Механизмы формирования циркуляционных структур Мирового океана: ключевые процессы в пограничных слоях и их роль в динамике океана на основе экспедиционных исследований, дистанционного зондирования, численного и лабораторного моделирования

В отчете содержатся некоторые результаты изучения динамики океана по теме госзадания FWME -2021-0002 в 2023 г. В первом разделе представлены результаты натурных экспедиционных исследований гидрологической структуры и основных течений в Атлантической части Южного океана – в проливе Антарктика, море Уэдделла, и проливе Дрейка. Во втором разделе описывается сезонный ход меридионального смещения струй Антарктического циркумполярного течения к югу от Африки, установленный на основе обработки и анализа данных спутниковой альтиметрии и восстановления абсолютной динамической топографии поверхности океана. В разделе 3 представлены результаты натурных экспедиционных исследований динамической структуры Мальвинского течения выполненных с помощью судового акустического доплеровского профилографа Teledyne RD Instruments Ocean Surveyor, на частоте 76,8 кГц. Получены и проанализированы достаточно уникальные экспериментальные данные о струйной структуре этого течения в верхнем 700 м слое МО. Раздел 4 посвящен результатам экспедиционных исследований плюма крупнейшей в мире реки Амазонки в экваториальной области Атлантического океана, представлены и обсуждаются данные площадных CTD- съемок этого плюма, его химической и биологической структуры. В разделе 5 кратко описаны результаты исследований потоков донных вод в разломах и каналах Атлантики, в частности в разломе Вима на основе данных судовой экспедиции в 2022 г и более ранних исследований. Раздел 6 посвящен описанию характеристик внутренних волн в приполярных районах на основе данных измерений в 87-м рейсе НИС “Академик Мстислав Келдыш” в проливе Брансфилда у острова Хаф-Мун, а также расчетов по численной модели. В разделе 7 представлены результаты недавних судовых исследований гидрологической структуры и динамики вод Карского моря осенью 2023 г. базирующиеся на данных НИС «Академик Мстислав Келдыш» (92 рейс, 03 октября - 07 ноября 2023 г.). Раздел 8 посвящен проверке ранее предложенного критерия экмановского ветрового прибрежного апвеллинга (который планируется далее использовать в прогностических целях) на основе данных контактных долговременных измерений вертикальных температуры в Балтийском море, полученных с помощью термокосы. В разделе 9 на основе данных долговременных автоматических измерений вертикальных распределений плотности воды и скорости течения анализируется тонкая структура вертикального распределения плотности в Черном море в зоне Основного черноморского течения и ее связь с вертикальным турбулентным обменом. Предлагается и обосновывается подход к вычислению коэффициента вертикальной турбулентной диффузии только лишь характеристик тонкой структуры. В разделе 10 приводятся сведения об особенностях горизонтальной поверхностной циркуляции вод озера Севан, подвергающемуся интенсивному антропогенному стрессу, выявленные на основе спутниковых данных. Показаны вихревые дипольные структуры, обсуждается их зависимость от ветра и их важная роль в горизонтальном водообмене. В разделах 11 – 15, на основе модели бароклинного эллиптического вихря в баротропном сдвиговом течении, теоретически изучаются различные сценарии эволюции мезомасштабных океанских вихрей, трансформация их кинетической и потенциальной энергии при их вытягивании. Делается вывод, что вытягиванию в вихревые нити на поздней стадии эволюции подвержено более 40% мезомасштабных вихрей в МО. В разделе 16 представлены результаты исследования методом лабораторного моделирования эволюция нефронтальных мезомасштабных вихрей в двухслойной вращающейся вязкой жидкости, включая процессы их бароклинной неустойчивости и вязкого вырождения.