Ученые из Института океанологии имени Ширшова РАН и МФТИ с коллегами на основе данных, полученных в экспедициях в Карском море и море Лаптевых, описали динамику распространения и изменчивость плюма Оби — Енисея в период, когда эти моря покрыты льдом.
Плюмы рек / © Пресс-служба МФТИ
Результаты исследования, опубликованные в журнале Scientific Reports, представляют большой интерес для понимания баланса пресной воды и углерода и биогенов на шельфе морей российской Арктики.
Зарегистрированное перетекание плюма Оби — Енисея из Карского моря в море Лаптевых в период, когда эти моря покрыты льдом, существенно расширяет ранее существовавшие представления об обязательной ветровой физической подоплеке этого процесса. В исследовании продемонстрировано, что при определенных условиях распространение плюма Оби — Енисея на восток становится возможным без ветрового воздействия. В частности, это происходит в результате действия осенней конвекции, которая резко уменьшает силу трения между речным плюмом и нижележащими морскими водами.
«Наше исследование посвящено изучению плюма Оби — Енисея в период наличия морского ледяного покрова. Фактически это первый подробный анализ динамики крупного речного плюма подо льдом, основанный на прямых натурных наблюдениях за структурой солености в поверхностном слое Карского моря и проливе Вилькицкого. Эта работа заполняет большой пробел в понимании важного компонента крупномасштабного переноса пресной воды в Евразийской части Северного Ледовитого океана», — сообщил Александр Осадчиев, руководитель исследования, ведущий научный сотрудник Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН и главный научный сотрудник МФТИ.
Речной плюм — это опресненная водная масса, которая образуется в море в результате смешивания речного стока и соленой морской воды. Плюм Оби — Енисея (площадью до 250 тысяч квадратных километров), расположенный в Карском море, и плюм Лены (площадью до 500 тысяч квадратных километров ), расположенный в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море, являются крупнейшими плюмами в Мировом океане.
Речной сток в Северный Ледовитый океан за последнее столетие увеличился на 5–10 процентов и, согласно прогнозам, продолжит увеличиваться из-за изменения климата. Большая часть увеличения объема стока происходит зимой и весной и влияет на региональные физические, химические и биологические процессы в Карском море и море Лаптевых. Этот факт подчеркивает важность изучения процессов переноса пресной воды в Арктике в ледовый период.
До сих пор в Карском море, море Лаптевых и Восточно-Сибирском море из-за суровых погодных и ледовых условий с октября по май натурные измерения практически не проводились. В результате баланс пресной воды морей Карского и Лаптевых в период наличия ледяного покрова оставался неизвестным. Используемые в работе гидрологические натурные данные были собраны в том числе в ходе океанографической экспедиции в проливе Вилькицкого и прилегающих районах Карского моря и моря Лаптевых с научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш». Научно-исследовательская экспедиция организована и осуществлена при активном участии команды сотрудников и студентов Института океанологии РАН и Московского физико-технического института.
Измерения с НИС «Академик Мстислав Келдыш» в октябре, с ледокольных судов «Мончегорск» и «Норильский Никель» зимой и весной и на заякоренной станции в проливе Вилькицкого в течение двух лет выявили следующие особенности распределения солености в поверхностном слое. Во-первых, интенсивное распространение опресненных вод из Карского моря в море Лаптевых через пролив Вилькицкого незадолго до образования льда. Во-вторых, низкая соленость в проливе Вилькицкого в октябре–январе, сменяющаяся высокой соленостью в феврале–июле. И, в-третьих, высокая соленость в центральной части Карского моря с конца января до конца апреля.
Эти результаты являются свидетельством переноса плюма Оби — Енисея на восток через пролив Вилькицкого с октября по январь. Ученые предполагают, что в конце января процессы переноса завершились, поскольку весь плюм переместился либо на восток, в море Лаптевых, либо на север, в центральную часть Северного Ледовитого океана. Последний процесс по-прежнему остается неизученным из-за отсутствия натурных измерений, поэтому он попадает в фокус будущих исследований.
Освоение Арктики является стратегической задачей России, и настоящее исследование — один из многих шагов в ее решении. В исследовании, кроме сотрудников Института океанологии имени Ширшова РАН и МФТИ, принимали участие их коллеги из Морского гидрофизического института РАН (Севастополь), Центра морских исследований МГУ имени М. В. Ломоносова и Тихоокеанского океанологического института им. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (Владивосток).
