Проявление эффекта каббелинга-антикаббелинга при формировании галоклина в эстуариях на примере р. Раздольной (Амурский залив, Японское море)

Рассмотрен частный случай проявления нелинейности уравнения состояния морской воды при смешении вод разной солености в приложении к формированию галоклина в эстуариях. В зависимости от солености плотность образующейся смеси может быть выше (при низких значениях солености) либо ниже (при высокой солености) среднеарифметической плотности двух компонент, что в устойчиво стратифицированной по солености жидкости обусловливает эффект уплотнения при смешении (каббелинга) для вышележащих вод низкой солености и эффект разуплотнения при смешении (антикаббелинга) для нижележащих вод высокой солености. Представлены расчеты значения солености  в  точке  смены  каббелинга  антикаббелингом,  которая  зависит  от  средней температуры смешиваемых вод. На примере зимних и летних натурных наблюдений в эстуарии р. Раздольной, впадающей в зал. Петра Великого Японского моря, показано, что соленость в галоклине соответствует точке смены знака эффекта, меняясь в зависимости от температуры. В летний период, когда температура воды в эстуарии порядка 22 оС, максимальный градиент солености в галоклине наблюдается на изогалине 10 епс, а в зимний сезон, когда температура снижается до 1 оC, максимальный градиент смещается на изогалину 18 епс. Расположение максимального градиента соответствует значениям солености вблизи точки смены каббелинга антикаббелингом, причем выше этого уровня происходит процесс уплотнения при смешении, который способствует опусканию вод, а ниже — процесс разуплотнения, способствующий подъему вод. Встречное конвергентное движение является дополнительным механизмом самоподдержания галоклина в обостренном состоянии.

1. Важова А.С., Зуенко Ю.И. Особенности распределения биогенных элементов вдоль градиента солености в эстуариях рек Суходол и Раздольная (залив Петра Великого, Японское море) // Изв. ТИНРО. — 2015. — Т. 180. — С. 226–235. DOI: 10.26428/1606-9919-2015-180-226-235.

2. Кильматов Т.Р. Процесс уплотнения при смешении морских вод Берингова пролива и Чукотского моря в сезонном и климатическом масштабах // Изв. ТИНРО. — 2022. — Т. 202, вып. 2. — С. 409–413. DOI: 10.26428/1606-9919-2022-202-409-413. EDN: BYSKLT.

3. Кильматов Т.Р., Кузьмин В.А. Эффект уплотнения при смешении морских вод и его сезонное проявление на тихоокеанском субарктическом фронте // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. — 1991. — Т. 27, № 8. — С. 883–887.

4. Семкин П.Ю., Тищенко П.Я., Лобанов В.Б. и др. Обмен вод в эстуарии реки Раздольной (Амурский залив, Японское море) в период ледостава // Изв. ТИНРО. — 2019. — Т. 196. — С. 123–137. DOI: 10.26428/1606-9919-2019-196-123-137.

5. Тищенко П.Я., Семкин П.Ю., Тищенко П.П. и др. Гипоксия придонных вод эстуария реки Раздольная // ДАН. — 2017. — Т. 476, № 5. — С. 576–580. DOI: 10.7868/S0869565217290217.

6. Foster T.D. An Analysis of the Cabbeling Instability in Sea Water // J. Phys. Oceanogr. — 1972. — Vol. 2, Iss. 3. — P. 294–301. DOI: 10.1175/1520-0485(1972)002<0294:AAOTCI>2.0.CO;2.

7. Groeskamp S., Abernathey R.P., Klocker A. Water mass transformation by cabbeling and thermobaricity // Geophys. Res. Lett. — 2016. — Vol. 43, Iss. 20. — P. 10,835–10,845. DOI: 10.1002/2016GL070860.

8. Klocker A., McDougall T.J. Influence of the Nonlinear Equation of State on Global Estimates of Dianeutral Advection and Diffusion // J. of Physical Oceanography. — 2010. — Vol. 40, Iss. 8. — P. 1690–1709. DOI: 10.1175/2010JPO4303.1.

9. Witte E. Zur Theorie den Stromkabbelungen // Gaea: Natur und Leben. — Cologne, 1902. — P. 484–487.

10. Calculator/salt-water-density. https://www.translatorscafe.com/unit-converter/ru-RU/calculator/salt-water-density/. Cited January 20, 2023.

11. Schlitzer, R., Ocean Data View. Software. URL https://odv.awi.de, 2023.

12. The international thermodynamic equation of Seawater-2010: Calculation and use of thermodynamic properties, Intergovernmental oceanographic Commission, Manuals and Guides, no. 56, UNESCO. http://www.TEOS-10.org/. Cited January 20, 2023.