aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институтaari-88Research ArticleСтатьиИзменения термохалинных характеристик трансполярной системы Северного Ледовитого океанаChanges of termohaline characteristics of Transpolar system of the Arctic oceanТимоховЛ. А.TimokhovL. A.

Доктор физико-математических наук 

Санкт-Петербург

ФроловИ. Е.FrolovI. E.

Доктор географических наук 

Санкт-Петербург

ltim@aari.nw.ruКассенсХ.KassensH.

Доктор

hkassens@geomar.deКарпийВ. Ю.KarpiyV. Yu.

Старший научный сотрудник 

Санкт-Петербург

ltim@aari.nw.ruЛебедевН. В.LebedevN. V.

Старший научный сотрудник 

Санкт-Петербург

ltim@aari.nw.ruМалиновскийС. Ю.MalinovskyS. Yu.

Инженер 

Санкт-Петербург

ltim@aari.nw.ruПоляковИ. В.PolyakovI. V.

Доктор физико-математических наук 

Fairbanks, Alaska

igor-pc@iarc.uaf.eduХелеманнЕ.HoelemannJ

Доктор

Jens.Hoelemann@awi.deГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтRussian FederationИнститут морских наук (GEOMAR)GermanyInternational Arctic Research Center, University of Alaska FairbanksUnited StatesИнститут морских и полярных исследований им. Альфреда Вегенера (AWI)Germany201630062016023449Copyright © Тимохов Л.А., Фролов И.Е., Кассенс Х., Карпий В.Ю., Лебедев Н.В., Малиновский С.Ю., Поляков И.В., Хелеманн Е., 20162016Тимохов Л.А., Фролов И.Е., Кассенс Х., Карпий В.Ю., Лебедев Н.В., Малиновский С.Ю., Поляков И.В., Хелеманн Е.Timokhov L.A., Frolov I.E., Kassens H., Karpiy V.Y., Lebedev N.V., Malinovsky S.Y., Polyakov I.V., Hoelemann j.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/88

Обширные архивы данных наблюдений использованы для анализа изменений солености, температуры и толщины верхнего, атлантического и донного слоев в 1950–1993, 2007–2013 гг. в Евразийском и Амеразийском суббассейнах Северного Ледовитого океана (СЛО). Мультирегрессионные модели выявили механизмы сопряженности характеристик слоев. Выявлена оппозиция вариации толщин атлантического слоя, с одной стороны, и верхнего и донного слоев, с другой, а также зависимость, в которой за повышением температуры атлантических вод следует увеличение солености поверхностного слоя с запаздыванием в 4 года. Высокая корреляция между температурой и соленостью верхнего и атлантического слоев СЛО с индексами климатической изменчивости (например, с индексом Североатлантического колебания) свидетельствует о связанности процессов в Арктике и низких широтах. Установлена роль внешних гидрометеорологических воздействий в климатических изменениях состояния СЛО. Полученная статистическая малопараметрическая модель описывает функционирование макромасштабных составляющих Трансполярной системы СЛО, что является важным вкладом в понимание арктической климатической системы.

Extensive archives of observations have been used to analyze changes of water salinity, temperature and thickness of the upper,Atlanticand bottom layers in the Eurasian and Amerasian basins of the Arctic Ocean (AO) in 1950–1993 and 2007–2013. Multivariate models revealed the mechanisms of the coherency of the layer properties. An opposition of variations of thicknesses of the Atlantic layer from one side and the upper and bottom layers from the other side was established; it was also shown that the increase of temperature of the Atlantic layer is followed by salinification of the upper layer with a 4 year lag. Strong correlation of temperature and salinity of the upper and Atlantic layers with climatic indexes (like the North Atlantic Oscillation index) suggests the connection between processes in theArcticand lower latitude regions. The role of external hydrometeorological forcings in climatic changes of the AO state was revealed. The statistical multivariable model is capable of describing large-scale components of the Transpolar system of the AO which is an important contribution for understanding of the Arctic climate system.

Северный Ледовитый океанверхний слойатлантический слойдонный слойТрансполярная система Северного Ледовитого океанасопряженность межгодовых изменений средних характеристик слоевмалопараметрическая модель Трансполярной системыArctic Oceanupper layerAtlantic layerbottom layerTranspolar system of the Arctic Oceancoherency of interannual changes of mean characteristics of the layersmultivariate model of Transpolar systemReferencesНикифоров Е.Г., Шпайхер А.О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 269 с.Никифоров Е.Г., Шпайхер А.О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 269 с.Никифоров Е.Г. Стеродинамическая система Северного Ледовитого океана. СПб.: ААНИИ, 2006. 174 с.Никифоров Е.Г. Стеродинамическая система Северного Ледовитого океана. СПб.: ААНИИ, 2006. 174 с.Покровский О.М., Тимохов Л.А. Реконструкция зимних полей температуры и солености Северного Ледовитого океана // Океанология. 2002. Т. 42. № 6. С. 822–830.Покровский О.М., Тимохов Л.А. Реконструкция зимних полей температуры и солености Северного Ледовитого океана // Океанология. 2002. Т. 42. № 6. С. 822–830.Тимохов Л.А., Чернявская Е.А., Никифоров Е.Г., Поляков И.В., Карпий В.Ю. Статистическая модель межгодовой изменчивости полей зимней солености поверхностного слоя в Арктическом бассейне // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 1 (90). C. 89–102.Тимохов Л.А., Чернявская Е.А., Никифоров Е.Г., Поляков И.В., Карпий В.Ю. Статистическая модель межгодовой изменчивости полей зимней солености поверхностного слоя в Арктическом бассейне // Проблемы Арктики и Антарктики. 2012. № 1 (90). C. 89–102.Фролов И.Е., Гудкович З.М., Радионов В.Ф., Тимохов Л.А., Широчков А.В. Научные исследования в Арктике. Т. 1. Научно-исследовательские дрейфующие станции «Северный полюс». СПб.: Наука, 2005. 267 с.Фролов И.Е., Гудкович З.М., Радионов В.Ф., Тимохов Л.А., Широчков А.В. Научные исследования в Арктике. Т. 1. Научно-исследовательские дрейфующие станции «Северный полюс». СПб.: Наука, 2005. 267 с.Joint U.S.-Russian Atlas of the Arctic Ocean, Oceanography Atlas for the Winter (1997) and Summer Period (1998). Ed. by L. Timokhov, F. Tanis. Environmental Working Group, University of Colorado, Boulder, CD-ROM.Joint U.S.-Russian Atlas of the Arctic Ocean, Oceanography Atlas for the Winter (1997) and Summer Period (1998). Ed. by L. Timokhov, F. Tanis. Environmental Working Group, University of Colorado, Boulder, CD-ROM.Polyakov I.V., Beszczynska A., Carmack E.C., Dmitrenko I.A., Fahrbach E., Frolov I.E., Gerdes R., Hansen E., Holfort J., Ivanov V., Jonson M., Karcher M., Kauker F., Morison J., Orvik K., Schauer U., Smmons H., Skagseth O., Sokolov V., Steel M., Timokhov L., Walsh D., Walsh J.E. One more step toward a warmer Arctic // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32. P. 1–4. L17605. doi:10.1029/2005GL0237402005.Polyakov I.V., Beszczynska A., Carmack E.C., Dmitrenko I.A., Fahrbach E., Frolov I.E., Gerdes R., Hansen E., Holfort J., Ivanov V., Jonson M., Karcher M., Kauker F., Morison J., Orvik K., Schauer U., Smmons H., Skagseth O., Sokolov V., Steel M., Timokhov L., Walsh D., Walsh J.E. One more step toward a warmer Arctic // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32. P. 1–4. L17605. doi:10.1029/2005GL0237402005.Quadfase D.A., Sy A., Wells D., Tunik A. Warming in the Arctic // Nature. 1991. 350, 385. doi:10.1038/350385a0Quadfase D.A., Sy A., Wells D., Tunik A. Warming in the Arctic // Nature. 1991. 350, 385. doi:10.1038/350385a0Roach A.T., Aagaard K., Pease C.H., Salo S.A., Weigartner T., Pavlov V.K., Kulakov M.Yu. Direct measurements of transport and properties through the Bering Strait // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. № C9. P. 18443–18457.Roach A.T., Aagaard K., Pease C.H., Salo S.A., Weigartner T., Pavlov V.K., Kulakov M.Yu. Direct measurements of transport and properties through the Bering Strait // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. № C9. P. 18443–18457.Timokhov L., Ashik I., Dmitrenko I., Hoelemann J., Kassens H., Kirillov S., Polyakov I., Sokolov V. Extreme changes of the Arctic Ocean during and after IPY 2007/2008 // Polarforschug. 2011. Vol. 81 (2). P. 85–102.Timokhov L., Ashik I., Dmitrenko I., Hoelemann J., Kassens H., Kirillov S., Polyakov I., Sokolov V. Extreme changes of the Arctic Ocean during and after IPY 2007/2008 // Polarforschug. 2011. Vol. 81 (2). P. 85–102.Woodgate R.A., Stafford K.M., Praha F.G. A synthesis of year-round interdisciplinary mooring measurements in the Bering Strait (1990–2014) and the RUSALCA years (2004–2011) // Oceanography. 015. Vol. 28. P. 46–67. doi:10.5670/oceanog.2015.57.2015.Woodgate R.A., Stafford K.M., Praha F.G. A synthesis of year-round interdisciplinary mooring measurements in the Bering Strait (1990–2014) and the RUSALCA years (2004–2011) // Oceanography. 015. Vol. 28. P. 46–67. doi:10.5670/oceanog.2015.57.2015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.