СРАВНИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА МЕЖГОДОВУЮ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СЕЗОННЫХ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

С помощью продолжительных среднесуточных мареографных наблюдений за уровнем моря, спутниковых альтиметрических измерений и данных реанализов метеорологических и гидрофизических полей исследуются особенности и физические механизмы межгодовой изменчивости сезонных колебаний уровня Балтийского моря. Показано, что за период 1889–2022 гг. в Стокгольме в межгодовых изменениях амплитуд гармоник Sa, Ssa, Sta, Sqa не отмечаются статистически значимые линейные тренды, но наблюдаются долгопериодные циклы с временными масштабами от 20–35 до 55 лет и очень значительными изменениями амплитуд от 0,5–1,0 до 25–27 сантиметров. В последние десятилетия у гармоник Sa, Ssa, Sta наблюдается заметное уменьшение амплитуд и дисперсии колебаний. Результаты взаимного корреляционного и множественного регрессионного анализов аномалий сезонных колебаний уровня моря и различных гидрометеорологических процессов свидетельствуют, что самый большой вклад в межгодовую изменчивость сезонных колебаний уровня моря оказывают изменения касательного трения ветра. Вторыми по значимости процессами являются изменения атмосферного давления над морем и водообмена между Балтийским и Северным морями. Самое незначительное воздействие на межгодовую изменчивость характеристик сезонных колебаний уровня моря оказывают изменения составляющих пресного баланса и плотности воды

Об авторах

Е. А. Захарчук

Санкт-Петербургский государственный университет; Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

Email: Syhachev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6079-5739

М. В. Виноградов

Санкт-Петербургский государственный университет; Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова, Росгидромет

Email: Vinogradovm2000@gmail.com
Кафедра Океанологии

В. Н. Сухачев

Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова, Росгидромет; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Syhachev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4821-4342
Scopus Author ID: 55969236600
ResearcherId: N-7470-2015
Санкт-Петербургское отделение

Н. А. Тихонова

Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова, Росгидромет; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: Syhachev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4546-4920
Scopus Author ID: 11239410500
ResearcherId: I-4647-2015

Санкт-Петербургское отделение

Список литературы

  1. Белоненко Т. В. и Колдунов А. В. Стерические колебания уровня в северо-западной части Тихого океана // Вестник СПбГУ. — 2006. — Т. 7, № 3. — С. 81—88. — EDN: RTTKQN.
  2. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР: Проект «Моря СССР». Том III Балтийское море. Выпуск I Гидрометеорологические условия / под ред. Ф. С. Терзиева, В. А. Рожкова и А. И. Смирнова. — Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1992. — 451 с. — EDN: QKFOVS.
  3. Гордеева C. М. и Малинин В. Н. Изменчивость морского уровня Финского залива. — Санкт-Петербург : РГГМУ, 2014. — 180 с. — EDN: VWABFU.
  4. Захарчук Е. А. Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное и арктическое побережья России. — Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 2008. — 359 с. — EDN: QKIBRH.
  5. Захарчук Е. А., Литина Е. Н., Клеванцов Ю. П. и др. Нестационарность гидрометеорологических процессов Балтийского моря в условиях меняющегося климата // Труды ГОИН. — 2017. — Т. 218. — С. 6—62. — EDN: YLMAZW.
  6. Захарчук Е. А., Сухачев В. Н., Тихонова Н. А. и др. Стационарное и нестационарное описание сезонной изменчивости уровня Балтийского моря по данным мареографических измерений // Морской гидрофизический журнал. — 2022. — Т. 38, № 6. — С. 655—678. — doi: 10.22449/0233-7584-2022-6-655-678.
  7. Захарчук Е. А., Сухачев В. Н., Тихонова Н. А. и др. Стерические колебания уровня Балтийского моря // Russian Journal of Earth Sciences. — 2023. — Т. 23. — ES4014. — doi: 10.2205/2023ES000846.
  8. Захарчук Е. А. и Тихонова Н. А. О пространственно-временной структуре и механизмах формирования невских наводнений // Метеорология и гидрология. — 2011. — Т. 8. — С. 54—64. — EDN: NXUMIN.
  9. Малинин В. Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. — Санкт-Петербург : РГГМУ, 2008. — 408 с. — EDN: QKIFPF.
  10. Медведев И. П. Сезонные колебания уровня Балтийского моря // Метеорология и гидрология. — 2014. — Т. 12. — С. 42—54. — EDN: TACMRT.
  11. Рожков В. А. Теория и методы статистического оценивания вероятностных характеристикам случайных величин и функций с гидрометеорологическими примерами. Книга II. — Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 2002. — 780 с.
  12. Фукс В. Р. Гидродинамические основы интерпретации альтиметрических съемок морской поверхности // Колебания уровня в морях. — СПб : РГГМУ, 2003. — С. 79—91.
  13. Barbosa Susana M. and Donner Reik V. Long-term changes in the seasonality of Baltic sea level // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. — 2016. — Vol. 68, no. 1. — P. 30540. — doi: 10.3402/tellusa.v68.30540.
  14. Bretherton F. P., Davis R. E. and Fandry C. B. A technique for objective analysis and design of oceanographic experiments applied to MODE-73 // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. — 1976. — Vol. 23, no. 7. — P. 559–582. — doi: 10.1016/0011-7471(76)90001-2.
  15. Cartwright D. E. On the smoothing of climatological time series, with application to sea-level at Newlyn // Geophysical Journal International. — 1983. — Vol. 75, no. 3. — P. 639–658. — doi: 10.1111/j.1365-246X.1983.tb05003.x.
  16. Cheng Y., Xu Q. and Li X. Spatio-Temporal Variability of Annual Sea Level Cycle in the Baltic Sea // Remote Sensing. — 2018. — Vol. 10, no. 4. — P. 528–552. — doi: 10.3390/rs10040528.
  17. de Boor C. A Practical Guide to Splines. — Springer-Verlag, 1978. — 325 p.
  18. Ekman M. A common pattern for interannual and periodical sea level variations in the Baltic Sea and adjacent waters // Geophysica. — 1996. — Vol. 32, no. 3. — P. 261–272.
  19. Ekman M. The Changing Level of the Baltic Sea during 300 Years: A Clue to Understanding the Earth. — Summer Institute for Historical Geophysics, 2009.
  20. Ekman M. and Stigebrandt A. Secular change of the seasonal variation in sea level and of the pole tide in the Baltic Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1990. — Vol. 95, no. C4. — P. 5379–5383. — doi: 10.1029/JC095iC04p05379.
  21. Gill A. E. and Niller P. P. The theory of the seasonal variability in the ocean // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. — 1973. — Vol. 20, no. 2. — P. 141–177. — doi: 10.1016/0011-7471(73)90049-1.
  22. Greatbatch R. J. A note on the representation of steric sea level in models that conserve volume rather than mass // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 1994. — Vol. 99, no. C6. — P. 12767–12771. — doi: 10.1029/94jc00847.
  23. Gustafsson B. G. and Andersson H. C. Modeling the exchange of the Baltic Sea from the meridional atmospheric pressure difference across the North Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2001. — Vol. 106, no. C9. — P. 19731–19744. — doi: 10.1029/2000JC000593.
  24. Hordoir R., Axell L., Löptien U., et al. Influence of sea level rise on the dynamics of salt inflows in the Baltic Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. — 2015. — Vol. 120, no. 10. — P. 6653–6668. — doi: 10.1002/2014jc010642.
  25. Hünicke B. and Zorita E. Trends in the amplitude of Baltic Sea level annual cycle // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. — 2008. — Vol. 60, no. 1. — P. 154–164. — doi: 10.1111/j.1600-0870.2007.00277.x.
  26. Jackett D. R. and Mcdougall T. J. Minimal Adjustment of Hydrographic Profiles to Achieve Static Stability // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. — 1995. — Vol. 12, no. 2. — P. 381–389. — doi: 10.1175/1520-0426(1995)012<0381:MAOHPT>2.0.CO;2.
  27. Jakobsen F., Hansen I. S., Ottesen Hansen N.-E., et al. Flow resistance in the Great Belt, the biggest strait between the North Sea and the Baltic Sea // Estuarine, Coastal and Shelf Science. — 2010. — Vol. 87, no. 2. — P. 325–332. — doi: 10.1016/j.ecss.2010.01.014.
  28. Johansson M. M. and Kahma K. K. On the statistical relationship between the geostrophic wind and sea level variations in the Baltic Sea // Boreal Environment Research. — 2016. — Vol. 21. — P. 25–43.
  29. Kowalczyk K., Pajak K., Wieczorek B., et al. An Analysis of Vertical Crustal Movements along the European Coast from Satellite Altimetry, Tide Gauge, GNSS and Radar Interferometry // Remote Sensing. — 2021. — Vol. 13, no. 11. — P. 2173. — doi: 10.3390/rs13112173.
  30. Labuz T. A. and Kowalewska-Kalkowska H. Coastal erosion caused by the heavy storm surge of November 2004 in the southern Baltic Sea // Climate Research. — 2011. — Vol. 48, no. 1. — P. 93–101. — doi: 10.3354/cr00927.
  31. Le Traon P. Y., Nadal F. and Ducet N. An Improved Mapping Method of Multisatellite Altimeter Data // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. — 1998. — Vol. 15, no. 2. — P. 522–534. — doi: 10.1175/1520-0426(1998)015<0522:AIMMOM>2.0.CO;2.
  32. Leppäranta M. and Myrberg K. Physical Oceanography of the Baltic Sea. — Springer Berlin Heidelberg, 2009. — doi: 10.1007/978-3-540-79703-6.
  33. Lisitzin E. Sea-Level Changes. — Elsevier Science & Technology Books, 1974.
  34. Männikus R., Soomere T. and Viška M. Variations in the mean, seasonal and extreme water level on the Latvian coast, the eastern Baltic Sea, during 1961-2018 // Estuarine, Coastal and Shelf Science. — 2020. — Vol. 245. — P. 106827. — doi: 10.1016/j.ecss.2020.106827.
  35. Mohrholz V. Major Baltic Inflow Statistics - Revised // Frontiers in Marine Science. — 2018. — Vol. 5. — doi: 10.3389/fmars.2018.00384.
  36. Nerger L., Hiller W. and Schröter J. A comparison of error subspace Kalman filters // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. — 2005. — Vol. 57, no. 5. — P. 715–735. — doi: 10.3402/tellusa.v57i5.14732.
  37. Pajak K. and Kowalczyk K. A comparison of seasonal variations of sea level in the southern Baltic Sea from altimetry and tide gauge data // Advances in Space Research. — 2019. — Vol. 63, no. 5. — P. 1768–1780. — doi: 10.1016/j.asr.2018.11.022.
  38. Pemberton P., Löptien U., Hordoir R., et al. Sea-ice evaluation of NEMO-Nordic 1.0: a NEMO-LIM3.6-based ocean-sea-ice model setup for the North Sea and Baltic Sea // Geoscientific Model Development. — 2017. — Vol. 10, no. 8. — P. 3105–3123. — doi: 10.5194/gmd-10-3105-2017.
  39. Plag H.-P. and Tsimplis M. N. Temporal variability of the seasonal sea-level cycle in the North Sea and Baltic Sea in relation to climate variability // Global and Planetary Change. — 1999. — Vol. 20, no. 2/3. — P. 173–203. — doi: 10.1016/S0921-8181(98)00069-1.
  40. Pujol M.-I., Faugère Y., Taburet G., et al. DUACS DT2014: the new multi-mission altimeter data set reprocessed over 20 years // Ocean Science. — 2016. — Vol. 12, no. 5. — P. 1067–1090. — doi: 10.5194/os-12-1067-2016.
  41. Samuelsson M. and Stigebrandt A. Main characteristics of the long-term sea level variability in the Baltic sea // Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. — 1996. — Vol. 48, no. 5. — doi: 10.3402/TELLUSA.V48I5.12165.
  42. Stramska M. and Chudziak N. Recent multiyear trends in the Baltic Sea level // Oceanologia. — 2013. — Vol. 55, no. 2. — P. 319–337. — doi: 10.5697/oc.55-2.319.
  43. Stramska M., Kowalewska-Kalkowska H. and Świrgoń M. Seasonal variability in the Baltic Sea level // Oceanologia. — 2013. — Vol. 55, no. 4. — P. 787–807. — doi: 10.5697/oc.55-4.787.
  44. Voinov G. N. Tides and Tidal streams // Polar Seas Oceanography. An integrated case study of the Kara Sea. — Springer, 2002. — P. 61–77.
  45. Weisse R., Dailidien˙e I., Hünicke B., et al. Sea level dynamics and coastal erosion in the Baltic Sea region // Earth System Dynamics. — 2021. — Vol. 12, no. 3. — P. 871–898. — doi: 10.5194/esd-12-871-2021.
  46. Zakharchuk E. A., Sukhachev V. N., Tikhonova N. A., et al. Seasonal fluctuations in Baltic sea level determined from satellite altimetry // Continental Shelf Research. — 2022. — Vol. 249. — P. 104863. — doi: 10.1016/j.csr.2022.104863.
  47. Zakharchuk E. A., Tikhonova N., Zakharova E., et al. Spatiotemporal structure of Baltic free sea level oscillations in barotropic and baroclinic conditions from hydrodynamic modelling // Ocean Science. — 2021. — Vol. 17, no. 2. — P. 543–559. — doi: 10.5194/os-17-543-2021.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Захарчук Е.А., Виноградов М.В., Сухачев В.Н., Тихонова Н.А., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».