Приводится обзор результатов российских экспедиционных океанографических исследований Южного океана, выполненных в период МПГ 2007/08 по проектам «Взаимодействие вод антарктического склона и шельфа в синоптическом масштабе» и «Климат Антарктики и Южного океана». Понимание океанографических процессов в Южном океане и их связей с остальной частью климатической системы является одной из основ для прогнозирования будущих изменений и требует создания международной системы мониторинга параметров вод Южного океана как наследия МПГ. Представлены результаты анализа температуры и солености верхнего слоя Южного океана глубиной 1,5 км, с использованием данных, получаемых по оперативным каналам, прежде всего данных буев Арго. Средние за 2005–2010 гг. аномалии, т. е. отклонения температуры воды от климатических значений в Южном океане, оказались положительными во всем рассматриваемом слое с максимумом 0,2 °C в слое 250–450 м. В слое 500–700 м они составляют 0,07 °C, уменьшаясь до 0,04 °C на нижних горизонтах 900–1400 м. Средние за 6 лет отклонения солености от климата свидетельствуют о слабом распреснении вод Южного океана, при этом наибольшие отрицательные отклонения, около –0,04 ‰, достигаются на глубине 200 м. Первые результаты моделирования конвекции с помощью двумерной и трехмерной негидростатических моделей показывают, что опускание охлажденной воды по материковому склону при термической конвекции является существенно трехмерным. Расчеты показали, что порядок вертикальной скорости при склоновой конвекции составляет 0,1 м/с.
Южный океан играет одну из ключевых ролей в глобальном тепловом и пресноводном балансе. Трансформация водных масс в Южном океане связывает глубинные и поверхностные ветви глобальной термохалинной циркуляции. Перенос теплых и соленых циркумполярных глубинных вод в восточных звеньях субполярных циклонических круговоротов к побережью Антарктиды создает условия для развития конвективных процессов в антарктической зоне Южного океана. Это приводит к образованию аномалий в морском ледяном покрове (полыней) из-за «подогрева» снизу, вызывает таяние оснований шельфовых ледников, способствует образованию донных вод путем смешения глубинных вод с водой шельфовых ледников. Занимающая самый нижний слой океана антарктическая донная вода выносится на север в западных звеньях циклонических круговоротов и растекается по дну вплоть до умеренных широт северного полушария, оказывая существенное влияние на глобальную структуру и интенсивность меридиональной циркуляции вод Мирового океана. Наконец, в Южном океане происходят самые большие сезонные изменения площади морского льда, которая является важным климатическим параметром. Южный океан, выполняя роль ключевого связующего звена, соединяет климатические сигналы от остальной части Мирового океана и добавляет климатический сигнал Антарктики.
Понимание океанографических процессов в Южном океане и их взаимосвязей с остальной частью климатической системы является одним из оснований для прогнозирования будущих изменений. Это требует осуществления мониторинга за океанографическими параметрами Южного океана. В качестве основы такой системы мониторинга в период МПГ 2007/08 были запланированы и реализованы проекты «Взаимодействие вод антарктического склона и шельфа в синоптическом масштабе» (Synoptic Antarctic Shelf Slope Interaction Study – SASSI) и «Климат Антарктики и Южного океана» (Climate of the Antarctic and Southern Ocean – CASO).
Главные задачи проекта CASO – получить «моментальный снимок» процессов в Южном океане, оценить роль Южного океана в формировании прошлого, настоящего и будущего климата, включая взаимосвязи между зональной и меридиональной циркуляциями, трансформации водных масс, взаимодействие между океаном и криосферой и, наконец, получить обоснование концепции создания экономически эффективной системы наблюдений для южной полярной области.
Проект SASSI нацелен на исследование районов шельфа и склона вокруг Антарктики, являющихся основными районами формирования донных вод. В рамках этого проекта, в котором участвовало 13 стран, производились измерения температуры, солености и скорости течений на континентальном шельфе и склоне Антарктики на коротких разрезах с высоким пространственным разрешением. Понимание и количественное описание процессов в этой узкой области важно для разработки более совершенных глобальных климатических моделей.
По проектам CASO и SASSI за полевой период 2007–2009 гг. зарубежными участниками проведены 32 океанографические экспедиции. Российские океанографические исследования в Южном океане по проектам МПГ выполнялись ААНИИ и Институтом океанологии РАН. ААНИИ провел четыре экспедиции по проектам CASO и SASSI в каждом из четырех сезонов, учитывая работы в январе 2010 г., формально выходящих за рамки МПГ. По проекту SASSI работы были проведены также и в январе 2011 г., в рамках так называемого «наследия МПГ». Работы по этим проектам стали продолжением исследований, проводившихся учеными ААНИИ в рамках национальных и международных программ в предшествующие МПГ годы (Антипов, Данилов, Клепиков, 1998; Антипов, Клепиков, 2003, 2007). ИО РАН провел две экспедиции по проекту CASO в 2007 и 2008 годах.
На рис. 1 представлены карты разрезов по проектам CASO и SASSI, дающие представление об объеме океанографических работ всех стран в Южном океане. На рис. 2 показано положение разрезов, выполненных в российских экспедициях. Российские океанографические исследования в Южном океане по проектам МПГ начались в январе 2007 г. в рамках 52-й РАЭ и завершились в 2010 г. в период работ 55-й РАЭ. Исследования ААНИИ проводились с борта научно-экспедиционного судна «Академик Федоров», специалисты Института океанологии РАН работали на судах «Академик Иоффе» и «Академик Сергей Вавилов».
Рис. 1. Международные океанографические исследования в Южном океане по программе МПГ 2007/08 (зеленые линии – разрезы проекта CASO, красные линии – разрезы проекта SASSI
Рис. 2. Российские океанографические исследования в Южном океане по программе МПГ 2007/08 (зеленые линии – разрезы проекта CASO, красные линии – разрезы проекта SASSI)
В соответствии с задачами проекта SASSI, с борта НЭС «Академик Федоров» были выполнены разрезы через шельф и материковый склон в морях Содружества, Рисер-Ларсена, Амундсена и Беллинсгаузена. Наблюдения выполнялись зондирующим комплексом CTD SBE 911plus. Всего, с учетом работ в 2010 и 2011 годах, сделана 91 станция, на 46 из них проводился отбор проб для определения содержания растворенного кислорода, кремния, фосфатов, нитратов, нитритов и аммиака. В январе 2007 г. выполнено 3 меридиональных океанографических разреза в восточной части моря Содружества, включая залив Прюдс (по 62, 64 и 70° в.д., всего 29 зондирований от поверхности до дна океана), в феврале 2007 года – разрез в море Рисер-Ларсена по 15° в.д., 13 зондирований), в феврале 2008 года – разрез в море Амундсена (15 зондирований), в феврале 2010 года – разрез в море Беллинсгаузена (16 зондирований), в январе 2011 года – повторное выполнение разреза по 70° в.д. в восточной части моря Содружества (18 зондирований). Все перечисленные разрезы отличаются высоким пространственным разрешением, особенно в области материкового склона. Расстояние между станциями на склоне уменьшалось до 2 км, что дало возможность получить подробную картину структуры вод этого района.
Результаты работ ААНИИ по проекту SASSI представлены в работах (Антипов Н.Н., Клепиков, 2007; Антипов и др., 2009; Антипов, Клепиков, в наст. сборнике «О взаимодействии…»). Проведенные исследования показали принципиальные различия в структуре и характеристиках вод шельфа и материкового склона между Восточной (моря Рисер-Ларсена и Содружества) и Западной (моря Амундсена и Беллинсгаузена) Антарктидой. Для морей Восточной Антарктиды характерно присутствие антарктической шельфовой воды, формирующейся за счет конвективных процессов при ледообразовании и играющей важную роль в процессах вентиляции глубинных и формировании антарктических донных вод в районе Антарктического склонового фронта, приуроченного к верхней части материкового склона. Эти процессы ярко выражены в области материкового склона моря Содружества, где обнаружены признаки формирования донных вод западнее 72° в.д., и отсутствие таких признаков восточнее указанной долготы. Установлено, что донные воды являются результатом смешения циркумполярной глубинной воды с холодными шельфовыми водами, образующимися вблизи шельфового ледника Эймери. Открытая нами донная вода залива Прюдс далее движется вдоль по склону на запад и вниз по каньонам и депрессиям. Температура обнаруженных донных вод составляет от –0,3 до –1,6 °С, соленость 34,54–34,62 ‰ (рис. 3). Интенсивность опускания образующихся донных вод вниз по склону возрастает в западном направлении, по мере сужения шельфа и увеличения уклона его дна.
Рис. 3. Потенциальная температура на разрезе по 70° в.д., выполненном с борта НЭС «Академик Федоров» в январе 2005, 2006, 2007 и 2011 гг.
Детальный анализ гидрофизических полей выявил закономерности и особенности шельфового и склонового каскадинга антарктической шельфовой воды, который происходит в основном в виде конвективных плюмов. Оценочная величина вклада склонового каскадинга антарктической шельфовой воды в вентиляцию глубинных и донных вод Южного океана 0,04–0,24 Св на бровке шельфа протяженностью ≈70 км соответствует подобным оценкам для других районов Антарктики (Головин, Антипов, Клепиков, 2011).
В районе моря Рисер-Ларсена объемы и характеристики шельфовых вод таковы, что процессы, связанные с опусканием холодных плотных вод по материковому склону, не наблюдаются. В морях Амундсена и Беллинсгаузена не обнаружено признаков формирования шельфовых вод, здесь всю толщу вод на шельфе ниже слоя поверхностных вод занимает слабо модифицированная, относительно теплая и соленая циркумполярная глубинная вода, которая может быть причиной активного таяния выводных и шельфовых ледников. Так, в море Амундсена распространение талых вод от ледников существенно влияет на структуру и циркуляцию вод, и на разрезе проявляется, в частности, в существовании пространственно однородного поверхностного слоя толщиной около 20 м, температурой от –1,4 до –1,7 °С, и аномально низкой соленостью, не превосходящей 32,8 ‰.
Значительный объем наблюдений в этот период был выполнен с помощью обрывных батитермографов ХВТ. Для исследования термической структуры и фронтов Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) в районе между Африкой и Антарктидой и в соответствии с задачами проекта CASO в период с 2007 по 2010 гг. ежегодно выполнялся ХВТ-разрез в диапазоне широт 68–35° ю.ш. по траектории разреза SR2 программы CLIVAR. В феврале 2007 г. на разрезе было выполнено 108 зондирований, в феврале 2008 г. – 111 зондирований, в феврале 2009 г. – 111 зондирований и в феврале 2010 г. – 80 зондирований. Достаточно плотное расположение точек зондирования на разрезе позволило определить положение и основные характеристики основных фронтов АЦТ и проследить некоторые особенности их межгодовой изменчивости, как на поверхности, так и на более глубоких горизонтах.
В результате работ на разрезе SR2 получена подробная картина термической структуры верхнего 750-метрового слоя океана, определено положение и некоторые характеристики фронтов и границ антарктического циркумполярного течения и примыкающих циркуляционных систем (субполярного круговорота Уэдделла и течения Агульяс). Получены оценки временной изменчивости положения основных фронтов и границ АЦТ (Антипов, Клепиков, в наст. сборнике «Термическая структура…»). Установлено, что за период 2004–2010 гг., субтропический фронт сместился на юг почти на 2° широты, антарктический полярный фронт сместился на север на 1° широты. Субантарктический фронт и южный фронт смещались и на юг и на север относительно своих средних за этот период положений, которые располагались севернее климатических для обоих фронтов.
Полученные на разрезе SR2 данные могут быть использованы для определения потоков океанического тепла, в частности, через районы межбассейнового обмена, для определения теплосодержания верхнего слоя. Кроме того, используя метод, предложенный в (Rintoul, Sokolov, Church, 2002), можно по эмпирическому соотношению между температурой воды и аномалией потенциальной энергии, полученному по данным CTD, рассчитать переносы антарктического циркумполярного течения по данным разрезов ХВТ (Legeais et al., 2005).
В январе 2008 г. был выполнен разрез ХВТ в районе между Австралией и Антарктидой, состоявший из 69 зондирований, и в период с декабря 2008 г. по февраль 2009 г. выполнены пять разрезов ХВТ в районе морей Космонавтов и Содружества (залив Прюдс), всего 113 зондирований. Разрезы в области морей Космонавтов и Содружества позволили оценить характеристики мезомасштабных особенностей термической структуры вод в области регулярного формирования одной из наиболее устойчивых полыней Южного океана – полыньи Космонавтов, свидетельствующие об интенсивном поступлении тепла глубинных вод в поверхностный слой. Показано, что формирование достаточно сложной мезомасштабной термической структуры в основном является следствием взаимодействия течений с донной топографией.
Силами ученых ИО РАН в ноябре 2007 г. был выполнен разрез вдоль разлома Шеклтона в районе пролива Дрейка (всего 53 CTD – станции) и в октябре – ноябре 2008 г. выполнена гидрологическая съемка, содержащая 66 станций CTD в районе глубоководных проходов в разломе Шеклтона. Разрезы выполнялись зондом SBE 911plus с дискретностью 6–15 миль (Гладышев, 2009).
Разрезы в проливе Дрейка показали, что термохалинные фронты АЦТ слабо выражены в поле горизонтальных градиентов термохалинных свойств. На южной границе АЦТ наблюдается хорошо выраженное течение западного направления, которое переносит модифицированные глубинные воды моря Уэдделла в Тихий океан. По данным экспедиции 2007 г. интегральный геострофический транспорт над порогом, разделяющим Тихий и Атлантический океаны в проливе Дрейка, составляет только 93 Св, то есть оказался почти в 1,5 раза меньше измеренного в 2003 и 2005 гг. Это может означать, что рециркуляция атлантических и тихоокеанских придонных вод, не перетекающих этот порог, может составлять 10–15 Св. Максимальный геострофический перенос вод наблюдается в районе Субантарктического фронта и составляет более 50 % всего переноса АЦТ. Подтвержден вывод о том, что перенос абиссальных вод в проливе Дрейка определяется прежде всего рельефом дна (Гладышев, Кошляков, Тараканов, 2008).
Данные наблюдений 2008 г. показали, что на увеличение содержания хлорофилла на поверхности оказал влияние только субантарктический фронт. Интегральные величины хлорофилла в слое фотосинтеза и в слое 0–200 м возрастали и на Субантарктическом, и на Полярном фронте. Холодные циклонические вихри в полярной фронтальной зоне могут на порядок снижать содержание хлорофилла в поверхностном слое пролива Дрейка. Низкое содержание растворенного кремния способно лимитировать развитие фитопланктона в Субантарктике и северной части Полярной фронтальной зоны. Другим лимитирующим фактором могли быть невысокие значения температуры поверхностного слоя в антарктической зоне. Небольшая в целом толщина верхнего перемешанного слоя могла способствовать отсутствию угнетения роста фитопланктона из-за светового голодания (Гладышев, 2009).
Проведение МПГ 2007/08 стимулировало выполнение широкого комплекса междисциплинарных исследований ключевых компонентов климатической системы Антарктики, включая Южный океан. Результаты океанографических съемок, анализ новой объемной океанографической информации, численные модели помогут получить более надежные оценки параметров изменения климата и интерпретировать роль Южного океана в формировании глобального климата.
В Гидрометцентре России разработаны компьютерные программы для анализа океанографии Южного океана с использованием данных, получаемых по оперативным каналам, прежде всего данных по температуре и солености воды по измерениям ныряющими буями Арго. Измерения этого типа охватывают большую часть Мирового океана, включая свободную ото льда часть Южного океана. Данные группировались по порциям с учетом того, что типичная продолжительность полного цикла измерений буя Арго составляет 10 суток и включает около 300 профилей в Южном океане. Для определения изменений среднего состояния полей температуры и солености воды в Южном океане использовались данные измерений в верхнем 1,5-километровом слое воды за 2005–2010 гг.
Оказалось, что средние за 2005–2010 гг. аномалии, т. е. отклонения температуры воды от климата, Мирового океанографического атласа НОАА-2001 (Conkright et al., 2002), в целом по Южному океану оказываются положительными во всем 1,5-километровом слое с максимумом 0,2 °C на глубинах 250–450 м. В слое 500–700 м они составляют 0,05–0,07 °C, уменьшаясь до 0,04 °C на нижних горизонтах 900–1400 м. Таким образом, в последнее шестилетие температурный фон вод Южного океана сохраняется более высоком в сравнении с данными атласа НОАА–2001, характеризующими климат предшествующего периода, главным образом второй половины XX века. При этом выраженные временные тренды на протяжении рассматривавшегося шестилетия не прослеживаются.
Полученные по нашим данным средние за 6 лет отклонения солености от климата свидетельствуют о слабом распреснении вод Южного океана, рассматриваемого как целое, в сравнении с климатом из атласа НОАА-2001. Степень распреснения меняется с глубиной, достигая наибольших отрицательных отклонений около –0,04 ‰ на глубине около 200 м.
Рассмотрим региональные характеристики отклонений температуры морской воды путем подразделения акватории Южного океана на восемь отдельных районов. Подразделение проведено с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, выделенные районы были достаточно малы для того, чтобы к ним можно было применить гипотезу о приблизительной однородности оцениваемых статистических характеристик (средних значений), и, с другой стороны, они были достаточно велики для обеспечения представительности выборки в пределах каждого из них. Подразделение на районы представлено в табл. 1 и на рис. 4.
Табл. 1. Отдельные районы, для которых оценивались изменения термохалинных характеристик вод Южного океана
Рис. 4. Границы и номера отдельных районов, для которых оценивались изменения термохалинных характеристик. Номера районов соответствуют табл. 1
На рис. 5 представлены вертикальные распределения отклонений от климатических значений температуры воды, осредненных за весь рассматриваемый период с января 2005 г. по октябрь 2010 г. для каждого из выделенных 8 районов Южного океана. Средняя для Южного океана картина отклонений термического состояния вод относительно климата из атласа НОАА-2001 складывается из весьма разнообразных изменений в разных частях океана. Из общих закономерностей для восьми выделенных районов прослеживается лишь выраженная тенденция к потеплению верхнего 1,5-километрового слоя воды, величина которого, однако, варьируется от района к району.
Рис. 5. Средние отклонения температуры воды от климатических значений как функции глубины в различных районах Южного океана и в целом по Мировому океану за период с января 2005 г. по октябрь 2010 г.
Наибольшие положительные отклонения отмечаются в восточной и центральной частях Тихоокеанского сектора. В восточной части этого сектора они достигают +0,4 °С на глубине около 100 м и остаются превосходящими отклонения в прочих районах на нижележащих горизонтах. В приповерхностном 100-метровом слое океана западной части Тихоокеанского и Индоокеанского секторов наблюдаются отклонения обратного знака, указывающие на охлаждение вод.
В ААНИИ были выполнены работы по моделированию термохалинной конвекции в бассейнах различных форм, проведенные при помощи двумерной и трехмерной гидродинамических моделей, которые показали, что модели, использующие гидростатическое приближение, не способны корректно описывать конвективные явления, имеющие пространственный масштаб менее нескольких сот метров. Этот факт объясняется тем, что применение гидростатического приближения оправдано лишь в тех случаях, когда модули вертикальных компонент скорости воды на 4–5 порядков меньше модулей горизонтальных компонент, а на масштабах порядка сотни метров и менее при конвекции порядки этих модулей совпадают. Негидростатические модели свободны от этого недостатка. Однако, двумерные негидростатические модели (Kazko, 2001) не способны, в свою очередь, воспроизводить конвективные явления, имеющие пространственный масштаб более нескольких сот метров, во вращающихся бассейнах, поскольку на таких масштабах становится существенным влияние силы Кориолиса, которая в реальных условиях разрушает двумерность течения, делая исходное предположение о двумерности неоправданным.
Таким образом, для описания конвективных процессов в широком диапазоне пространственных масштабов во вращающихся бассейнах пригодны лишь трехмерные негидростатические модели (Казко, 2009). Еще одним несомненным достоинством трехмерного негидростатического моделирования конвекции является возможность всестороннего исследования роли различных факторов, влияющих на процесс, таких как уплотнение при смешении или зависимость сжимаемости воды от температуры и солености – достаточно по очереди «отключать» любой из них и анализировать влияние этого отключения на картину течения.
Ниже представлены результаты расчетов трехмерной термической конвекции в бассейне, имитирующем участок шельфа и прилегающий к нему материковый склон, полученные при помощи трехмерной негидростатической модели. Акватория представляет собой квадрат со стороной 150 м, глубина шельфа 30 м, глубина океана 150 м. Бассейн расположен на широте 68° ю.ш. к востоку от береговой линии, ориентированной вдоль меридиана. В качестве начальных условий задавались однородные температура и соленость равные, соответственно, 0,5 °С и 34,6 ‰ («циркумполярная глубинная вода») и нулевая скорость воды во всем бассейне. Для скорости воды на всех границах задавались условия прилипания, для температуры – теплоизолированность всех границ кроме верхней, на которой задавалась нормальная производная температуры, соответствующая потоку тепла, равному 1000 Вт/м2. Для корректного воспроизведения глубокой конвекции была специально разработана гидродинамической модель, основанная на трехмерных уравнениях гидродинамики в переменных завихренность-векторный потенциал без гидростатического приближения и уравнениях баланса тепловой энергии и соли. Модель, использующая консервативную безусловно устойчивую конечно-разностную схему, позволяет адекватно воспроизводить конвективные процессы в бассейнах различных масштабов и форм при минимальном количестве упрощающих предположений.
На рис. 6–8 представлено распределение температуры на зональном вертикальном разрезе, проходящем через центр описанного выше бассейна, через 4, 5 и 6 часов после начала эксперимента. Видно, что конвекция начинается практически сразу после начала охлаждения бассейна, и уже через 5–6 часов поверхностная вода достигает дна. Вертикальные скорости в процессе конвективного опускания поверхностной воды превышали 0,15 м/с.
Рис. 6. Распределение температуры (°С) на зональном вертикальном разрезе, проходящем через центр бассейна, через 4 часа после начала эксперимента
Рис. 7. Распределение температуры (°С) на зональном вертикальном разрезе, проходящем через центр бассейна, через 5 часов после начала эксперимента
Рис. 8. Распределение температуры (°С) на зональном вертикальном разрезе, проходящем через центр бассейна, через 6 часов после начала эксперимента
Таким образом, трехмерная негидростатическая модель (в отличие от двумерной) воспроизводит опускание охлажденной поверхностной воды вдоль материкового склона при термической конвекции. Вид конвективных плюмов подобен наблюдаемым на материковом склоне залива Прюдс (Антипов, Клепиков, 2007; Антипов, Клепиков, в наст. сборнике «О взаимодействии…»). Это свидетельствует о том, что процесс опускания является существенно трехмерным. Наши расчеты показали, что порядок вертикальной скорости при склоновой конвекции составляет 0,1 м/с, а время, в течение которого охлажденная поверхностная вода достигает дна для бассейна глубиной 150 м, составляет несколько часов.
Российские океанографические работы, выполненные в 2007–2011 гг., результаты анализа новых данных и численного моделирования явились существенным вкладом в проекты МПГ «Взаимодействие вод антарктического склона и шельфа в синоптическом масштабе» и «Климат Антарктики и Южного океана». При объединении российских данных с результатами экспедиций других стран, участвовавших в этих проектах, может быть получена достаточно детальная картина процессов в Южном океане. Понимание океанографических процессов в Южном океане и их связей с остальной частью климатической системы является одной из основ для прогнозирования будущих изменений и требует осуществления мониторинга параметров вод Южного океана. Скоординированные работы по проектам МПГ являются одним из первых шагов к созданию Системы наблюдений за Южным океаном (Southern Ocean Observing System – SOOS), которая сейчас разрабатывается международным океанографическим сообществом.
Антипов Н.Н., Данилов А.И., Клепиков А.В. Циркуляция и структура вод западной части моря Уэдделла по данным натурного эксперимента «Дрейфующая станция „Уэдделл-1“» // Сб. «Антарктика», М.: Наука, 1998, Вып. 34, С. 5–30.
Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Циклонические круговороты окраинных морей восточной Антарктиды // Сб. «Арктика и Антарктика», М.: Наука, 2003, Вып.2 (36), С. 126–148.
Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Особенности океанографического режима залива Прюдс по данным экспедиций ААНИИ 1997–2007 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики, 2007, Вып. 76, С. 36–48.
Антипов Н.Н., Батрак К.В., Духова Л.А., Кузнецов В.Л., Масленников В.В. Гидролого-гидрохимические исследования в 53-й российской антарктической экспедиции на научно-экспедиционном судне «Академик Федоров» // Океанология, 2009, Т.49, № 1, С. 155–158.
Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Крупномасштабная структура циркуляции вод круговорота Росса // Труды ААНИИ, 2007, Т. 447, С. 115–125.
Антипов Н.Н., Клепиков А.В. О взаимодействии вод шельфа и глубокого океана над материковым склоном Антарктиды (в наст. сборнике).
Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Термическая структура верхнего слоя океана между Африкой и Антарктидой по данным океанографических работ ААНИИ 2004–2010 гг. (в наст. сборнике).
Гладышев С.В. Выполнение разрезов SR1 и SR2 через пролив Дрейка и от Африки до Антарктиды на судах ИО РАН «Академик Вавилов» и «Академик Иоффе» // В сб. Экспедиционные исследования в период МПГ 2007/08 (под ред. А.И. Данилова). Т. 2. Экспедиции 2008–2009. С.-Петербург, ААНИИ, 220 с.
Гладышев С.В., Кошляков М.Н., Тараканов Р.Ю. Течения в проливе Дрейка по данным наблюдений 2007 г. // Океанология. 2008. Т. 48, № 6, С. 1–13.
Головин П.Н., Антипов Н.Н., Клепиков А.В. Общие черты и особенности стока антарктических шельфовых вод на шельфе и материковом склоне моря Содружества и их влияние на формирование донных вод Южного океана // Океанология, 2011, N 3.
Казко Г.В. О моделировании циркуляции подледникового озера Восток (Центральная Антарктида).// Проблемы Арктики и Антарктики, 2009, № 1 (81), С. 138–145.
Conkright M.E., Locarnini R. A., Garcia H.E., O’Brien T.D., Boyer T.P., Stephens C., Antonov J.I. World Ocean Atlas 2001: Objective Analyses, Data Statistics, and Figures. CD-ROM Documentation / National Oceanographic Data Center. Silver Spring, MD, 2002, 17 p.
Kazko G.V. Estimates of some parameters of lake Vostok circulation, found with a two-dimensional nonhydrostatic model // Physics of Vibrations, 2001,Vol. 9, No.3, P. 182–188.
Legeais, J., Speich S., Arhan M., Ansorge I., Fahrbach E., Garzoli S., Klepikov A. The baroclinic transport of the Antarctic Circumpolar Current south of Africa // Geophys. Res. Lett., 2005, 32, L24602, 5 p.
Rintoul S.R., Sokolov S., Church J. A 6 year record of baroclinic transport variability of the Antarctic Circumpolar Current at 140°E derived from expendable bathythermograph and altimeter measurements // J. Geophysical Res., 2002,107, 3155, 22 p.
Abstract
A review of the results of the Russian expedition oceanographic studies of the Southern Ocean carried out during the period of IPY 2007/08 under the projects «Synoptic Antarctic Shelf Slope Interaction Study» and «Climate of the Antarctic and Southern Ocean» is presented. Understanding of the oceanographic processes in the Southern Ocean and their relations with the rest of the climatic system is one of the bases for projecting the future changes and requires establishing an international system of monitoring water parameters of the Southern Ocean as the IPY legacy. The results of the analysis of temperature and salinity of the upper layer of the Southern Ocean with a depth of 1,5 km, using data obtained primarily from Argo buoys are presented. The average anomalies for 2005–2010, i.e., water temperature deviations from the climatic values in the Southern Ocean turned out to be positive in the entire layer under consideration with a maximum of 0,2 °С in the layer of 250–450 m. In the layer of 500–700 m, they comprise 0,07 °С, decreasing to 0,04 °С in the bottom levels of 900–1400 m. The average for 6 years salinity deviations from climate values indicate weak water freshening in the Southern Ocean with the largest negative deviations of about –0,04 ‰, achieved at a depth of 200 m. The first results of convection modeling with two– and three-dimensional non-hydrostatic models show that sinking of cooled water along the continental slope at thermal convection is significantly three-dimensional. The calculations showed the order of vertical speed at the slope convection to be 0,1m/s.