Пространственно-временная изменчивость теплосодержания в Северо-Европейском бассейне по данным реанализа ORAS5

Исследование посвящено анализу пространственно-временной изменчивости теплосодержания в Северо-Европейском бассейне (СЕБ) — Баренцевом, Гренландском и Норвежском морях — по данным реанализа ORAS5 за период 1982–2024 гг. Актуальность работы обусловлена усилением климатических изменений в Арктике, влияющих на термохалинную циркуляцию и ледовый режим. Целью является анализ межгодовых изменений теплосодержания морей СЕБ по данным реанализа ORAS5 за период 1982–2024 гг. с учетом сезонной динамики, выявление пространственных закономерностей в распределении трендов теплосодержания для различных слоев и исследование особенностей вертикального распределения теплосодержания в контексте современных климатических изменений. Использованы методы линейной регрессии, критерий Стьюдента и вертикальное зонирование слоев (0–600 м). Результаты показали, что максимальные тренды теплосодержания наблюдаются зимой в зонах адвекции (R2 > 0,5), летом преобладает влияние стратификации и турбулентности. Выявлено углубление изотерм после 2000х гг. в проливе Фрама, котловинах Борея и Лофотенской, в районе хребта Мона.

1. IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate. Edited by H.O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press; 2019:755 p.

2. Serreze M.C., Barry R.G. Processes and impacts of Arctic amplification: A research synthesis. Glob. Planet. Change. 2011;77:85–96. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2011.03.004

3. Алексеев Г. В., Харланенкова Н. Е., Вязилова А. Е. Арктическое усиление: роль междуширотного обмена в атмосфере. Фундаментальная и прикладная климатология. 2023;9(1):13–32. https://doi.org/10.1134/S0001433823140025

4. Latonin M.M., Bashmachnikov I.L., Bobylev L.P. The Arctic amplification phenomenon and its driving mechanisms. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2020;13(3):3–19. https://doi.org/10.7868/S2073667320030016

5. Østerhus S., Turrell W.R., Jónsson S., Hansen B. Measured volume, heat, and salt fluxes from the Atlantic to the Arctic Mediterranean. Geophysical Research Letters. 2005;32(7):L07603. https://doi.org/10.1029/2004GL022188

6. Sando A.B., Nilsen J.E.Ø., Gao Y., Lohmann K. Importance of heat transport and local airsea heat fluxes for Barents Sea climate variability. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2014;119(3):1970–1987. https://doi.org/10.1002/2013JC009699

7. Bashmachnikov I.L., Raj R.P., Golubkin P., Kozlov I.E. Heat Transport by Mesoscale Eddies in the Norwegian and Greenland Seas. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2023;128:e2022JC018987. https://doi.org/10.1029/2022JC018987

8. Polyakov I.V., Pnyushkov A.V., Charette M., Cho K., Jung J., Kipp L., Muilwijk M., Whitmore L., Yang E.J., Yoo J. Atlantification advances into the Amerasian Basin of the Arctic Ocean. Science Advances. 2025;11(8):eadq7580. https://doi.org/10.1126/sciadv.adq7580

9. Lind S., Ingvaldsen R.B., Furevik T. Arctic warming hotspot in the northern Barents Sea linked to declining sea-ice import. Nature Climate Change. 2018;8(7):634–639. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0205-y

10. Volkov D.L., Belonenko T.V., Foux V.R. Puzzling over the dynamics of the Lofoten Basin-a subArctic hot spot of ocean variability. Geophysical Research Letters. 2013;40(4):738–743. https://doi.org/10.1002/grl.50126

11. Polyakov I.V., Ingvaldsen R.B., Pnyushkov A.V., Bhatt U.S., Francis J.A., Janout M., Kwok R., Skagseth Ø. Fluctuating Atlantic inflows modulate Arctic atlantification. Science. 2023;381(6661):972–979. https://doi.org/10.1126/science.adh5158

12. van der Swaluw E., Drijfhout S.S., Hazeleger W. Bjerknes compensation at high northern latitudes: The ocean forcing the atmosphere. Journal of Climate. 2007;20(24):6023–6032. https://doi.org/10.1175/2007JCLI1562.1

13. Latonin M.M., Bashmachnikov I.L., Bobylev L.P. Bjerknes compensation mechanism as a possible trigger of the low-frequency variability of Arctic amplification. Russian Journal of Earth Sciences. 2022; 22(6):1–21. https://doi.org/10.2205/2022ES000820

14. Latonin M.M., Bashmachnikov I.L., Semenov V.A. Enhanced wintertime convergence of atmospheric and oceanic heat transports in the Barents Sea region under present climate warming. Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(2):1–11. https://doi.org/10.2205/2025ES000967

15. Лебедев К.В., Попов А.П., Филюшкин Б.Н. Использование наблюдений Арго для исследования межгодовой изменчивости теплообмена полярных морей с атмосферой, Атлантическим и Северным Ледовитым океанами и интенсивности ледообразования. Океанологические исследования. 2024;52(4):128–146. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2024.52(4).8

16. Iakovleva D.A., Bashmachnikov I.L., Diansky N.A. Coherence of deep convection in the Irminger Sea with oceanic heat advection. Oceanology. 2023;63(Suppl. 1):S1–S10. https://doi.org/10.1134/S0001437023070214

17. Смирнова Ю.Е., Заболотских Е.В., Бобылев Л.П., Шапрон Б. Статистические характеристики полярных циклонов в морях Северо-Европейского бассейна по данным спутниковых микроволновых радиометров. Исследование Земли из космоса. 2016;(3):27–36. https://doi.org/10.1134/S0001433816090255

18. Beszczynska-Möller A., Woodgate R.A., Lee C., Melling H., Karcher M. A synthesis of exchanges through the main oceanic gateways to the Arctic Ocean. Oceanography. 2012;25(3):82–99. http://www.jstor.org/stable/24861302

19. Strehl C., Fer I., Koszalka I.M. Observed changes in the Greenland Sea deep-water convection. Nature Communications. 2024;15(1):1–12. https://doi.org/10.1038/s41467-024-45670-9

20. de Steur L., Hansen E., Gerland S., Lind S., Eldevik T. Upper Ocean warming and sea ice reduction in the East Greenland Current from 2003 to 2019. Communications Earth & Environment. 2023;4(1):261. https://doi.org/10.1038/s43247-023-00913-3

21. Björk G., Gustafsson B.G., Stigebrandt A. Upper layer circulation of the Nordic seas as inferred from the spatial distribution of heat and freshwater content and potential energy. Polar Research. 2001;20(2):161–168. https://doi.org/10.3402/polar.v20i2.6513

22. Вакуленко Н.В., Сонечкин Д.М. Дирижеры изменений теплосодержания слоев океана Северной Атлантики. Океанология. 2020;60(1):5–13. https://doi.org/10.31857/S0030157420010232

23. Copernicus Climate Change Service, Climate Data Store, (2021): ORAS5 global ocean reanalysis monthly data from 1958 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS). https://doi.org/10.24381/cds.67e8eeb7 (accession date 10.04.2025)

24. Zuo H., Balmaseda M. A., Mogensen K., Tietsche S. OCEAN5: the ECMWF ocean reanalysis system and its real-time analysis component. Reading, UK: ECMWE; 2018. 44 p. https://doi.org/10.21957/la2v0442

25. Zuo H., Balmaseda M.A., Tietsche S., Mogensen K., Mayer M. The ECMWF operational ensemble reanalysis–analysis system for ocean and sea ice: a description of the system and assessment. Ocean science. 2019;15(3):779–808. https://doi.org/10.5194/os-15-779-2019

26. Сумкина А.А., Кивва К.К., Иванов В.В., Смирнов А.В. Сезонное очищение ото льда Баренцева моря и его зависимость от адвекции тепла Атлантическими водами. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022;15(1):82–97. https://doi.org/10.59887/fpg/1krp-xbuk-6gpz

27. Ахтямова А.Ф., Травкин В.С. Исследование фронтальных зон Норвежского моря. Морской гидрофизический журнал. 2023;39(1):67–83. https://doi.org/10.29039/0233-7584-2023-1-67-83

28. Volkov D.L., Kubryakov A.A., Lumpkin R. Formation and variability of the Lofoten basin vortex in a high-resolution ocean model. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2015;105:142–157. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2015.09.001

29. Belonenko T., Zinchenko V., Gordeeva S., Raj R.P. Evaluation of heat and salt transports by mesoscale eddies in the Lofoten Basin. Russian Journal of Earth Sciences. 2020;20(6):6. https://doi.org/10.2205/2020ES000720

30. Abot L., Provost C., Poli L. Recent convection decline in the Greenland Sea: Insights from the Mercator ocean system over 2008–2020. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2023;128(6):e2022JC019320. https://doi.org/10.1029/2022JC019320

31. Latarius K., Quadfasel D. Seasonal to inter-annual variability of temperature and salinity in the Greenland Sea Gyre: heat and freshwater budgets. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography. 2010;62(4):497–515. https://doi.org/10.1111/j.1600-0870.2010.00453.x

32. Башмачников И.Л., Федоров А.М., Bесман А.B., Белоненко Т.В., Колдунов А.В., Духовской Д.С. Термохалинная конвекция в субполярных морях Северной Атлантики и СевероЕвропейского бассейна СЛО по спутниковым и натурным данным. Часть 1: локализация областей конвекции. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018;15(7):184–194. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2018-15-7-184-194

33. Иванов В.В. Современные изменения гидрометеорологических условий в Северном Ледовитом океане, связанные с сокращением морского ледяного покрова. Гидрометеорология и экология. 2021;(64):407–434. https://doi.org/10.33933/2713-3001-2021-64-407-434