Основные масштабы взаимодействия океана и атмосферы
Наиболее существенная изменчивость состояния океана является результатом колебаний с различными периодами, возникающих в процессах взаимодействия океана и атмосферы. Мелкомасштабное взаимодействие атмосферы и океана включает процессы с периодами от долей секунды до десятков минут и пространственными масштабами 10-10 м.
В ходе мелкомасштабного взаимодействия обеспечивается непосредственный обмен теплом, влагой и импульсом на границе океан - атмосфера и формируется сильная перемежаемость пограничных слоев взаимодействующих сред. К мелкомасштабным процессам относятся поверхностные и внутренние волны, турбулентность и быстрые изменения вертикальной микроструктуры океана. Мезомасштабное взаимодействие с периодами от часов до суток - приливные и инерционные колебания, а также колебания полей, вызываемые суточным ходом солнечной радиации. Синоптическое взаимодействие включает процессы с периодами от нескольких суток до месяцев с очень широким диапазоном пространственных масштабов от 104 м до 106 м. В ходе синоптического взаимодействия формируется короткопериодная локальная энергоактивность относительно небольших акваторий. Наиболее ярким проявлением синоптической изменчивости океана является непериодическое формирование вихрей с диаметром в несколько сот километров, медленно движущихся и постепенно рассеивающихся. Очень большая и сложная группа процессов связана с сезонным взаимодействием океана и атмосферы, в процессе которого формируются годовой ход и кратные ему гармоники параметров океана и атмосферы - самый заметный диапазон частот в спектрах гидрометеорологических процессов. Важнейшими следствиями сезонного взаимодействия являются тепловлагообмен океанов и континентов и энергоактивность акваторий, приуроченных к границе океан - континент, а важнейшими количественными характеристиками - фазовые рассогласования годового хода океанских и атмосферных параметров. Процессы климатического взаимодействия определяют глобальные энергетические потенциалы земной климатической системы. К ним относятся колебания с периодами от нескольких лет до десятилетий, охватывающие всю Землю и включающие взаимодействия отдельных океанов, Северного и Южного полушарий, низких и высоких широт. Важнейшим механизмом климатического взаимодействия является межширотный и межокеанический транспорт тепла, обеспечиваемый меридиональной циркуляцией в конвективных атмосферных и океанских ячейках, а также нарушения его симметрии, формирующие глобальную энергоактивность целых акваторий Мирового океана.