Придонные гравитационные течения в глубоководных каналах Атлантики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Фрей, Дмитрий Ильич

• Фрей, Дмитрий Ильич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Фрей, Дмитрий Ильич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБИННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТЛАНТИКИ

1.1. Глубинные и донные водные массы Атлантического океана

1.1.1. Формирование водных масс Атлантики и их классификация

1.1.2. Северо-Атлантическая глубинная вода

1.1.3. Антарктическая донная вода

1.2. Исследования потоков Антарктической донной воды в абиссальных каналах

1.2.1. Глубоководные каналы и разломы Атлантического океана

1.2.2. Измерения потоков ААДВ в канале Вима

1.3. Измерения рельефа морского дна и анализ доступных батиметрических карт

1.3.1. Способы измерения глубины океана

1.3.2. Батиметрические базы данных

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ГЛУБОКОВОДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Описание приборов и методов измерений

2.1.1. Погружаемое экспериментальное оборудование

2.1.2. Бортовое экспериментальное оборудование

2.1.3. Обработка данных CTD

2.1.4. Обработка данных LADCP

2.1.5. Построение разрезов через абиссальные каналы

2.2. Численное моделирование придонных потоков

2.2.1. Модель циркуляции океана INMOM

2.2.2. Настройка модели и сценарии численных экспериментов

ГЛАВА 3. ПОТОКИ АНТАРКТИЧЕСКИХ ВОД В ЮГО-ЗАПАДНОЙ АТЛАНТИКЕ

3.1. Рельеф морского дна между Аргентинской и Бразильской котловинами

3.2. Придонный поток ААДВ в канале Вима

3.2.1. Поперечная структура течения

3.2.2. Изменчивость структуры течения вдоль канала

3.3. Течения в придонном слое над плато Сантос

3.3.1. Экспедиции 2016 г. по исследованию потоков над плато Сантос

3.3.2. Термохалинная структура вод и наблюдаемые скорости течений

3.3.3. Численное моделирование течений над плато Сантос

3.4. Выводы по Главе 3

ГЛАВА 4. ПРИДОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ В РАЗЛОМАХ СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКОГО

ХРЕБТА

4.1. Течения в экваториальном разломе Романш

4.1.1. Топография морского дна в районе разлома

4.1.2. Изменчивость структуры потока ААДВ вдоль разлома

4.2. Поток донных вод в разломе Вима

4.2.1. Топография дна и термохалинная структура вод в разломе Вима

4.2.2. Поперечная структура течения по данным натурных наблюдений

4.2.3. Влияние малых каналов к северу и югу от разлома на общий водообмен

4.2.4. Моделирование трехмерной структуры течения

4.3. Разломы южной части Северо-Атлантического хребта

4.3.1. Пути распространения ААДВ к югу от разлома Вима

4.3.2. Разломы Марафон, Кабо-Верде и Кейн

4.4. Выводы по Главе 4

ГЛАВА 5. ПРИДОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ СЕВЕРНОЙ АТЛАНТИКИ

5.1. Придонные течения в районе Восточно-Азорского хребта

5.1.1. Рельеф дна и структура вод Северо-Восточной Атлантики

5.1.2. Поток ААДВ в проходе Дискавери

5.1.3. Западный проход в Восточно-Азорском хребте

5.1.4. Динамическая устойчивость придонных течений

5.2. Поток донных вод в Медвежинском желобе

5.2.1. CTD и ADCP измерения 2017 г. на западе Баренцева моря

5.2.2. Термохалинная структура вод и скорости течений

5.3. Выводы по Главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Придонные гравитационные течения в глубоководных каналах Атлантики»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Существующая стратификация Мирового океана и наблюдаемое распределение температуры на поверхности Земли определяются неравномерной солнечной инсоляцией и приводят к постоянному потоку тепла из хорошо нагреваемых тропических областей в холодные высокие широты. Примерно половина этого потока обеспечивается океаном [Stewart, 2004], а именно системой поверхностных и глубинных течений [Broecker, 1987]. Теплые поверхностные течения, в первую очередь западные пограничные течения, переносят теплые водные массы в полярные регионы. В этих районах океана происходит активное охлаждение поверхностных вод. Образующиеся при этом плотные водные массы достигают глубинных слоев океана и распространяются обратно в экваториальном направлении. Образование льда в высоких широтах повышает соленость вод, что также приводит к увеличению их плотности и способствует глубокой конвекции. Помимо описанного механизма меридиональной термохалинной циркуляции [Scott, 1980], часть вод возвращается в тропические области в верхнем слое океана. Относительно слабые восточные пограничные течения переносят холодные воды к экватору, однако температура этих вод значительно выше, чем температура глубинных вод. Этот факт приводит к тому, что определяющее значение в меридиональном переносе тепла имеет именно глубинная циркуляция [Schmitz, 1996]. Образование холодных глубинных вод происходит в нескольких районах вокруг Антарктиды и на севере Атлантического океана. Распределение потенциальной температуры и солености в Южной Атлантике на глубине 4000 м (рис. 1), показывает, что Антарктические воды распространяются на север и постепенно перемешиваются с более теплой и соленой вышележащей Северо-Атлантической глубинной водой (САГВ). При распространении в Атлантике эту распространяющуюся на север воду называют Антарктической донной водой (ААДВ) и определяют как воду с потенциальной температурой 9<2°C [Wüst, 1936]. В Атлантическом секторе Антарктики ААДВ образуется в море Уэдделла. Несмотря на то, что образование плотных холодных вод происходит в высоких широтах как Северной, так и Южной Атлантики, итоговое распределение глубинных вод оказывается несимметричным относительно экватора. Причина заключается в рельефе морского дна, оказывающего ключевое влияние на распространение придонных вод [Morozov et al., 2010]. Глубокие каналы и разломы Южной Атлантики позволяют наиболее плотным и холодным водам распространяться на север вплоть до средних широт Северного полушария. Напротив, распространяющиеся на юг из Северной Атлантики донные воды не могут преодолеть орографические препятствия в районе Исландии. Перетекающая через них вода менее плотная и не занимает придонного положения на большей части Атлантического океана.

Рис. 1. Распределение потенциальной температуры и солености на глубине 4000 м вокруг Антарктиды и в Южной Атлантике. Построено с использованием Ocean Data View 4 (http://odv.awi.de) по данным World Ocean Database 2009 (WOD09). Видно постепенное увеличение значений термохалинных свойств при продвижении к экватору

Динамика придонного слоя океана, как правило, изучается на основе распределений термохалинных и других свойств воды. Средние скорости распространения ААДВ на север составляют миллиметры в секунду внутри океанских котловин, в то время как локальные скорости, вызванные океанскими вихрями или приливными течениями, оказываются существенно выше. По этой причине интерпретация данных прямых измерений с точки зрения исследования абиссальной циркуляции является сложной задачей. Однако поток донных вод существенно сужается и ускоряется в относительно узких глубоководных каналах и разломах, в которых происходит водообмен между отдельными котловинами (рельеф дна Атлантического океана показан на рис. 2). Характерные скорости течений в таких каналах составляют десятки сантиметров в секунду и доступны для измерений как погружаемыми профилографами скорости течений, так и заякоренными станциями. Быстрое и точное измерение скоростей с погружаемых акустических доплеровских профилографов течений LADCP (Lowered Acoustic Doppler Current Profiler) стало доступно относительно недавно [Emery, 2005]. Прямые измерения скоростей являются перспективным направлением в изучении распространения вод в океане, поскольку это позволяет исследовать гидродинамику течений и улучшает наше понимание процессов, приводящих к итоговому наблюдаемому распределению термохалинных характеристик.

Рис. 2. Рельеф дна Атлантического океана в проекции Ван дер Гринтена [Snyder, 1993]. Карта построена на основе данных топографии GEBCO2014, береговая линия взята из данных

GSHHG2015 [Scambos, 2007; Wessel, 1996]

Период интенсивного развития в настоящее время переживают численные модели циркуляции океана. Изучение процессов, формирующих трехмерную циркуляцию океана, необходимо для потребностей судоходства, рыболовства, прогнозов состояния океана и погоды,

исследования климата Земли и многих других задач. Сбор натурных данных, особенно в глубинных слоях океана, связан с большими трудностями и высокими затратами, что также повышает актуальность численного моделирования. При этом современные глобальные модели ориентированы на численные расчеты в первую очередь верхнего слоя океана. Малое количество экспериментальных данных, отсутствие качественной информации о рельефе дна, недостаточное пространственное разрешение для описания течений в узких каналах и разломах затрудняют расчеты динамики абиссального слоя океана. Логичным направлением дальнейшего развития численных моделей является более качественное воспроизведение динамики глубинных и придонных слоев. Для этого необходим сбор и анализ новых экспериментальных данных, а также численное моделирование отдельных процессов в региональных задачах, на что и направлена данная работа.

Исследования потоков в абиссальных каналах Атлантики немногочисленны, а во многих каналах не проводились никогда. Численное моделирование потоков ААДВ трехмерной моделью с разрешением, достаточным для описания течений через абиссальные каналы, ранее также не проводилось. Работы в этом направлении расширяют наши представления о трехмерной циркуляции океана и его влиянии на изменения климата, что является одной из основных задач, стоящих перед науками о Земле.

Целью диссертационной работы является исследование термохалинной структуры и динамики вод в некоторых абиссальных каналах Атлантики, а также выявление гидродинамических особенностей придонных течений через эти каналы, используя натурные наблюдения и численное моделирование.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Проведение натурных наблюдений течений в глубоководных каналах Атлантики. Предварительный анализ топографии по глобальным базам данных и выявление каналов и разломов с потенциально сильными потоками ААДВ. Проведение эхолотных промеров для уточнения рельефа каналов и его влияния на динамику наблюдаемых потоков.

2. Анализ результатов измерений, проведенных профилографами температуры, солености и скоростей течений, а также заякоренными измерителями скоростей в глубоководных каналах. Расчеты гидрофизических характеристик придонных течений и оценка водообмена между отдельными океанскими котловинами. Сравнение с историческими массивами данных и определение ранее неизвестных путей распространения ААДВ.

3. Численное моделирование циркуляции придонного слоя океана в региональной модели высокого разрешения. Верификация расчетных данных по имеющимся измерениям скоростей, подбор параметризации модели, наиболее достоверно воспроизводящей придонные потоки.

Исследования пространственной структуры различных придонных течений на основе расчетных трехмерных полей скорости.

Научную новизну исследования составляют основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработана комплексная методика исследования гравитационных течений в глубоководных каналах, основанная на натурных измерениях с дальнейшим численным моделированием трехмерной структуры придонных потоков. Выполнена настройка модели и ее верификация, показана важность точного задания топографии для правильного воспроизведения придонных течений. С помощью этой методики получена схема циркуляции донных вод в нескольких областях Атлантического океана с интенсивными придонными течениями.

2. Для района Юго-Западной Атлантики определена кинематика гравитационных течений и обнаружен интенсивный и сильно изменчивый поток в южной части плато Сантос. На основе долговременных измерений определены параметры различных гармоник приливной составляющей течений в абиссальных каналах. Установлена возможность разветвления придонных течений под влиянием топографии морского дна.

3. Впервые на основе данных натурных наблюдений установлена схема течений через разломы Северо-Атлантического хребта, определены скорости течений и рассчитаны переносы Антарктической донной воды через хребет, показана определяющая роль разлома Вима в переносе наиболее холодной части донных вод в Восточную Атлантику, определена пространственная структура и изменчивость гравитационного течения в этом разломе. На основе численной модели показана определяющая роль перемешивания вод в наблюдаемом увеличении придонной температуры вдоль разломов.

4. Выявлено важное воздействие придонного трения на структуру потока и показано влияние экмановской циркуляции на формирование термохалинной структуры вод в каналах. Определено влияние силы Кориолиса на поперечную структуру гравитационных потоков; на основе натурных наблюдений найдены места со сдвиговой неустойчивостью на верхней границе течений.

Достоверность полученных результатов достигается:

1. Для натурных наблюдений: проведением полевых работ современным высокоточным оборудованием, регулярно проходящим калибровку в сертифицированных центрах; сравнением данных, получаемых в различные годы для одних и тех же течений; сравнением результатов с историческими массивами данных; интеркалибрацией данных, получаемых разными экспедициями в идентичных измерениях.

2. Для численного моделирования: сравнением расчетов с доступными натурными данными; использованием проверенной численной модели, адекватно воспроизводящей

динамику различных частей Мирового океана; расчетами одних и тех же течений на различных наборах исходных данных термохалинной структуры океана и рельефа морского дна.

Научная и практическая значимость

Полученные в работе натурные и расчетные данные могут использоваться в глобальных численных моделях циркуляции океана для более качественного воспроизведения динамики глубинных и придонных слоев. Качественная работа таких моделей важна для прогнозов состояния океана, что необходимо в различных прикладных задачах. С фундаментальной точки зрения, представленное в работе численное моделирование позволяет исследовать вклад различных физических процессов в наблюдаемую картину глубинной циркуляции, что важно для общего понимания физики происходящих процессов. В совокупности с анализом натурных наблюдений структуры течений в абиссальных каналах это расширяет наше понимание динамики океана.

Личный вклад автора заключается в участии в планировании и выполнении полевых работ в экспедиционных рейсах ИО РАН, осуществлении всех стадий обработки экспериментальных результатов и проведении расчетов интегральных характеристик измеряемых течений, а также анализа и интерпретации данных измерений. Автор готовил начальные данные для численного моделирования, проводил компиляцию и запуск модели, осуществлял их сравнение с доступными экспериментальными результатами, а также модифицировал модель для лучшего воспроизведения результатов океанских измерений. Автор также готовил публикации и доклады на конференциях по итогам исследований.

Апробация работы

Результаты диссертации неоднократно докладывались на международных конференциях: конференции международного совета по исследованиям моря (ICES) ECSС3 в г. Пусан, Южная Корея (июнь 2017 г.), Ассамблее международной Ассоциации по физическим наукам об океане (IAPSO) в г. Кейптаун, ЮАР (август 2017 г.), конференции молодых ученых YOUMARES 8 в г. Киль, Германия (сентябрь 2017 г.), Ассамблее Европейского геофизического союза (EGU) в г. Вена, Австрия (апрель 2018 г.), Ассамблее геофизического общества Азии и Океании (AOGS) в г. Гонолулу, США (июнь 2018 г.). Результаты исследований также докладывались на заседаниях Ученых советов Института гидродинамики им. Лаврентьева (г. Новосибирск, сентябрь 2016 г.), Института океанологии им. П.П. Ширшова (г. Москва, июнь 2017 г. и февраль 2018 г.), Морского гидрофизического института (г. Севастополь, сентябрь 2017 г. и март 2018 г.), Государственного океанографического института им. Зубова (февраль 2018 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 16 работ, включая 8 статей в рецензируемых журналах из списка, рекомендованного ВАК, и 8 тезисов на всероссийских и международных конференциях. Еще 1 статья из списка ВАК принята к публикации и находится в печати.

Опубликованные статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Тараканов Р.Ю., Морозов Е.Г., Макаренко Н.И., Фрей Д.И., Демидова Т.А. Измерения придонных течений в субэкваториальных разломах Северо-Атлантического хребта в 39-м, 40-м и 41-м рейсах НИС «Академик Сергей Вавилов» // Океанология. - 2017. - Т. 57. - № 5. - С. 832-834.

2. Фрей Д.И. Методика обработки данных глубоководных измерений на примере течений в абиссальных каналах // Фундаментальная и прикладная гидрофизика - 2017. - Т. 10. -№ 2. - С. 25-33.

3. Фрей Д.И., Фомин В.В., Дианский Н.А., Морозов Е.Г., Нейман В.Г. Новые модельные и экспериментальные оценки потока Антарктической донной воды через глубоководный канал Вима // Доклады РАН. - 2017. - Т. 474. - № 1. - С. 104-107.

4. Frey D.I., Fomin V.V., Tarakanov R.Yu., Diansky N.A., Makarenko N.I. Bottom water flows in the Vema Channel and over the Santos Plateau based on field and numerical experiments. In: The Ocean in Motion, Springer Oceanography. Springer, Cham. - 2018. - P. 475-485.

5. Frey D.I., Novigatsky A.N., Kravchishina M.D., Morozov E.G. Water structure and currents in the Bear Island Trough in July-August 2017 // Russian Journal of Earth Sciences. - 2017. -Vol. 17. - ES3003. - doi: 10.2205/2017ES000602.

6. Grigorenko K.S., Makarenko N.I, Morozov E.G., Tarakanov R.Yu., Frey D.I. Stratified flows and internal waves in the Central West Atlantic // Journal of Physics: Conference Series. - 2016. - Vol. 722. - P. 12011.

7. Morozov E. G., Frey D.I., Campos E. Flow of Antarctic Bottom Water in the Vema Channel. A review // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. - 2018. - Vol. 11. - № 2. - P. 94-102.

8. Morozov E.G., Tarakanov R.Yu., Frey D.I., Demidova T.A., Makarenko N.I. Bottom water flows in the tropical fractures of the Northern Mid-Atlantic Ridge // Journal of Oceanography. -2018. - Vol. 74. - № 2. - P. 147-167.

Опубликованные тезисы докладов:

9. Фрей Д.И. Гравитационные течения в глубоководных каналах СевероАтлантического хребта // Сборник тезисов. Труды 58-ой конференции МФТИ, г. Долгопрудный. 2015. - С. 80-81.

10. Фрей Д.И. Поток Антарктической донной воды в абиссальном канале Вима: моделирование и экспериментальные измерения // Сборник тезисов. Труды 59-ой конференции МФТИ, г. Долгопрудный. - 2016. С. 31.

11. Фрей Д.И., Морозов Е.Г. Методика проведения измерений придонных течений в абиссальных каналах // Материалы конференции МСОИ-2017. Москва: ИО РАН. - 2017. - Т. 1. -С. 79-80.

12. Frey D.I., Fomin V.V., Morozov E.G., Tarakanov R.Yu., Diansky N.A. Dynamics of the bottom gravity currents in deep-water channels of the Atlantic Ocean // Book of abstracts of AOGS Conference, Honolulu, Hawaii. - 2018. - P. 310.

13. Frey D.I., Fomin V.V., Morozov E.G., Tarakanov R.Yu, Diansky N.A. Temporal variability of Antarctic Bottom Water flows in the Atlantic // Geophysical Research Abstracts. - 2018.

- Vol. 20. - EGU2018-2437.

14. Frey D.I., Morozov E.G., Makarenko N.I. Bottom currents in the tropical fractures of the Northern Mid-Atlantic Ridge // Book of abstracts of YOUMARES8 Conference, Kiel, Germany. - 2017.

- P. 46.

15. Frey D.I., Morozov E.G., Makarenko N.I. Trends in potential temperature of the bottom water flow in the Atlantic influencing climate change // Book of abstracts of International Conference ECS, Busan, South Korea. - 2017. - P. 90.

16. Frey D.I., Morozov E.G., Tarakanov R.Yu., Makarenko N.I. Bottom water exchange between the Argentine and Brazil basins of the Southwest Atlantic // Book of abstracts of Joint IAPSO Assembly in Cape Town, South Africa. - 2017. - P. 277.

Статья, принятая к печати:

1. Фрей Д.И., Морозов Е.Г., Фомин В.В., Дианский Н.А. Пространственная структура потока антарктических вод в разломе Вима Срединно-Атлантического хребта // Известия РАН. Сер. Физика атмосферы и океана. - 2018. - Т. 54. - № 6. Благодарности

Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю, д.ф.-м.н. Е.Г. Морозову за чуткое и внимательное руководство в ходе выполнения всех исследований, д.ф.-м.н. Н.А. Дианскому за руководство работами по численному моделированию, д.ф.-м.н. Р.Ю. Тараканову за полезные советы и рекомендации по анализу экспериментальных данных, д.ф.-м.н. Н.И. Макаренко за совместные работы по гидродинамической устойчивости течений, д.ф.-м.н. В.В. Жмуру и д.ф.-м.н. Г.М. Резнику за обсуждения теоретических аспектов данной работы. Автор также благодарит к.ф.-м.н. А.И. Гинзбург за помощь и поддержу при подготовке диссертации. Особую признательность автор выражает Владимиру Фомину за руководство технической частью выполненных задач численного моделирования.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, первая из которых - обзорная, заключения и списка литературы из 151 наименования. Полный объем диссертации - 144 страницы, включая 99 рисунков и 13 таблиц.

Во Введении обоснована актуальность работы, излагаются ее цель и постановленные задачи, ее научная новизна, научная и практическая значимость, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор работ по образованию и распространению глубинных и донных вод Атлантического океана. Рассматриваются водные массы, сформировавшиеся в высоких широтах как южной, так и северной Атлантики. Описываются известные пути распространения антарктических вод, приводится известная информация по абиссальным каналам и разломам, обсуждаются существующие работы по гидродинамике придонных течений. Отдельное внимание уделено современным данным о рельефе морского дна - способах измерения глубины и роли спутниковой альтиметрии в составлении глобальных батиметрических массивов данных.

Вторая глава посвящена методике проведения глубоководных исследований. Обсуждается существующее погружаемое и бортовое экспериментальное оборудование, принципы обработки данных, логика проведения разрезов через абиссальные каналы и алгоритмы вычисления гидродинамических характеристик придонных течений. Особое внимание уделено обработке СТБ и ЬАОСР данных от получаемых в сыром виде файлов с измерительных приборов до итоговых профилей температуры, солености и скорости. Для более качественной интерпретации измеряемых данных скоростей течений используется поправка на скорость баротропного прилива и приводится алгоритм расчета этой поправки. Вторая часть главы посвящена методике численного моделирования придонного слоя океана. Описываются общие свойства использованной трехмерной модели циркуляции океана ШМОМ, приводятся ее основные особенности и методика подготовки начальных данных.

В третьей главе приведены результаты исследований наиболее интенсивного придонного потока через канал Вима и течения в малых каналах к западу от него. Анализируются данные 5 гидрологических разрезов, выполненных в средней части канала, и обсуждаются особенности поперечной структуры течения. Измерения, выполненные в ходе различных экспедиций, позволяют исследовать межгодовую изменчивость потоков ААДВ. Выполненное численное моделирование придонных течений в этом районе позволяет исследовать продольную изменчивость течения. Помимо основного течения в канале Вима исследуется термохалинная структура и динамика течений над плато Сантос. Модельные поля скорости в этом районе сравниваются с полученными в экспедициях натурными данными.

В четвертой главе приведены результаты исследований потоков через разломы Срединно-Атлантического хребта, в частности, через разломы Романш и Вима. Анализ данных четырех экспедиций 2014-2016 годов позволил исследовать межгодовую изменчивость потока донных вод в разломе Вима. Обсуждается поперечная структура полей температуры, солености и скорости в наиболее узкой части канала. В главе также приводятся результаты измерений в разломах южной части Северо-Атлантического хребта и сравнение этих потоков с основным потоком в разломе Вима.

В пятой главе рассматриваются результаты наших измерений через проходы Восточно-Азорского хребта и в Медвежинском желобе. Результаты измерений скорости, выполненные в проходе Дискавери и Западном проходе, сравниваются с данными численного моделирования, проведенного для акватории Иберийской котловины и котловины Мадейра, включая разделяющий их Восточно-Азорский хребет. Обсуждаются вопросы динамической устойчивости придонных течений. Для Медвежинского желоба анализируется временной ряд измерений скорости, выполненный на буйковой станции в наиболее глубокой части желоба.

В Заключении излагаются основные результаты диссертационной работы.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБИННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТЛАНТИКИ

Глубинная часть циркуляции Мирового океана исторически исследовалась на основе распределений различных свойств морской воды, в первую очередь температуры, солености и плотности [Warren, 1980]. Существующие оценки возраста Антарктических вод [Smythe-Wright and Boswell, 1998] позволяют оценить среднюю скорость распространения придонных вод не более чем в 1 см/с [Morozov et al., 2010]. Это затрудняет интерпретацию данных прямых измерений скоростей, поскольку скорости локальных глубинных течений могут быть существенно выше. Подход к исследованию глубинной циркуляции океана, основанный только на распределении температуры, солености и других характеристик морской воды, не дает информации о временной изменчивости течений [Warren, 1980]. Таким образом, мы не можем исследовать процессы, приводящие к наблюдаемому распределению этих параметров. Прямые измерения скорости течений с погружаемых и заякоренных измерителей позволяют более детально анализировать циркуляцию океана.

Первый глубоководный профиль температуры был снят Генри Эллисом в 1751 году в Атлантике на 25°13' с.ш., 25°12' з.д. до глубины 5346 футов (1630 м) [Warren, 1980]. Измерение показало понижение температуры с глубиной, и первая правильная интерпретация этого факта была дана Румфордом в 1797 году. Бенджамин Румфорд открыл и исследовал явление конвекции в жидкостях и газах, что позволило ему сделать вывод об образовании холодных глубинных вод в высоких широтах и их дальнейшем распространении в сторону экватора. Эта же идея в дальнейшем высказывалась Александром Гумбольдтом (работы 1814, 1831, 1845 годов) и Эмилием Ленцем (1845). Первые карты распределения температуры в океане на разных горизонтах были получены по данным экспедиции Челленджера.

Впервые комплексное исследование вод Атлантического океана было проведено на немецком научно-исследовательском судне «Метеор» в 1925-1927 годах. Маршрут судна при выполнении трансатлантических разрезов в Южной и Центральной Атлантике представлен на рис. 1.1. По результатам этих исследований был написан ряд работ [Wüst, 1936], предопределивших развитие представлений о водных массах Атлантики на многие годы вперед.

Выдающийся вклад в морскую геологию, физическую океанографию и исследования морского дна внесло научно-исследовательское судно «Вима». Судно водоизмещением в 750 тонн было построено в 1923 году в Копенгагене и использовалось изначально в круизных целях. Название «Vema» было посвящено первой жене судовладельца Maud Vetlesen. Судно было оборудовано одним из первых глубоководных эхолотов и прошло в рамках научно-

исследовательских работ 1250000 миль (рис. 1.2). Подробное описание истории океанографических измерений представлено, например, в [Warren, 1980]. Ниже в этой главе будет изложен современный взгляд на структуру глубинных и донных водных масс в Атлантическом океане.

80 60 40 20 0 20 40

Рис. 1.1. Трансатлантические разрезы немецкого научно-исследовательского судна «Метеор» в

1925-1927 гг. [М0Г020У й а1., 2010]

Рис. 1.2. Маршруты научно-исследовательского судна «Вима» в Мировом океане. Красные точки - объекты морского дна, названные в честь судна [М0Г020У й а1., 2010]

1.1. Глубинные и донные водные массы Атлантического океана 1.1.1. Формирование водных масс Атлантики и их классификация

Глубинные и донные воды Мирового океана, распространяющиеся от полюсов к экватору, формируются в полярных и субполярных широтах Северного и Южного полушарий в результате воздействия термохалинных факторов, таких как испарение, осадки, ледотаяние и ледообразование [Tomczak and Godfrey, 1994]. В Южном океане плотные воды образуются главным образом за счет склоновой конвекции [Koltermann et al., 1999; Dye et al., 2007], происходящей в шести районах по периметру Антарктиды: в восточной и западной частях моря Росса в Тихом океане, в районе Берега Адели на стыке Индийского и Тихого океанов, в море Содружества в Индийском океане, на южной и западной перифериях моря Уэдделла [Baines and Condie, 1998; Whitworth et al., 1998], а также в районе вблизи северной оконечности Антарктического полуострова [Meredith et al., 2000]. При этом 60-65% ААДВ образуется в морях Уэдделла и Содружества [Orsi, 1999; Rintoul, 1998]. В Северном полушарии образование плотных глубинных вод происходит только на севере Атлантики, в Северо-Европейской котловине, Норвежском, Гренландском морях и в море Лабрадора за счет конвекции открытого океана. Эта водная масса называется Северо-Атлантической Глубинной Водой (САГВ) и распространяется на глубинах ниже 1.5-2 км во все океаны [Broecker, 1991; Лаппо, 1984]. В средних широтах на САГВ оказывают влияние воды Средиземного моря, попадающие в Атлантику через Гибралтарский пролив и существенно увеличивающие их соленость.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фрей, Дмитрий Ильич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гусев А.В. Численная модель гидродинамики океана в криволинейных координатах для воспроизведения циркуляции Мирового океана и его отдельных акваторий : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 05.13.18 / Гусев Анатолий Владимирович. - М., 2009. - 144 с.

2. Демидов А.Н. Структура и изменчивость глубинных вод в разломе Романш / А.Н. Демидов, Е.Г. Морозов, В.Г. Нейман // Докл. РАН. - 2006. - Т. 410. - № 3. - С. 1136-1140.

3. Дианский Н.А. Моделирование циркуляции океана и исследование его реакции на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия / Н.А. Дианский. - М.: Физматлит, 2013. - 271 с.

4. Добролюбов С.А. Роль водных масс мирового океана в глобальном пресноводном балансе и переносе тепла : дис. ... д-ра геогр. наук : 11.00.08 / Добролюбов Сергей Анатольевич. -М., 1996. - 349 с.

5. Залесный В.Б. Моделирование крупномасштабных движений в Мировом океане / В.Б. Залесный - М.: Отдел вычислит. мат. АН СССР, 1984. - 157 с.

6. Зацепин А.Г. Лабораторное и численное исследования процесса распространения плотностных течений по склону дна / А.Г. Зацепин, В.А. Гриценко, В.В. Кременецкий, С.Г. Поярков, О.Ю. Строганов // Океанология. - 2005. - Т. 45. - №. 1. - C. 5-15.

7. Лаппо С.С. К вопросу о причинах адвекции тепла на север через экватор в Атлантическом океане / С.С. Лаппо // Исследование процессов взаимодействия океана и атмосферы. - 1984. - Т. 43. - №5. - С. 125-129.

8. Левашов Д.Е. Техника экспедиционных исследований / Д.Е. Левашов. - М.: Издательство ВНИРО, 2003. - 400 с.

9. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук - М.: Наука, 1980. - 608 с.

10. Марчук Г.И. Численное моделирование крупномасштабной циркуляции в Мировом океане. / Г.И. Марчук // Численные методы расчета океанических течений. - ВЦ СОАН СССР. - 1974. - С. 3-20.

11. Морозов Е.Г. Вытекание Антарктической донной воды из канала Вима в Бразильскую котловину / Е.Г. Морозов, Р.Ю. Тараканов // Доклады Академии Наук. - 2014. - Т. 456. -№ 2. - С. 227-230.

12. Попов С.К. Моделирование климатической и термохалинной циркуляции в Каспийском море / С.К. Попов // Метеорология и гидрология. - 2004. - Т. 5. - С. 76-84.

13. Саркисян А.С. Моделирование динамики океана / А.С. Саркисян - СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. - 296 с.

14. Тараканов Р.Ю. Перенос Антарктической донной воды через проходы в Восточно-Азорском хребте (37° с.ш. в Восточной Атлантике) / Р.Ю. Тараканов, Е.Г. Морозов // Океанология. - 2013а. - Т. 53. - № 4. - С. 486-496.

15. Тараканов Р.Ю. Поток Антарктической донной воды в западной части разлома Романш по данным измерений в октябре 2011 г. / Р.Ю. Тараканов, Н.И. Макаренко, Е.Г. Морозов // Океанология. - 2013б. - Т. 53. - № 6. - С. 737-749.

16. Тараканов Р.Ю. Структура крупномасштабной циркуляции антарктических вод : дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 25.00.28 / Тараканов Роман Юрьевич. - М., 2015. - 279 с.

17. Турко Н.Н. Методические особенности картирования подводного рельефа многолучевыми эхолотами / Н.Н. Турко // Океанология. - 2003. - Т. 43. - № 2. - С. 367-374.

18. Яковлев Н.Г. Совместная модель общей циркуляции океана и эволюции морского льда в Северном Ледовитом океане / Н.Г. Яковлев // Изв. РАН. Физ. атм. и океана. - 2003. - Т. 39.

- № 3. - С. 394-409.

19. Aleynik D.L. Water dynamics in the Norwegian Sea at the site of the accident of the Komsomolets nuclear submarine / D.L. Aleynik, V.I. Byshev, A.D. Shcherbinin // Oceanology. - 2002. - Vol. 42. - № 1. - P. 7-16.

20. Andrie C. Chlorofluormethane distribution in the deep Equatorial Atlantic during January -March 1993 / C. Andrie // Deep-Sea Res. - 1998. - Vol. 45. - P. 903-930.

21. Antonov J.I. World Ocean Atlas 2009. - Vol. 2: Salinity / J.I. Antonov, O.K. Baranova, T.P. Boyer, C.L. Coleman, H.E. Garcia, A.I. Grodsky, D.R. Johnson, R.A. Locarnini, A.V. Mishonov, J.R. Reagan, C.L. Sazama, D. Seidov, I. Smolyar, E.S. Yarosh, M.M. Zweng // Data Science Journal. - 2010. - Vol. 12. - P. 229-234.

22. Arthun, M. Dense water formation and circulation in the Barents Sea / M. Arthun, R.B. Ingvaldsen, L.H. Smedsrud, C. Schrum // Deep-Sea Res. I. - 2011. - Vol. 58. - P. 801-817.

23. Baines P.G. Observation and modelling of Antarctic downslope flows: a review / P.G. Baines, S. Condie // Ocean, Ice, and Atmosphere: Interactions at the Antarctic Continental Margin; Antarctic Research Series. - 1998. - Vol. 75. - P. 29-49.

24. Baum S.K. Glossary of physical oceanography and related disciplines / S.K. Baum - Texas A&M University, Department of Oceanography, 2004. - 539 p.

25. Broecker W. Unpleasant surprises in the greenhouse? / W. Broecker // Nature. - 1987. - Vol. 328. № 6126. - P. 123-126.

26. Broecker W. The great ocean conveyor / W. Broecker // Oceanography. - 1991. - Vol. 4. - № 2.

- P. 79-89.

27. Burke R. Mean seasonal and spatial variability in gauge corrected, global precipitation / R. Burke // International Hydrographic Review. - 1975. - Vol. 52. - P. 53-69.

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39.

40

41

42

43

Connary S.D. Penetration of Antarctic Bottom Water from the Cape Basin into the Angola Basin / S.D. Connary, M. Ewing // J. Geophys Res. - 1974. - Vol. 79. - № 3. - P. 463-469. Danabasoglu G. North Atlantic simulations in coordinated ocean-ice reference experiments phase II (CORE-II). Part I: mean states. / G. Danabasoglu, S.G. Yeager, D. Bailey // Ocean Modelling.

- 2014. - Vol. 73. - P. 76-107.

Dobrovolsky A.D. Regional oceanography / A.D. Dobrovolsky, B.S. Zalogin - M.: MGU Publishers. - 1992. - 224 p.

Dye S. The overflow of dense water across the Greenland-Scotland Ridge / S. Dye, B. Hansen, S. 0sterhus, D. Quadfasel, B. Rudels // Exchanges. - 2007. - № 40. - P. 20-22. Lewis E.L. The Practical Salinity Scale 1978: conversion of existing data / E.L. Lewis, R.G. Perkin // Deep-Sea Research. - 1981. - Vol. 28A. - P. 307-328.

Egbert G.D. TOPEX Poseidon tides estimated using a global inverse model / G.D. Egbert, A.F. Bennett, M.G. Foreman // J. Geophys. Res. - 1994. - Vol. 99. - № C12. - P. 821-852. Egbert G.D. Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides / G.D. Egbert, S.Y. Erofeeva // J. Atmos. Oceanic Technol. - 2002. - Vol. 19. - P. 183-204.

Emery W.T. Data Analysis Methods in Physical Oceanography / W.T. Emery. - Newnes, 2005.

- 580 p.

Firing E.L. Deep ocean acoustic Doppler current profiling / E.L. Firing // Proc. IEEE Fourth Working Conf. on Current Measurements. - 1990. - P. 192-201.

Fischer J. Deep water masses and transports in the Vema Fracture Zone / J. Fischer // Deep Sea Res. I. - 1996. - Vol. 43. - № 7. - P. 1067-1074.

Friedrichs M.A. Deep circulation in the tropical North Atlantic / M.A. Friedrichs // J. Mar. Res. -1993. - Vol. 51. - № 4. - P. 697-736.

Fu L. The general circulation and meridional heat transport of the Subtropical South Atlantic determined by inverse methods / L. Fu // J. Phys. Oceanogr. - 1981. - Vol. 11. - № 9. - P. 1171-1193. Gamboa L.A. Seismic stratigraphy and geologic history of the Rio Grande gap and Southern Brazil Basin / L.A. Gamboa // Init. Reports of the DSDP. US Government Printing Office. - 1983.

- Vol. 72. - P. 481-498.

Gammelsr0d T. Mass and heat transports in the NE Barents Sea: observations and models / T. Gammelsr0d, 0. Leikvin, V. Lien, W.P. Budgell, H. Loeng, W. Maslowski // J. Mar. Syst. - 2009.

- Vol. 75. -№. 1. - P. 56-69.

Ganachaud A. The oceanic meridional overturing circulation, mixing, bottom water formation and heat transport / A. Ganachaud // Nature. - 2000. - Vol. 408. - P. 453-457. Gent P.R. The NCAR climate system model global ocean component / P.R. Gent // J. Climate. -1998. - Vol. 6. - P. 1287-1306.

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

Gill A. Atmosphere-Ocean Dynamics / A. Gill - New York: Academic Press, 1982. Giraudeau J. A survey of the summer coccolithophore community in the western Barents Sea / J. Giraudeau, V. Hulot, V. Hanquiez, L. Devaux, H. Howa, T. Garlan // J. Mar. Syst. - 2016. - Vol. 158. - P. 93-105.

Gordon A.L. Structure of Antarctic waters between 20° W and 170° W / A.L. Gordon - New York: American Geographic Society, 1967. - P. 116-125.

Gouretski V.V. WOCE global hydrographic climatology / V.V. Gouretski, K.P. Koltermann // Bundesamtes Seeschiffahrt Hydrogr. - 2004. - Vol. 35. - P. 1-52.

Griffies S.M. Developments in ocean climate modelling. / S.M. Griffies // Ocean Modelling. -2000. - Vol. 2. - P. 123-192.

Griffies S.M. The dynamical core, physical parameterizations, and basic simulation characteristics of the atmospheric component AM3 of the GFDL global coupled model CM3 / S.M. Griffies // Ocean Science. - 2005. - Vol. 1. - P. 45-79.

Griffies S.M. Coordinated Ocean-ice Reference Experiments (COREs) / S.M. Griffies // Ocean Modelling. - 2009. - Vol. 26. - P. 1-46.

Gusev A.V. Dynamics of downslope gravity currents in stratified fluid / A.V. Gusev, V.Yu. Liapidevskii, A.G. Zatsepin, S.S. Nizov // Selected papers of Int. Conf. "Fluxes and Structures in Fluids". - 2006. - Moscow, IPMech RAS. - P. 155-159.

Hall M M. Antarctic Bottom Water flux in the Equatorial Western Atlantic / M M. Hall // J. Phys. Oceanogr. - 1997. - Vol. 27. - № 9. - P. 1903-1926.

Hans van Haren E.M. Convective and shear-induced turbulence in the deep Kane Gap. / E.M. Hans van Haren // Journal of Geophysical Research: Oceans. - 2013. - Vol. 118. - P. 5924-5930. Harvey J.G. Deep and bottom water in the Charlie-Gibbs Fracture Zone / J.G. Harvey // J. Mar Res. - 1980. - Vol. 38. - P. 172-173.

Heezen B.C. The Vema Fracture Zone in the Equatorial Atlantic / B.C. Heezen, R.D. Gerard, M. Tharp // J. Geophys. Res. - 1964. - Vol. 69. - № 4. - P. 733-739. Hinze J O. Turbulence. 2nd ed. / J O. Hinze. - New York, 1975 - 586 p.

Hogg N.G. Circulation and variability at the southern boundary of the Brazil Basin / N.G. Hogg,

G. Siedler, W. Zenk // J. Phys. Oceanogr. - 1999. - Vol. 29. - P. 145-157.

Hogg N.G. Long-period changes in the bottom water flowing through Vema Channel / N.G. Hogg,

W. Zenk // J. Geophys. Res. - 1997. - Vol. 102. - № C7. - P. 15639-15646.

Holfort J. The meridional oceanic transport of heat and nutrients in the South Atlantic / J. Holfort,

G. Siedler // J. Phys. Oceanogr. - 2001. - Vol. 31. - P. 5-28.

Iorga M. Signatures of the Mediterranean outflow from a North Atlantic climatology / M. Iorga, M.S. Lozier // J. Geophys. Res. - 1999. - Vol. 104. - № di. - P. 26011-26029.

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

Jacket D.R. A Neutral Density Variable for the World's Ocean / D.R. Jacket, T.J. McDougall // J. Phys. Oceanogr. - 1997. - Vol. 27. - P. 237-263.

Jungclaus J. Frictionally modified flow in a deep ocean channel: application to the Vema Channel. / J. Jungclaus, M. Vanicek // J Geophys Res . - 1999. - Vol. 104. - № C9. - P. 21123-21136. Keeling R.F. Transport of heat, CO2, and O2 by the Atlantic's thermohaline circulation / R.F. Keeling, T. Peng // Philos Trans R Soc Lond B: - 1995. - Vol. 348. - P. 133-142. Koltermann K.P. Decadal changes in the thermohaline circulation of the North Atlantic / K.P. Koltermann, A.V. Sokov, V.P. Tereschenkov, S.A. Dobroliubov, K. Lorbacher, A. Sy // Deep Sea Res. - 1999. - Vol. 46. - P. 109-138.

Large W.G. Sensitivity to surface forcing and boundary layer mixing in a global ocean model: Annual-mean climatology / W.G. Large, G. Danabasoglu, S.C. Doney, J.C. McWilliams // J. Phys. Oceanogr. - 1997. - Vol. 27. - P. 2418-2447.

Larque L. On the intermediate and deep water flow in the South Atlantic Ocean / L. Larque, K. Maamaatuaiahutapu, V.C. Garcon // J. Geophys. Res. - 1997. - Vol. 102. - № C6. - P. 12425-12440. Le Pichon X. Sediment transport and distribution in the Argentine Basin / X. Le Pichon, M. Ewing, M. Truchan // Physics and chemistry of the Earth. - 1971. - Vol. 8. - P. 29-48. Lenz B. Bodenwassertransporte über die Rio-Grande-Schwelle / B. Lenz - Diplom thesis, Kiel University, 1997. - 68 p.

Lewis E.L. The Practical Salinity Scale 1978: conversion of existing data / E.L. Lewis, R.G. Perkin // Deep-Sea Res. - 1981. - Vol. 28A. - № 4. - P. 307-328.

Lherminier P. Transports across the 2002 Greenland-Portugal Ovide section and comparison with 1997 / P. Lherminier, H. Mercier, C. Gourcuff, M. Alvarez, S. Bacon, K. Kermabon // J. Geophys. Res. - 2007. - Vol. 112. - P. C07003.

Lind S. Variability and impacts of Atlantic Water entering the Barents Sea from the north / S. Lind, R.B. Ingvaldsen // Deep- Sea Res. I. - 2012. - Vol. 62 - P. 70-88.

Locarnini R.A. World Ocean Atlas. - Vol. 1: Temperature / R.A. Locarnini, A.V. Mishonov, J.I. Antonov - NOAA Atlas NESDIS 68, U.S. Government Printing Office. - Washington, D.C., 2010. Macdonald A. Property fluxes at 30° S and their implications for the Pacific-Indian throughflow and the global heat budget / A. Macdonald // J. Geophys. Res. - 1993. - Vol. 98. - № C4. - P. 6851-6868.

Macdonald A. The global ocean circulation a hydrographic estimate and regional analysis / A. Macdonald // Prog. Oceanogr. - 1998. - Vol. 41. - P. 281-382.

Macrander A. Spatial and temporal structure of the Denmark Strait overflow revealed by acoustic observations / A. Macrander, R.H. Käse, U. Send, H. Valdimarsson, S. Jonsson // Ocean Dyn. -2007. - Vol. 57. - P. 75-89.

76. Madec G. OPA 8.1 Ocean General Circulation Model Reference Manual. Institut Pierre Simon Laplace des Sciences de l'Environnement Global / G. Madec, P. Delecluse, M. Imbard, C. L'evy - Notes du Pole de Mod'elisation, 1998. - 91 p.

77. Mantyla A.W. Abyssal characteristics of the World Ocean waters / A.W. Mantyla, J. Reid // Deep-Sea Res. - 1983. - Vol. 30. - P. 805-833.

78. Marshall J. Closer of the meridional overturning circulation through Southern Ocean upwelling / J. Marshall, K. Speer // Nature Geoscience. - 2012. - V. 5. - P. 171-180.

79. Maurer H. Wissenschaftliche Ergebnisse, Deutsche Atlantische Expedition auf dem Forschungs und Vermessungsschiff "METEOR" 1925-1927, vol 2. / H.Maurer, T.H. Stocks - Walter de Gruyter & Co, Berlin, 1933. - 338 p.

80. McCartney M.S. Eastward flow through the Mid-Atlantic Ridge at 11° N and its influence on the abyss of the eastern basin / M.S. McCartney, S.L. Bennet, M.E. Woodgate-Jones // J. Phys. Oceanogr. - 1991. - Vol. 21. - P. 1089-1121.

81. McCartney M.S. Transequatorial flow of Antarctic Bottom Water in the western Atlantic Ocean: abyssal geostrophy at the equator / M.S. McCartney, R.A. Curry // J. Phys. Oceanogr. - 1993. -Vol. 23. - P. 1264-1276.

82. McCartney M.S. Recirculating components to the deep boundary current of the northern North Atlantic / M.S. McCartney // Prog. Oceanogr. - 1992. - Vol. 29. - P. 283-382.

83. McDonagh E.L. On the circulation of bottom water in the region of the Vema Channel / E.L. McDonagh, M. Arhan, K.J. Heywood // Deep Sea Res. I - 2002. - Vol. 49. - P. 1119-1139.

84. Mellor G.L. Users Guide for a Three-Dimensional, Primitive Equation, Numerical Ocean Model / G.L. Mellor - Program in Atmospheric and Oceanic Sciences Princeton University, Princeton, 1998. - 56 p.

85. Mercier H. Hydrography of the Romanche and Chain Fracture Zones / H. Mercier, P. Morin // J. Geophys. Res. - 1997. - Vol. 102. - № C5. - P. 10373-10389.

86. Mercier H. Transport of Bottom Water in the Romanche Fracture Zone and the Chain Fracture Zone / H. Mercier, K. Speer // J. Phys. Oceanogr. - 1998. - Vol. 28. - P. 779-790.

87. Mercier H. Bottom water throughflows at the Rio de Janeiro and Rio Grande fracture zones / H. Mercier, G. Weatherly, M. Arhan // Geophys. Res. Lett. - 2000. - Vol. 27. - P. 1503-1506.

88. Meredith MP. On the sources of Weddell Gyre Antarctic Bottom Water / MP. Meredith, R.A. Locarnini, K.A. van Scoy, A.J. Watson, K.J. Heywood, B.A. King // J. Geophys. Res. - 2000. -Vol. 105. - № C1. - P. 1093-1104.

89. Merryfield W.J. A global ocean model with double-diffusion mixing / W.J. Merryfield, G. Holloway, A.E. Gargett // Journal of Physical Oceanography. - 1999. - Vol. 29. - P. 1124-1142.

90. Molinari R.L. The annual cycle of meridional heat flux in the Atlantic Ocean at 26° N / R.L. Molinari, E. Johns, J.F. Festa // J. Phys. Oceanogr. - 1990. - Vol. 20. - P. 476-482.

91. Molinary R.L. The Deep Western Boundary Current in the Tropical North Atlantic / R.L. Molinary // Deep-Sea Res. - 1992. - Vol. 39. - P. 1967-1984.

92. Morozov E.G. Abyssal Channels in the Atlantic Ocean: Water Structure and Flows / E.G. Morozov, A.N. Demidov, R.Yu. Tarakanov, W. Zenk. - Dordrecht: Springer, 2010. - 266 p.

93. Morozov E.G. Bottom water flows in the tropical fractures of the Northern Mid-Atlantic Ridge / E.G. Morozov, R.Yu. Tarakanov, D.I. Frey, T.A. Demidova, N.I. Makarenko // Journal of Oceanography. - 2018. - Vol. 74. - № 2. - P. 147-167.

94. Nansen F. Northernwaters: Captain Roald Amundsen's oceanographic observations in the Arctic Seas in 1901 / F. Nansen. - Vidensk. Selsk. Skr. I. Mathematisk-Natur. Klasse, Jacob Dybwad, Christiania, 1906. - 145 p.

95. Naveira Garabato A.C. On the export of Antarctic bottom water from the Weddell Sea / A.C. Naveira Garabato, EL. McDonagh, D P. Stevens // Deep-Sea Res. II. - 2002. - Vol. 49. - № 21. - P. 4715-4742.

96. Needham H.D. Carte Bathymetrique de la Ride de Walvis / H.D. Needham, D. Carre, J.C. Sibuet - Ocean Atlantique Sud. Echelle 1/4. 382, 832. IFREMER, Direction de l'Environnement et des Recherches Oceaniques, Departement Geosciences Marines. - 1986.

97. Olsen S.M. Observed and modelled stability of overflow across the Greenland-Scotland Ridge / S.M. Olsen, B. Hansen, D. Quadfasel, S. 0sterhus // Nature. - 2008. - Vol. 455. - P. 519-522.

98. Orsi A.H. Circulation, mixing, and production of Antarctic Bottom Water / A.H. Orsi, G.C. Johnsson, J.L. Bullister // Progr. in Oceanog. - 1999. - Vol. 43. - P. 55-109.

99. Pacanovsky R.C. The MOM 3.0 Manual: Geophysic Fluid Dynamics / R.C. Pacanovsky, S.M. Griffies - NOAA, Princenton, USA, 2000. - 680 p.

100. Patterson S.L. Physical Oceanography. Antarctic Sector of the Pacific / S.L. Patterson, T. Whitworth // Ed. G.P. Glasby Elsevier Oceanogr. - 1990. - Vol. 51. - P. 55-93.

101. Pickart R.S. Is Labrador Sea Water formed in the Irminger Basin? / R.S. Pickart, F. Straneo, G.W. Moore // Deep Sea Res. - 2003. - Vol. 50. - P. 23-52.

102. Redfern R. Origins, the Evolution of Continents, Oceans and Life / R. Redfern - University of Oklahoma Press, 2001. - 360 p.

103. Reid J.L.Jr. On the Characteristics and Circulation of the Southwestern Atlantic Ocean / J.L.Jr. Reid, W.D.Jr. Nowlin, W.C. Patzert // J. Phys. Oceanogr. - 1977. - Vol. 7. - № 1. - P. 62-91.

104. Rhein M. The spreading of Antarctic Bottom Water in the Tropical Atlantic / M. Rhein. // Deep-Sea Res. - 1998. - Vol. 45. - P. 507-527.

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

Rintoul S.R. On the origin and influence of Adelie Land Bottom Water / S.R. Rintoul // Ocean, Ice, and Atmosphere: Interactions at the Antarctic Continental Margin; Antarctic Research Series. - 1998. - Vol. 75. - P. 151-171.

Ryan W.B.F. Global Multi-Resolution Topography synthesis / W.B.F. Ryan, S.M. Carbotte, J O. Coplan, S. O'Hara, A. Melkonian, R. Arko, R.A. Weissel, V. Ferrini, A. Goodwillie, F. Nitsche, J. Bonczkowski, R. Zemsky // Geochem. Geophys. Geosyst. - 2009. - Vol. 10. - Q03014. Saunders P.M. Flow through Discovery Gap / P.M. Saunders // J. Phys. Oceanogr. - 1987. - Vol. 17. - P. 631-643.

Saunders P.M. Oceanic fluxes on the WOCE A11 section / P.M. Saunders, B. King // J. Phys. Oceanogr. - 1995. - Vol. 25. - P. 1942-1958.

Scambos, T. MODIS-based Mosaic of Antarctica (MOA) data sets: continent-wide surface morphology and snow grain size / T. Scambos, T. Haran, M. Fahnestock, T. Painter, J. Bohlander // Remote Sensing of Environment. - 2007. - Vol. 111. - P. 242-257.

Schlitzer R. Renewal rates of east Atlantic Deep Water estimated by inversion of 14C data / R. Schlitzer // J. Geophys. Res. - 1987. - Vol. 92. - № C3. - P. 2953-2980. Schmitz W.J. On the World Ocean circulation: Volume I, Some global features. North Atlantic Circulation / W.J. Schmitz - Woods Hole Oceanographic Institution Technical Report WHOI-96-03, 1996. - 141 p.

Schott F.A. The zonal currents and transports at 35° W in the tropical Atlantic / F.A. Schott, M. Dengler, P. Brandt, K. Affler, J. Fischer, B. Bourle's, Y. Gouriou, R. Molinari, M. Rhein // Geophys. Res. Lett. - 2003. - Vol. 30. - P. 1349-1357.

Scott S.M. General Ocean Circulation. / S.M. Scott, W.D Hamilton, P. Hungerford, D.D. Warner, G. Jung, K.D Wunsch, B. Pfeiffer. - J. Phys. G., 1980. - 1291 p.

Shannon L.V. Evidence of Antarctic Bottom Water in the Angola Basin at 32° S / L.V. Shannon, P. Chapman // Deep Sea Res. - 1991. - Vol. 38. - № 10. - P. 1299-1304. Shannon L.V. Physical oceanography of the Walvis Ridge region / L.V. Shannon, M. Rijswijck -Investigational Report № 70. Division of Se Fisheries of RSA [Available from the library of the University of Cape Town], 1969. - 19 p.

Sievers H.A. The stratification and water masses at Drake Passage / H.A. Sievers, W.D. Nowlin // J. Geophys. Res. - 1984. - Vol. 89. - № C6. - P. 10489-10514.

Smedsrud L.H. The role of the Barents Sea in the Arctic climate system / L.H. Smedsrud, I. Esau, R.B. Ingvaldsen, T. Eldevik, P.M. Haugan, C. Li, V.S. Lien, A. Olsen, A.M. Omar, O H. Otteraa // Rev. Geophys. - 2013. - Vol. 51. - № 3. - P. 415-449.

Smith W.H. Global sea floor topography from satellite altimetry and ship depth soundings / W.H. Smith, D.T. Sandwell // Science. - 1997. - Vol. 277. - P. 1956-1962.

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

Smythe-Wright D. Abyssal circulation in the Argentine Basin / D. Smythe-Wright, S. Boswell // J. Geophys. Res. - 1998. - Vol. 103. - № C8. - P. 15845-15851.

Snyder J.P. Flattening the earth: two thousand years of map projections. / J.P. Snyder. - University of Chicago Press, 1993. - 364 p.

Speer K.G. The flow of Antarctic Bottom Water into the Brazil Basin / K.G. Speer, W. Zenk // J. Phys. Oceanogr. - 1993. - Vol. 23. - P. 2667-2682.

Speer K.G. The diabatic Deacon cell / K.G. Speer, S.R. Rintoul, B. Sloyan // J. Phys. Oceanogr.

- 2000. - Vol. 30. - № 12. - P. 3212-3222.

Spiess F. Das Forschungsschiff und seine Reise. Dt. Atl. Exp. "Meteor" 1925-1927 / F. Spiess Vol. 1., 1932. - 442 p.

Spiess F. The Meteor expedition. Scientific results of the German Atlantic expedition, 1925-1927 / F. Spiess, D. Reimer, Berlin. Translated by W.J. Emery F. Amerind Publishing Co., New Delhi, 1928. - 429 p.

Stewart R.H. Introduction to physical oceanography. / R.H. Stewart. - A & M University, 2010.

- 345 p.

Sverdrup H. The Oceans. Their physics, chemistry and general biology / H. Sverdrup, M. Johnson, R. Fleming - Prentice Hall Inc. NY, 1942. - 517 p.

Thebault E. International Geomagnetic Reference Field: the twelfth generation / E. Thebault, C.C. Finlay, C D. Beggan, P. Alken // Earth Planets Space. - 2015. - P. 67-79. Thurnherr A.M. Vertical velocity from LADCP data / A.M. Thurnherr // Proceeding, CWTMC' 11 (IEEE). - 2011.

Toggweiler J.R. Effect of Drake Passage on the global thermohaline circulation / J.R. Toggweiler, B. Samuels // Deep-Sea Res. I. - 1995. - Vol. 42. - P. 477-500. Tomczak M. Regional oceanography: An Introduction / M. Tomczak, S.R. Godfrey // Pergamon, 1994. - 422 p.

Tsuchiya M. Water mass distribution in the western South Atlantic: A section from South Georgia Island (54°S) northward across the equator / M. Tsuchiya, L.D. Talley, M.S. McCartney // J. Mar. Res. - 1994. - Vol. 52. - P. 55-81.

Tucholke B.E. Abyssal circulation over the Greater Antilles Outer Ridge / B.E. Tucholke, W.R. Wright, C D. Hollister // Deep Sea Res. - 1973. - Vol. 20. - P. 973-995. Vangriesheim A. Antarctic Bottom Water flow through the Vema Fracture Zone / A. Vangriesheim // Oceanol Acta. - 1980. - Vol. 3. - P. 199-207.

Vanicek M. Zonal fluxes in the deep water layers of the western South Atlantic Ocean / M. Vanicek, G. Siedler // J. Phys. Oceanogr. - 2002. - Vol. 32. - P. 2205-2235.

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

Vilming S. The development of the multibeam echosounder: a historical account / S. Vilming // J. Acoust. Soc. Am. - 1998. - Vol. 103. - P. 2935-2943.

Visbeck M. Deep velocity profiling using Lowered Acoustic Doppler Current Profiler: bottom track and inverse solution / M. Visbeck // J. Atm. Oc Technol. - 2002. - Vol. 19. - P. 794-807. Warren B.A. Deep circulation in the eastern South Atlantic Ocean / B.A. Warren, K.G. Speer // Deep Sea Res. - 1991. - Vol. 38. - P. 281-322.

Warren B.A. Deep Circulation of the World Ocean / B.A. Warren - Evolution of physical oceanography. - 1980. - 322 p.

Weatherly G.L. 'Too cold' bottom layers at the base of the Scotian Rise / G.L. Weatherly, E.A. Kelley // J. Mar. Res. - 1982. - Vol. 40. - P. 985-1012.

Wessel P. A global, self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database / P. Wessel, W.H.F. Smith // J. Geophys. Res. - 1996. - Vol. 101. - № B4. - P. 8741-8743. Whitehead J.A. Surges of Antarctic bottom water into the North Atlantic / J.A. Whitehead // J. Phys. Oceanogr. - 1989. - Vol. 19. - P. 853-861.

Whitehead J.A. The flux and mixing rates of Antarctic Bottom Water within the North Atlantic / J.A. Whitehead, L.V. Worthington // J. Geophys. Res. - 1982. - Vol. 87. - № C10. - P. 79037924.

Whitworth T. Water masses and mixing near the Antarctic Slope Front / T. Whitworth, A.H. Orsi, S. Kim // Antarctic Research Series. - 1998. - Vol. 75. - №.1. - P. 27-35. Worthington L.V. The volume transport of the Norwegian Sea Overflow Water in the North Atlantic / L.V. Worthington, GH. Volkmann // Deep Sea Res. - 1965. - Vol. 12. - P. 667-676. Wright W.R. Northward transport of Antarctic Bottom Water in the western Atlantic Ocean / W.R. Wright // Deep Sea Res. - 1970. - Vol. 17. - P. 367-371.

Wüst G. Schichtung und Zirkulation des Atlantischen Ozeans, Das Bodenwasser und die

Stratosphäre G. Wüst - Defant A (ed) 1925-1927, 1936. - 411 p.

Yih C.S. Stratified flows / C.S. Yih - Academic Press, 1980. - 416 p.

Zenk W. Antarctic Bottom Water flow through the Hunter channel / W. Zenk, G. Siedler, B.

Lenz, N.G. Hogg // J. Phys. Oceanogr. - 1999. - Vol. 29. - № 11. - P. 2785-2801.

Zenk W. Bathymetry at the Vema Sill / W. Zenk, K.G. Speer, N.G. Hogg // Deep Sea Res. - Vol.

40. - 1993. - P. 1925-1933.

Zenk W. Temperature fluctuations and current shear in Antarctic Bottom Water at the Vema Sill / W. Zenk // Prog Oceanogr. - 2008. - Vol. 77. - P. 276-284.

Zenk W. Warming trend in Antarctic Bottom Water flowing into the Brazil Basin. / W. Zenk, N.G. Hogg // Deep Sea Res I. - 1996. - Vol. 43(9). - P. 1461-1473.