Атмосферные и океанические данные с треугольной дрейфующей стоянки в северной части Южно-Китайского моря за 2016 год

Наблюдая, как шторма формируют море

Когда мощный тайфун проходит над океаном, он делает гораздо больше, чем просто поднимает большие волны. Ветер, изменения давления и вихревые течения проникают на сотни и даже тысячи метров ниже поверхности, влияя на климат, морскую жизнь и прибрежные сообщества. Тем не менее эти скрытые движения трудно измерить, потому что они разворачиваются далеко от берега и по большой глубине. В этом исследовании описан редкий и ценный набор данных: месяцы непрерывных наблюдений с подводного «поста прослушивания» в северной части Южно-Китайского моря, предназначенного для отслеживания того, как атмосфера и океан «разговаривают» друг с другом в штормовой год.

Треугольник плавающих наблюдателей

Чтобы уловить эту скрытую драму, учёные развернули треугольный массив из трёх надводных буйков и двух глубоких якорных стоянок в северной части Южно-Китайского моря летом и осенью 2016 года. Каждый буй несёл метеорологические приборы на нескольких метрах над поверхностью моря для записи ветра, атмосферного давления, температуры, влажности и осадков. Длинные кабели под буйками и на якорях удерживали десятки датчиков, измерявших температуру воды, солёность, давление и течения от близкой к поверхности зоны до морского дна, на глубинах до примерно 3000 метров. В совокупности эта сеть непрерывно наблюдала за одним и тем же участком океана, днём и ночью, в течение нескольких месяцев.

Естественная лаборатория океанических штормов

Южно-Китайское море — особенно энергичный угол мирового океана. Оно глубокое, в нём наблюдаются сильные сезонные ветры, и оно лежит на пути многих тропических циклонов. Эти особенности делают его естественной лабораторией для изучения волн, вихрей, приливов и глубоких потоков, простирающихся от поверхности до бездны. В 2016 году массив наблюдений пересекали или на который оказывали влияние несколько названных штормов, включая Dianmu, Meranti, Aere, Sarika и Haima. Одновременно регион переходил от летних к осенним условиям, что позволило инструментам записывать, как фоновые течения и слои воды меняются с сезонами, а также под воздействием проходящих штормов.

Что увидели датчики

Совокупные измерения воздуха и воды показывают, что приборы зафиксировали широкий спектр океанического поведения. На поверхности ветер обычно был слабым, но во время тропического циклона Dianmu он усилился примерно в три-четыре раза от обычной скорости, при этом атмосферное давление резко упало и шли сильные ливни. В верхних нескольких сотнях метров океана измерители течений регистрировали приливные движения, медленные фоновые потоки и особые «почти инерциальные» волны, вызванные ветрами шторма. Эти волны появились через несколько дней после прохождения Dianmu и ещё яснее проявились после последующих штормов, таких как Sarika и Haima, затем постепенно распространялись вниз от поверхности вглубь океана. У близкого к донному горизонта дополнительное оборудование показало, что тайфуны могут почти немедленно встряхивать глубокие течения, несмотря на то, что температура и солёность воды там оставались почти постоянными.

Слои тёплой и холодной воды

Датчики температуры и солёности вдоль кабелей показали, как ветры штормов реорганизуют слоистую структуру океана. Вблизи поверхности сильные ветры смешивали тёплую воду вниз и иногда вертикально смещали целые слои воды, как если бы толстый ковёр поднимали и опускали. После Dianmu, например, изотермы и изогалинны солёности были сдвинуты вниз ниже примерно 200 метров — признак штормового опускания воды. В течение сезона данные также зафиксировали обычное углубление более холодных, более солёных слоёв и незначительные изменения в свойствах у дна, показывая, что хотя течения у морского дна могут быстро реагировать на штормы, сама глубокая вода остаётся относительно стабильной.

Долговременный ресурс для климатической и погодной науки

Вместо того чтобы сосредоточиться на одном конкретном открытии, эта работа предоставляет тщательно документированный набор данных, которым другие исследователи могут свободно пользоваться. Записи, сохранённые в стандартных файлах netCDF, включают подробные описания каждого прибора, его глубины и точности, а сами данные сохранены в исходном виде. Учёные теперь могут опираться на эти наблюдения при изучении теплообмена между атмосферой и морем, тестировании вычислительных моделей взаимодействия тайфунов и океана, уточнении оценок поверхностных потоков и исследовании того, как энергия от штормов и приливов передаётся от поверхности в глубину моря. Проще говоря, этот треугольник буйков и якорных станций превращает когда-то невидимую часть штормового океана в общее окно, которое помогает лучше понять, как погода наверху и вода внизу тесно взаимосвязаны.

Цитирование: Zhang, H., Li, Q., Chen, D. et al. Atmospheric and oceanic data from a triangle-shaped moored array in the northern South China Sea during 2016. Sci Data 13, 467 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06801-7

Ключевые слова: Южно-Китайское море, тропические циклоны, взаимодействие атмосферы и моря, океанские якорные станции, океанические течения