Styszyńska (2005, 2007) показала существование четких статистических связей между содержанием тепла в водах Атлантики, текущих в сторону Арктики через Норвежское, Западно-Шпицбергенское и Северо-Капское течения, и температурой воздуха на Шпицбергене, Ян-Майене и Хопене в период с 1982 по 2002 годы. Эти связи распространяются во времени: после повышения содержания тепла в водах Норвежского течения следует повышение температуры воздуха в том же и следующем году. Содержание тепла в атлантических водах, текущих к Арктике, оценивается по средней температуре поверхности моря (SST) в Фареро-Шетландском канале (координаты 62° с.ш., 004° з.д.) с января по апрель. Эти значения используются для расчета такого определяющего показателя, как FS1-4 2L, устанавливаемого как среднее значение двух последовательных лет: данных одного года (k) и предшествующего ему года (k-1). Цель данной работы - исследовать, существуют ли взаимосвязи между FS1-4 2L и температурой воздуха как в целом по Арктике, так и в отдельных арктических секторах, и если да, то каков характер этих взаимосвязей.
Анализируемые данные представляли собой набор годовых значений температуры воздуха для всей Арктики и отдельных арктических секторов (рис. 2) в соответствии с Пшибылаком (2007), а также набор месячных значений SST, включая значения, рассчитанные для индикатора FS1-4 2L (NOAA NCDC ERSST v.1; Smith and Reynolds, 2002). В качестве основной методологии использовался анализ кросс-корреляционной функции. Показатель FS1-4 2L был установлен в качестве первого значения, а годовая температура воздуха использовалась в качестве запаздывающего значения. Анализ проводился для 55-летнего периода, с 1951 по 2005 год. Анализ показал, что в целом связи между теплосодержанием, поступающим в Арктику, и температурой воздуха над всей Арктикой (рассчитанной по средним значениям отдельных секторов) не были особенно значительными, хотя и наблюдалась заметная значимость этих связей от 0-го года (рис. 3) до +9-го года (рис. 4).
Наиболее сильными были связи с тем же годом, для которого датировался FS1-4 2L, после чего связи постепенно ослабевали, пока окончательно не исчезли на десятом году. В атлантическом секторе Арктики связь была сильной и почти мгновенной (рис. 5). В Сибирском (рис. 6) и Тихоокеанском (рис. 7) секторах статистически значимые связи отсутствовали, а те, что существовали, были слабыми, с разной степенью "эха" в реакциях температуры воздуха. Температура воздуха в Канадском секторе (рис. 8) реагировала на увеличение теплосодержания с задержкой от 2 до 6 лет, причем наиболее сильные связи с FS1-4 2L отмечались с задержкой в 5 лет. В Баффиновом заливе ситуация была совершенно иной: изменения температуры воздуха предшествовали изменениям теплосодержания вод Фареро-Шетландского канала на 1-6 лет. Максимальные значения этих связей составляли -5 и -4 в год (рис. 9). Анализ причин этих региональных вариаций влияния FS1-4 2L на температуру воздуха позволяет сделать вывод, что основную роль играет батиметрия Северного Ледовитого океана.
Атлантические воды, опускающиеся под поверхностные воды Арктики (ПАВ), вносят свой вклад в изменение температуры промежуточных вод Арктики (ПОВ). Независимо от маршрутов, по которым протекают процессы, влияние АПВ на температуру воздуха в Сибирском и Тихоокеанском секторах ограничено, поскольку эти сектора изолированы широкими шельфами от Северного Ледовитого океана. В Канадском секторе, который отделен узкими шельфами от глубоководных частей Северного Ледовитого океана и расположен на относительно небольшом расстоянии от Атлантического сектора, влияние теплосодержания на ПСС проявляется с некоторой задержкой. Изменения температуры воздуха в секторе Баффинова залива связаны с переменной активностью Лабрадорского течения, приносящего холодные воды на север из дельты Гольфстрима. Сила сильных охлаждающих вод Лабрадорского течения при соответствующей задержке приводит к уменьшению содержания тепла в Фареро-Шетландском канале. В связи с тем, что между годовыми температурами воздуха в канадском секторе и секторе Баффинова залива существует сильная положительная корреляция, возникает цепочка зависимостей: температура воздуха в американских секторах Арктики → поток атлантических вод → FS1-4 2L → температура воздуха в атлантическом арктическом секторе → температура воздуха в канадском секторе должна порождать квазипериодические (> 10 лет) курсы температуры воздуха.