Interannual variations of heat and freshwater content in the cold water dome of the Labrador Sea

Abstract

В данной работе исследована межгодовая изменчивость теплосодержания и содержания пресной воды в море Лабрадор. Для расчетов использовался массив ARMOR-3D (1993–2016 гг.), в котором скомбинированы натурные и спутниковые наблюдения. Были выявлены значимые тенденции увеличения теплосодержания и уменьшения содержания пресной воды в верхнем 500-метровом слое за исследуемый период. В межгодовой изменчивости теплосодержания и содержания пресной воды были выделены доминирующие циклы продолжительностью 2–4 года и 5–8 лет. Выявлена высокая отрицательная корреляция теплосодержания моря Лабрадор с индексом Северо-Атлантической осцилляции (NAOI), тогда как с индексами Атлантической мультидекадной осцилляции (AMOI) и Арктической океанической осцилляции (AOOI) корреляции были не значимы. Было установлено, что изменение интенсивности теплообмена с атмосферой, а также океанического притока тепла с задержкой на 3-4 года является основными причинами связи теплосодержания верхнего слоя моря Лабрадор с NAOI. При близких к нулю временных сдвигах были выделены также отрицательные корреляции теплосодержания с NAOI в море Ирмингера и прилегающих акваториях Северной Атлантики, и положительные – вдоль потока атлантических вод в морях Северо-Европейского бассейна. Через 8 лет корреляции меняют знак. Расчет интенсивности океанической адвекции тепла показал, что одновременное с увеличением притока тепла в моря Лабрадор и Ирмингера наблюдается уменьшение притока тепла в Северо-Европейский бассейн.

In this paper, we investigate the interannual variability of heat content and freshwater content in the Labrador Sea. An array of ARMOR-3D (1993–2016) was used for the computations. The data-set combines in situ and satellite observations. Significant trends of increasing heat content and decreasing fresh water content in the upper 500-meter layer were identified in the Labrador Sea. In the interannual variability of heat and freshwater content, the dominant cycles of 2–4 years and 5–8 years were detected. A high negative correlation of the heat content of the Labrador Sea with the North Atlantic Oscillation Index (NAOI) was revealed, whereas with the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMOI) and Arctic Oceanic Oscillation (AOOI) indices, the correlations are not significant. It was found that the change in the intensity of heat exchange with the atmosphere, as well as the oceanic heat flux with a 3-4 year delay, are the main reasons for the observed link between the heat content of the Labrador Sea and the NAOI. For time lags close to zero, negative correlations of heat content with NAOI were also detected in the Irminger Sea and in the adjacent waters of the North Atlantic, while positive correlations follow the Atlantic waters in the Nordic Seas. After 8 years of correlations change sign. The intensity of oceanic advection of heat showed that a simultaneous increase in the influx of heat into the Labrador and Irminger Seas goes in parallel with a decrease of heat flux in the Nordic Seas.