H, where H is the station installation depth, and for the sensors located in the bottom layer (shown in red in figures b and d) with depths from 0.75 H (the lower 0.25 H of the water column). Both the northwestern part of the Weddell Sea (a and b) and the southern part (c and d) are shown. A diagram of the area is shown at the bottom right, with the northwestern part of the Weddell Sea marked in blue and the southern part in green.

下载 (267KB)
11. Fig. 10. Distribution of average velocities for the measurement period on sensors separately for the upper layer at 0.75 H and separately for the bottom layer at 0.25 H, where H is the depth of the autonomous buoy station.

下载 (112KB)
12. Fig. 11. Relative velocities on sensors depending on the relative depth of sensor placement. Relative velocity is understood as the ratio of the velocities averaged over the sensor measurement period on individual sensors to the average speed at the station (i.e. averaged over the sensors). Relative depth is understood as the ratio of the sensor placement horizon to the depth of the autonomous moored buoy station. The color indicates the depth of the station. The red line marks the straight line y = 1 and, accordingly, the position of the point above or below the straight line indicates whether the average speed on this sensor over the measurement period is higher or lower in relation to the average speed at the station.

下载 (128KB)
13. Fig. 12. Relative values ​​of average speeds, divided by seasons, are shown on the y-axis. Relative speed is the ratio of the average speed for the season at the sensor to the average speed for the season at the station (i.e. averaged over the sensors). Relative depths of sensor placement are shown on the x-axis. Relative depth is the ratio of the sensor placement horizon to the depth of the autonomous moored buoy station. The depths of sensor placement are also shown in color. The line y = 1 is marked in blue; the position of the point above or below this line indicates whether the average speed at this sensor is above or below the average speed at the station.

下载 (500KB)


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».