Seasonal and interannual variability of the ocean-atmosphere heat exchange in the northern Atlantic and the European region of the Arctic Ocean

Abstract

Цель этой работы – выявить характер сезонной и межгодовой изменчивости атмосферных потоков тепла в северной части Атлантики по нескольким базам данных, и их роль в изменчивости теплосодержания Северо-Европейского бассейна Северного Ледовитого океана (СЛО). Для сравнения скрытых и явных потоков тепла были использованы данные реанализов OAFlux (Objectively Analyzed Air-Sea Fluxes) и ERA-Interim с данными наблюдений ICOADS (The International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set). Для оценки компонентов баланса тепла Северо-Европейского бассейна СЛО были использованы вертикальные потоки тепла из океана в атмосферу (скрытые и явные, по данным реанализа OAFlux), горизонтальные океанические потоки тепла до глубины 500 метров (по данным ARMOR-3D), а также сумма длинноволновой и коротковолновой радиации (по данным реанализа ERA5). Аккумулированная дивергенция потоков тепла в исследуемых областях показала общий рост теплосодержания в обоих областях в верхнем 500-м слое. Это подтверждается непосредственными расчетами роста теплосодержания в обоих регионах во времени. Однако в районе 1 тенденция к росту теплосодержания несколько меньше, чем аккумулированная дивергенция потоков тепла, а в районе 2 – несколько выше. Это говорит о том, что были учтены не все существенные факторы баланса тепла в каждом из регионов.

The aim of this work is to identify the nature of seasonal and interannual variability of atmospheric heat fluxes in the northern part of the Atlantic from several databases, and their role in the variability of the heat content of the North European Arctic Ocean basin. Latent and sensible heat fluxes from OAFlux (Objectively Analyzed Air-Sea Fluxes) and ERA-Interim reanalyses were compared with historical data from ICOADS (The International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set). To assess heat balance components we used vertical heat fluxes from the ocean to the atmosphere (according to OAFlux reanalysis), horizontal oceanic heat fluxes to a depth of 500 meters (according to ARMOR-3D) and the sum of longwave and shortwave radiation (according to ERA5 reanalysis). The accumulated divergence of heat fluxes in the studied areas showed an overall increase in heat content in both areas in the upper 500 meter layer. This is confirmed by direct calculations of the growth of heat content in both regions over time. However, in region 1, the tendency toward an increase in heat content is somewhat less than the accumulated divergence of heat fluxes, and in region 2 it is slightly higher. This suggests that not all the significant factors of heat balance in each of the regions were taken into account.