Распределение кислорода и дефицита кислорода в атлантических водах в Евразийском суббассейне Северного Ледовитого океана

Представлены результаты гидрохимических исследований, полученные во время дрейфа станций СП-34 и СП-35, а также океанографических наблюдений в высокоширотных арктических экспедициях 2005 и 2007 гг. Исследована изменчивость растворенного кислорода и дефицита кислорода в ядре атлантической водной массы (АВМ) в Евразийском суббассейне. Распределение кислорода в ядре АВМ характеризуется практически постоянным его содержанием в котловинах Амундсена и Нансена и над хребтом Гаккеля. Вертикальное распределение кислорода в котловинах характеризуется минимумом в ядре атлантических вод.

Показано, что в исследуемом районе между температурой воды в ядре АВМ и дефицитом кислорода существует зависимость, а именно: с уменьшением температуры воды дефицит кислорода увеличивается. Наименьший дефицит кислорода наблюдается в АВМ, поступающей из пролива Фрама в котловину Нансена. Вдоль Евразийского материкового склона дефицит кислорода в ядре АВМ увеличивается, и наибольшее его значение имеют возвратные атлантические воды в котловине Амундсена. Обсуждаются возможные сценарии, объясняющие трансформацию характеристик ядра АВМ, распространяющейся вдоль хребта Ломоносова.

Дефицит кислорода в ядре АВМ имеет значимые вариации величин в котловинах Нансена и Амундсена и в отличие от величины растворенного кислорода, изменчивость которого невелика, может служить хорошим индикатором трансформации и циркуляции атлантических вод в Евразийском суббассейне.

1. Иванов А. Введение в океанографию. М.: Мир, 1978. 574 с.

2. Иванов В.В., Аксенов Е.О. Трансформация атлантической воды в восточной части котловины Нансена по данным наблюдений и моделирования // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 1 (95). С. 72–87.

3. Кириллов С.А. Термохалинные интрузии в северной части моря Лаптевых и их вклад в процессы вертикального теплои солеобмена: Дис. ... канд. геогр. наук. СПб., 2007. 208 с.

4. Купецкий В.Н. Глубинные атлантические воды как причина некоторых особенностей полярного климата // Проблемы Арктики. 1959. № 6. С. 13–21.

5. Панов В.В., Шпайхер А.О. Влияние атлантических вод на некоторые черты гидрологического режима Арктического бассейна и сопредельных морей // Океанология. 1963. Т. 3. № 4. С. 579–590.

6. Романкевич Е.А., Ветров А.А. Цикл углерода в Арктических морях России. М.: Наука, 2001. 302 с. Современные методы гидрохимических исследований океана. М.: ИО АН СССР, 1992. 200 с.

7. Тимофеев В.Т. Атлантические воды в Арктическом бассейне // Проблемы Арктики. 1957. № 2. С. 41–51.

8. Тимофеев В.Н. Поступление атлантической воды и тепла в Арктический бассейн // Океанология. 1961. Т. 1. № 3. С. 407– 411.

9. Тимофеев В.Т., Панов В.В. Косвенные методы выделения и анализа водных масс. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 285 с.

10. Трешников А.Ф., Баранов Г.И. Структура циркуляции вод Арктического бассейна. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 157 с.

11. Шпайхер А.О. О влиянии атлантических вод на формирование особенностей гидрометеорологических процессов в зимний период (на примере морей Карского и Лаптевых) // Известия Всесоюзного географического общества. 1967. Т. 99. Вып. 2. С. 114–121.

12. Aagaard K., Swift J.H., Carmack E.C. Thermohaline circulation in the Arctic Mediterranean Seas // Journal of Geophys. Res. 1985. Vol. 90. № C3. P. 4833–4846.

13. Carmack E.C., Aagaard K., Swift J.H., Macdonald R.W., Mclaughlin F.A., Jones E.P., Perkin R.G., Smith J.N., Ellis K.M., Killius L.R. Changes in temperature and tracer distributions within the Arctic Ocean: results from the 1994 Arctic Ocean section // Deep-Sea Res. II. 1997. Vol. 44. № 8. P. 1487–1502.

14. Dmitrenko I.A,Kirillov S.A., Ivanov V.V., Woodgate R.A., Polyakov I.V., Koldunov N., Fortier L., Lalande C., Kaleschke L., Bauch D., Holemann J.A., Timokhov L.A. Seasonal modification of the Arctic Ocean intermediate water layer off the eastern Laptev Sea continental shelf break // Journal of Geophys. Res. 2009. Vol. 114. C06010, doi:10.1029/2008JC005229.

15. Ivanov V.V., Polyakov I.V., Dmitrenko I.A., Hansen E., Repina I.A., Kirillov S.A., Mauritzen C., Simons H., Timokhov L.A. Seasonal variability in Atlantic Water off Spitsbergen // Deep-Sea Res. I. 2009. Vol. 56. P. 1–14.

16. Manly T.O. Branching of Atlantic Water within the Greenland-Spitsbergen Passage: An estimate of recirculation // Journal of Geophys. Res. 1995. Vol. 100. № C10. P. 20627–20634.

17. Pnyushkov A.V., Polyakov I.V., Ivanov V.V., Kikuchi T. Structure of the Fram Strait branch of the boundary current in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean // Polar Science. 2013. Vol. 7. P. 53–71.

18. Polyakov I.V., Beszczynska A., Carmack E.C., Dmitrenko I.A., Fahrbach E., Frolov I.E., Gerdes R., Hansen E., Holfort J., Ivanov V.V., Johnson M.A., Karcher M., Kauker F., Morison J, Orvik K.A., Schauer U., Simmons H.L., Skagseth O., Sokolov V.T., Steele M., Timokhov L.A., Walsh D., Walsh J.E. One more step toward a warmer Arctic // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32 (17). L17605. doi:10.1029/2005GL023740.

19. Rudels B. Arctic basin circulation // Encyclopedia of ocean science / Steele J.M., Thorpe S.A., Turekian K.K. (eds.) London: Academic Press, 2001. P. 177–187.

20. Rudels B., Meyer R., Fahrbach E., Ivanov V.V., Osterhus S., Quadfasel D., Schauer U., Tverberg V., Woodgate R.A. Water mass distribution in Fram Strait and over the Yermak Plateau in summer 1997 // Ann. Geophysicae. 2000. Vol. 18. P. 687–705.

21. Rudels B., Muench R.D., Gunn J., Schauer U., Friedrich H.J. Evolution of the Arctic Ocean boundary current north of the Siberian shelves // Journal of Marine Systems. 2000. Vol. 25. P. 77–97.

22. Rudels B., Schauer U., Björk G., Korhonen M., Pisarev S., Rabe B., Wisotzki A. Observations of water masses and circulation with focus on the Eurasian Basin of the Arctic Ocean from the 1990s to the late 2000s // Ocean Sci. 2013. Vol. 9. P. 147–169. doi:10.5194/os-9-147-2013.

23. Saloranta, T. M., Haugan P.M. Interannual variability in the hydrography of Atlantic water northwest of Svalbard // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 13931–13943.

24. Schauer U., Loeng H., Rudels B., Ozhigin V. K., Dieck W. Atlantic water flow through the Barents and Kara seas // Deep-Sea Research. 2002. Vol. 49. P. 2281–2298.

25. Wallace D.W.R., Moore R.M., Jones E.P. Ventilation of the Arctic Ocean cold halocline: rates and isopycnal transport, oxygen and primary production inferred using chlorofluoromethane distributions // Deep-Sea Research. 1987. Vol. 34. № 12. P. 1957–1979.

26. Wallace D.W.R., Schlosser P., Krysell M., Bonisch G. Halocarbon ratio and tritium/3He dating of water masses in the Nancen Basin, Arctic Ocean // Deep-Sea Research. 1992. Vol. 39. Suppl. 2. P. 435–458.

27. Woodgate R.A., Aagaard K., Muench R.D., Gunn J., Bjork G., Rudels B., Roach A.T., Schauer U. The Arctic Ocean Boundary Current along the Eurasian slope and the adjacent Lomonosov Ridge: Water mass properties, transports and transformations from moored instruments // Deep-Sea Research I. 2001. Vol. 48. P. 1757–1792.