ИСТИНА

Одним из основных вопросов проблемы взаимодействия океана и атмосферы является описание процессов энергомассобмена. В наиболее сложном виде эти процессы представлены в Арктическом бассейне, так как ледяной покров определяет изменение альбедо, потоки тепла и влаги, а также динамическое взаимодействие между океаном и атмосферой. В работе представлены результаты экспериментальных исследований турбулентного взаимодействия атмосферы и морской поверхности в летний и осенний период в центральных и шельфовых зонах Северного Ледовитого океана. Для анализа используются данные экспериментальных наблюдений характеристик энерго- и газообмена в Арктике в период с 2000 по 2018 гг. В их процессе проводилось непрерывное измерение составляющих энергетического баланса в приводном слое атмосферы, а также анализ энергообмена атмосферы и подстилающей поверхности при различных метеоусловиях и условиях атмосферной стратификации с помощью инструментальных измерений потоков тепла, влаги, углекислого газа, импульса и радиационного обмена в приповерхностном слое атмосферы. В основном, измерения проводились в центральных районах Арктики на границах континентального шельфа. Рассматриваются данные, полученные над открытой водой, тонким молодым льдом, при наличии разводий и снежниц и в прикромочных зонах. Установлено, что в осенне-зимний период влияние толщины и сплоченности льда на турбулентный энергообмен в атмосфере может быть значительным. Над участками открытой воды и тонкого молодого льда вклад турбулентного обмена в тепловой баланс превосходит радиационный. Наблюдается положительный поток тепла над зонами разводий и отрицательный над многолетними льдами. Поток тепла оказывается зависим от наличия пространственных неоднородностей на поверхности льда – торосов, снежниц, разводий и пр. Усиление турбулентного энергообмена наблюдается в прикромочной зоне, что приводит к интенсификации атмосферных процессов в прикромочной зоне в осенний период. Данные измерений сравниваются с данными основных реанализов (ERAInterim, NCEP/NCAR и ASR), результатами расчетов региональных моделей COSMO и WRF и результатами расчетов потоков по спутниковым данным, представленным в архивах HOAPS и AOFLUX. Модели наиболее адекватно представляют значения потоков тепла и влаги для арктического региона. В реанализах наблюдается недооценка потоков тепла, особенно в прикромочных зонах и в период ледообразования. Ошибки спутниковых архивов связаны с ошибками определения сплоченности льда и температуры подстилающей поверхности при неоднороднодном ледяном покрове. Сравнение судовых наблюдений с данными реанализа и мезомасштабного моделирования показывает, что реанализы плохо воспроизводят турбулентные потоки в северной полярной области, особенно в осенний период. Это связано как с недостаточной разработанностью параметризаций для определения коэффициентов обмена в алгоритмах расчета турбулентных потоков, так и со сложностью определения температуры поверхности, покрытой льдом различной сплоченности. Что касается газообмена, на большей части акватории океан поглощает CO2 из атмосферы, что может быть следствием повышения абсорбционной емкости воды вызванного осенним охлаждением, и/или остаточной фотосинтетической активностью. Поток меняет знак в при наличии следов речного стока, где отмечается значительное падение солености и увеличение поверхностной температуры, что свидетельствует о присутствии речных вод, которые как правило перенасыщены СО2 относительно атмосферы. Этот факт подтверждают и спутниковые данные о температуре поверхности в регионе и концентрации хлорофилла, а также измерения солености, проведенные в то же время в дельте Лены, которые показывают язык пресных вод, уходящий в район измерений. Над льдом поток отрицателен и близок к 0 ммол/(м2 день). В прибрежной зоне поток положителен. В докладе также энерго- и газообмена в системе океан-атмосфера по данным дистанционного зондирования.