Seasonal and interannual dynamics of frontal zones in the North Atlantic

Abstract

Новикова Юлия Сергеевна Тема выпускной квалификационной работы: «Сезонная и межгодовая динамика фронтальных зон Северной Атлантики» Аннотация В работе предложено применить метод автоматического выделения границ изображений к картам динамической топографии уровня моря для обнаружения динамических фронтов. Актуальность исследования заключается в необходимости получения информации о положении фронтальных зон для задач физической океанологии, биологии моря и промысловой океанологии. Целью данной работы являлось изучение сезонной и межгодовой изменчивости положения динамических фронтальных зон в морях Лабрадор и Ирмингера Северной Атлантики с 1993 по 2016 гг. Для этой цели использовались данные об уровне моря, полученные с помощью спутниковой альтиметрии (спутники GEOSAT, ERS-1, TOPEX/Poseidon, ERS-2, GFO-1, Jason-1, Envisat, OSTM/Jason-2). Для выделения океанологических фронтов впервые применялся дифференциальный оператор обнаружения границ Канни, используемый для выделения контуров изображений разной степени четкости. В ходе исследования были выполнены следующие задачи: 1. описано расположение основных фронтальных зон региона по данным предыдущих исследований; 2. фронты выделены рассчитана оператором Канни, выявлена сезонная и межгодовая изменчивость их положения и суммарной протяженности; 3. проведена оценка связи суммарной протяженности фронтов с индексами региональной атмосферной циркуляции (NAO и АО). Результаты показали, что метод Канни достаточно точно выделяет фронтальные зоны заданной интенсивности и может быть применен в исследованиях фронтальных зон Мирового океана. В результате работы были выявлены районы субполярных районов Северной Атлантики с устойчивыми и мигрирующими от сезона к сезону фронтальными зонами. Были сделаны выводы об отсутствии явной связи между суммарной длиной фронтов и индексами региональной атмосферной циркуляции NAO и АО. Объем выпускной работы: 42 страниц. Работа содержит 21 рисунок, 2 таблицы, 27 ссылок на литературные источники. Направление: Гидрометеорология Кафедра: Океанологии Научный руководитель: к.г.н, доцент кафедры океанологии Башмачников И.Л

Novikova Iuliia Sergeevna Theme of the final qualifying work: « Seasonal and interannual dynamics of frontal zones in the North Atlantic» Annotation In this paper it is suggested to use the Canny edge detector for detection of dynamic fronts in the dynamic topography of the ocean surface. The research provides valueable information on the position frontal zones relevant for physical oceanography, marine biology and fishery. The purpose of this work is to study seasonal and interannual dynamics of the positions of dynamic fronts in the Labrador and Irminger seas of the North Atlantic from 1993 to 2016. For this purpose data on the sea-level obtained with satellite altimetry were used (satellites GEOSAT, ERS-1, TOPEX / Poseidon, ERS-2, GFO-1, Jason-1, Envisat, OSTM / Jason-2). The Canny edge detector, presently used for detection of contours at images with varying colour contrasts was first applied for oceanic front detection. During this study the following tasks were solved: 1. an overview of previous studies was done for detection of locations of the main frontal zones in the study region; 2. dynamic fronts were detected using Canny edge detector, seasonal and interannual variations in their location and the overall length was discribed; 3. links between the overall length of the fronts and the regional atmospheric indices NAO and AO were estimated. The results of the study showed that Canny algorithm is quite accurate in detection of oceanic frontal zones of a predefined intensity and can be used for identification of frontal zones in the World Ocean. In the workstable frontal zones and those changing their positions from season to season were identified. Low linear correlation between the total length of the fronts and the NAO and AO indices of the intensity of regional atmospheric circulation suggest an absence or a weak direct link between these parameters. The volume of the final qualifying work is 42 pages. The work contains 21 figures, 2 tables, 27 references to literary sources. Direction: Hydrometeorology Chair: Oceanology Scientific adviser: Candidate of Geographical Sciences, associate professor of oceanology Bashmachnikov I.L.