Сокращения 3
Введение 4
1 Описание района исследования 6
1.1 Глобальный океанический конвейер. Atlantic Meridional 6
Overturning Circulation (AMOC)
1.2 Система течений Северной Атлантики 11
2 Статистические методы анализа гидрометеорологической 15
информации
3 Изменчивость расходов воды Флоридского течения 27
3.1 Исходные данные 27
3.2 Статистический анализ межгодовой и внутригодовой 32 изменчивости расходов воды Флоридского течения
3.2.1 Первичный статистический анализ. Нормальность распределения 32
3.2.2 Внутригодовая изменчивость 34
3.2.3 Выделение и анализ трендовой компоненты 35
3.2.4 Автокорреляционный анализ 38
3.2.5 Гармонический анализ 40
3.3 Статистический анализ короткопериодной изменчивости 41
расходов воды Флоридского течения
3.4 Статистический анализ расходов воды течения Гольфстрим. 43
Взаимосвязь с расходами Флоридского течения
3.5 Долгопериодная изменчивость индекса Гольфстрима «Северная 51
стена»
Заключение 54
Список использованных источников 58
Актуальность исследования
Система течений Северной Атлантики играет огромную роль в формировании глобального климата. В последнее время, начиная примерно с 2010 г., интерес к процессам циркуляции вод в Северной Атлантике резко возрос. В связи с чем, в интернете, средствах массовой информации появилось большое количество статей и обсуждений на тему того, что Гольфстрим замедляется и исчезает, меняется направление, Европа замерзнет, надвигается новый ледниковый период и тому подобные. Причинами этого выступают различные факторы, основными из которых являются ослабление АМОС, таяние ледников Гренландии в результате климатических изменений и, соответственно, поступление больших количеств пресной воды в Атлантический океан. Также возможной причиной называют опреснение Лабрадорскими водами, аварию в Мексиканском заливе на платформе Deepwater Horizon, произошедшей 20 апреля 2010 г.
Но оказывают ли эти факторы существенное влияние на циркуляцию вод Северной Атлантики на самом деле, и происходит ли её ослабление в последнее время? В данной работе этот вопрос является ключевым.
Объект исследования - многолетние колебания расходов воды Флоридского течения и Г ольфстрима.
Предметом исследования - внутригодовая и межгодовая изменчивость расходов воды Флоридского течения и Гольфстрима в условиях современного климата.
Цель исследования - с помощью методов статистического анализа определить основные особенности распределения расходов воды Флоридского течения и Гольфстрима, выявить наличие взаимосвязи между ними.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
- провести статистический анализ внутригодовой и межгодовой изменчивости интенсивности Флоридского течения и Гольфстрима;
- оценить влияние аварии в Мексиканском заливе в 2010 г. на циркуляцию вод в Северной Атлантике;
- выявить связь между расходами воды Флоридского течения и Гольфстрима;
- определить характер многолетнего изменения индекса Гольфстрима «Северная стена».
В настоящее время процессам циркуляции в Северной Атлантике уделяется повышенное внимание в научной среде и, особенно, в средствах массовой информации. Главной обсуждаемой темой является ослабление интенсивности Гольфстрима из-за ряда различных факторов. В связи с этим в данной работе была выполнена оценка интенсивности циркуляции вод в Северной Атлантике.
Для решения поставленной цели был проведен статистический анализ расходов воды Флоридского течения с 1982 по 2015 гг., Гольфстрима на широтном разрезе 32° с.ш. с 1981 по 2008 гг., а также анализ долгопериодной изменчивости индекса Гольфстрима «Северная стена» с 1966 по 2014 гг. В ходе данного исследования были получены следующие результаты.
Средняя интенсивность Флоридского течения на 26° с.ш. в исследуемый период с 1982 по 2015 гг. составляла 31.9 Св, максимальная - 38.6 Св, минимальная - 25 Св. Эмпирическая функция распределения интенсивности течения в целом подчиняется нормальному закону распределения. Интенсивность Флоридского течения имеет ярко выраженный сезонный ход. Весной расход течения увеличивается и летом достигает максимума, который отмечается в июле и составляет 33.5 Св. Затем интенсивность течения резко уменьшается до минимального значения в ноябре - 30.37 Св и в течение зимнего периода увеличивается.
В ряду среднемесячных значений прослеживается статистически значимый линейный тренд, равный -0.002 Св в месяц, вклад которого в дисперсию исходного ряда составляет 1.5 %. Это означает, что за
исследуемый период происходило незначительное уменьшение интенсивности Флоридского течения. В межгодовом ходе интенсивности течения тренд отсутствует. Нелинейные тренды, аппроксимируемые полиномом 2-й степени, статистически значимы при уровне значимости а = 0.05 как для среднемесячных, так и для среднегодовых значений. Вклад их в дисперсию исходных рядов составляет 2.4 % и 16.2 % соответственно.
Автокорреляционный анализ для среднемесячных значений интенсивности Флоридского течения показал, что процесс является квазигармоническим с периодичностью 12 месяцев. Вклад годовой гармоники в дисперсию исходного ряда составляет 10 %. Для среднегодовых значений расхода процесс развивается по типу простой цепи Маркова 1-го порядка, и является инерционным (радиус корреляции - 3 года). Наличие других скрытых периодичностей в рядах интенсивности течения гармонический анализ не подтвердил. Все выделенные гармоники оказались незначимыми...
