The Impact of Typhoon Hinnamnor (September 2022) on Coastal Upwelling in the Northwestern Japan Sea According Satellite Observations

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Enhanced wind-driven water upwelling was observed off the north-west coast of the Japan Sea in the summer of 2022. The upwelling index calculation showed that the coastal upwelling was induced by offshore Ekman transport. The offshore transport is largely controlled by mesoscale processes, involving mesoscale eddies and filaments. Based on the multisatellite and meteorological data sets our results provide opportunity to observe the upwelling response to the strong Typhoon Hinnamnor (September 2022). The typhoon resulted in the separation of the upwelling core from the coast and subsequent advective transport of cold waters toward the deep part of the northern Japan Sea. The intensification of advection was determined by the interaction of upwelling waters with the mesoscale anticyclonic meander of the Tsushima Current. Under the influence of strong winds of typhoon, a sharp temperature decrease in upwelling filaments was observed. The typhoon increased upwelling in the western shelf region of the Tartar Strait. In September 2022 coastal upwelling resulted in the formation of a negative surface temperature anomaly in the northern part of the Japan Sea.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. A. Zhabin

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: zhabin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

E. V. Dmitrieva

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: zhabin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

V. A. Dubina

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: zhabin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

S. N. Taranova

Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: zhabin@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Bakun A. Coastal upwelling indices, west coast of North America // NOAA Technical Report NMF 671. 1973. 103 pp.
  2. Bakun A. Global climate change and intensification of coastal ocean upwelling // Science. 1990. V. 247. Р. 198–201.
  3. Bondur V.G., Krapivin V.F. Kosmicheskiy monitoring tropicheskikh tsiklonov. [Space monitoring of tropical cyclones]. Moskow. Scientific World. 2014. 508 p. (in Russian).
  4. Bowden K.F. Physical oceanography of coastal waters. Ellis Horwood Ser. Mar. Sci. John Wiley & Sons, Inc. 1984. Somerset, N.J. 302 p.
  5. Che Y., Guo B., Mantravadi V.S., Wang J., Ji Z. The impact of typhoon “In-Fa” (2021) on temperature, salinity, and chlorophyll-a concentration in the upwelling area of northwestern East China Sea // Atmosphere. 2023. V. 14. N 8. 1226. https://doi.org/10.3390/atmos14081226.
  6. Filonov A., Tereshchenko I., Ladah L.B., Monzon C., Velázquez-Muñoz F., Montes-Arechiga J. Coastal response to the passage of tropical cyclone Juliette on the Central Pacific Coast of Mexico // Geofísica Internacional. 2021. V. 60. N 4. P. 357–366. https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2021.60.4.2161.
  7. Ginzburg A.I., Kostianoy A.G., Ostrovskii A.G. Poverkhnostnaya tsirkulyatsiya Yaponskogo morya (sputnikovaya informatsiya i dannye dreyfuyushchikh buev) [Surface circulation of the Japan Sea (satellite information and drifters data)] // Issledovanie Zemli iz kosmosa. 1998. N 1. P. 66–83 (in Russian).
  8. Gonzalez-Nuevo G., Gago J., Cabanas J.M. Upwelling index: a powerful tool for marine research in the NW Iberian upwelling system. J. Oper. Oceanogr. 2014, V. 7. N 1. P. 47–57. doi: 10.1080/1755876x.2014.11020152.
  9. Hong B., Huang X., Liu S., Xu H. Impact of typhoon on coastal upwelling off the Eastern Hainan Island: A case study of typhoon Rammasun (2014) // Fron. Mar. Sci. 2022. V. 9. P. 920825–920839. 10.3389. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.920825.
  10. Kawaguchi, Y., Yabe I., Senjyu T., Sakai A. Amplification of typhoon-generated near-inertial internal waves observed near the Tsushima oceanic front in the Sea of Japan // Sci. Rep. 2023. V. 13. 8387. https://doi.org/10.1038/s41598-023-33813-9
  11. Kuo Y., Ming-An Lee M.-A., Yi Chang Y. // Satellite observations of typhoon-induced sea surface temperature variability in the upwelling region off northeastern Taiwan // Remote Sensing. 2020.V.12. N 20. 3321. doi: 10.3390/rs12203321.
  12. Li X., Zhang X., Fu D., Liao S. Strengthening effect of super typhoon Rammasun (2014) on upwelling and cold eddies in the South China Sea // J. Ocean. Limnol. 2021. V. 39. P. 403–419. https://doi.org/10.1007/s00343-020-9239-x.
  13. Large W.G., Pond S. Open momentum flux measurements in moderate to strong winds // J. Phys. Oceanogr. 1981. V. 11. № 3. P. 324–336.
  14. Mooers C.N.K., Robinson A.R. Turbulent jets and eddies in the California Current and inferred crossshore transports // Science.1984. V. 223. N 4631. P. 51–53.
  15. Nikitin A.A., Tsypysheva I.L., Zuenko Y.I. Spatial patterns of the Primorye Current in the northwestern East/Japan Sea on satellite images and standard sections // Ocean Sci. J. 2023. V. 58, 22. https://doi.org/10.1007/s12601-023-00116-z.
  16. Nikitin A.A., Djakov B.S, Kapshiter A.V. The Primorskoe current at standard sections and in satellite images of the Sea of Japan’s surface / /Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. 2020. V. 56. P. 1605–1614.
  17. Park K.A., Kim K.R. Unprecendented coastal upwelling in the East/Japan Sea and linkage to longterm large variations // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. L09603. https://doi.org/10.1029/2009GL042231.
  18. Strub P., Kosro P., Huyer A. The nature of the cold filaments in the California Current System // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 14.743–14.768.
  19. Tropicheskie tsiklony. Rezultaty issledovaniy sovetskikh uchenykh. [Tropical cyclones. Results of research by Soviet scientists]. L.: Gidrometeoizdat. 1989. 54 p. (in Russian).
  20. Xie L.L., He C.-F., Li M.-M., Tian J.J., Jing, Z.Y. Response of sea surface temperature to typhoon passages over the upwelling zone east of Hainan Island // Advances in Marine Science. 2017. V. 35. P. 8–19. (In Chinese with English abstract)
  21. Zhabin I.A., Dmitrieva E.V. Sezonnaya i sinopticheskaya izmenchivost vetrovogo apvellinga u poberezhya yuzhnogo Primorya (Уaponskoe more) [Seasonal and mesoscale variability of wind upwelling off the southern Primorye coast (the Japan Sea)] // Vestnik DVO RAN. 2014. N 5. P. 25–31. (in Russian).
  22. Zhabin I.A., Dmitrieva E.V., Kil’matov T.R., Andreev A.G. Wind effects on the upwelling variability in the coastal zone of Primorye (the northwest of the Sea of Japan) // Russian Meteorology and Hydrology. 2017. V. 42. P. 181–188.
  23. Zhang H.-M., Bates J.J., Reynolds R.W. Assessment of composite global sampling: Sea surface wind speed // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L17714. https://dx.doi.org/10.1029/2006GL027086.
  24. Zheng M., Xie L., Zheng Q., Li M., Chen F., Li J. Volume and nutrient transports disturbed by the typhoon Chebi (2013) in the upwelling zone east of Hainan Island, China // J. Mar. Sci. Eng. 2021. V. 9. 324. https://doi.org/10.3390/jmse9030324.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The trajectory of typhoon Hinnamnor (a), a fragment of the surface synoptic analysis map at 12:00 06.09.2022 (b) and the distribution of the direction and speed of the driving wind in the northern part of the Sea of Japan according to NCEI data at 12:00 07.09.2022 (c). 1a, the stages of typhoon development are highlighted in color: blue – tropical depression; yellow – tropical storm; red – typhoon; purple – cyclone of temperate latitudes. The numbers in the large circles on the typhoon's trajectory indicate the dates (00:00) of the position of the typhoon's center. The black dots on the coast show the coastal hydrometeorological stations: 1 – Olga; 2 – Sosunovo; 3 – Sovetskaya Gavan.

Download (491KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The position of the points for which the upwelling index was calculated (a) and the results of the IA calculation for the Tatar Strait (b), the eastern (c) and southern (d) coast of Primorye. Solid thin lines show the 6-hour IA values, the bars correspond to the daily average values of the index. The color of the points on the map corresponds to the color on the graphs. Arrows (a) indicate the boundaries of the areas for which the average IA was calculated: 1 – Southern Primorye; 2 – Eastern Primorye; 3 – the coast of the Tatar Strait.

Download (452KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of surface temperature in the northern part of the Sea of Japan on 08/28/2022 (GHRSST and NOAA data). The arrows show the position of the upwelling nuclei, the rectangles show the position of the transverse jet streams located at 46.5° and 47.5° N.

Download (313KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Satellite infrared image (MODIS Aqua) of the northwestern part of the Sea of Japan, obtained on 09/3/2022 at 03:25. Dark tones in the image correspond to cold waters associated with upwelling, light colors correspond to warmer waters of the adjacent areas of the sea. The arrows show anticyclonic vortices A1, A2, and A3 and cyclonic vortex C. Jet streams propagate along the periphery of these vortex structures. The upwelling front near the Eastern Primorye was connected to the edge of the shelf (200 m isobate). Mesoscale vortices were located above the continental slope. Isobates are constructed according to GEBCO 23 data.

Download (696KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of the velocities of total geostrophic and wind currents in the surface layer, obtained on 7.09.2022 (a) and the distribution of surface temperature on 8.09.2022 (b) according to GHRSST and NOAA data. Symbols: AMCT is an anticyclonic meander of the Tsushima current, A1 is an anticyclonic vortex in the area of the Tatar Strait.

Download (634KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Distribution of surface temperature in the northern part of the Sea of Japan on 09/10/2022 (GHRSST and NOAA data). A new coastal upwelling zone has appeared off the western coast of the Tatar Strait (46.5–48.5° N).

Download (336KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Spatial distribution of TPM anomalies in the northern part of the Sea of Japan in September 2022 relative to the average values for 1982-2023 (NOAA data).

Download (204KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».