Изменчивость океанологических процессов и полей во внутренних морях (Черном, Азовском, Каспийском), на основе дистанционного зондирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Антонюк, Анна Юрьевна

• Антонюк, Анна Юрьевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Антонюк, Анна Юрьевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОРЕЙ

1.1 Общие черты

1.2 Черное море

1.3 Азовское море

1.4 Каспийское море

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Архивы данных и комплексы их обработки

ГЛАВА 3 ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ МОРЕЙ

3.1 Сезонная и межгодовая изменчивость температуры воды в Черном, Азовском и Каспийском морях

3.1.1 Черное море

3.1.2 Азовское море

3.1.3 Каспийское море

3.1.4 Результаты

3.2 Апвеллинг в Каспийском море

3.2.1 Общие особенности Каспийского апвеллинга

3.2.2 Связь апвеллинга с ветром

3.2.3 Результаты

3.3 Идентификация случаев боры в Черном море

ГЛАВА 4 ЛЕДОВЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕРНОГО, АЗОВСКОГО И КАСПИЙСКОГО МОРЕЙ

4.1 Общая характеристика ледовых условий

4.2 Динамика ледовых условий Каспийского и Азовского морей по спутниковым данным 1980-2012 гг

4.2.1 Межгодовая изменчивость ледяного покрова в северной части Каспийского моря в 1980-2012 гг

4.2.2 Межгодовая изменчивость ледяного покрова в Азовском море в 1980-2012 гг

4.2.3 Результаты

ГЛАВА 5 МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ

ХЛОРОФИЛЛА-а

5.1 Экологическое состояние внутренних морей

5.2 Сезонная и межгодовая изменчивость концентрации хлорофилла-а на поверхности рассматриваемых морей

5.2.1 Черное море

5.2.2 Азовское море

5.2.3 Каспийское море

5.2.4 Результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изменчивость океанологических процессов и полей во внутренних морях (Черном, Азовском, Каспийском), на основе дистанционного зондирования»

ВВЕДЕНИЕ

Внутренние южные моря, прилегающие к побережью России - Черное, Азовское, Каспийское - постоянно привлекают внимание. Причины в том, что они представляют собой уникальные природные объекты, и, в то же время на акваториях и побережье морей сосредоточено большое количество ценных и разнообразных природных ресурсов - биологических, минеральных и других.

Эти моря все более вовлекаются в сферу промышленного использования, в связи с чем все острее встают проблемы их современного экологического состояния и охраны морской среды.

Расположение морей внутри материка, в изоляции от Мирового океана (для Каспия - полностью) приводит к быстрым и ощутимым изменениям их гидрометеорологических условий, природного состояния под воздействием внешних факторов среды. Это, в свою очередь, требует постоянного слежения за состоянием морей, регулярных оценок происходящих и прогнозов ожидаемых изменений. Правительства приморских стран уделяют серьезное внимание комплексным научным исследованиям Черного, Азовского и Каспийского морей. Однако в последние десятилетия по ряду причин (политических, финансовых и др.) объем и качественный состав гидрометеорологических наблюдений на морях резко сократились.

Информация, получаемая в настоящее время о морях традиционными методами (экспедиции, гидрометеорологические станции (ГМС)), уже не отвечает современным требованиям и не может адекватно отвечать на вопросы о состоянии и изменчивости различных природных характеристик водоемов.

Поэтому, современная океанологическая наука все более принимает на вооружение современные спутниковые технологии, методы и наблюдения для изучения режима океанов и морей. Они обладают явными преимуществами, хорошо известными специалистам, хотя имеют и ряд существенных недостатков (самые

главные, пожалуй, это пока неудовлетворительная точность спутниковых данных и возможность получать измерения только на поверхности или в верхнем слое).

В последние годы с созданием доступных банков регулярной информации и данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) о поле температуры поверхности моря, концентрации хлорофилла, ледовом покрытии и других гидрометеорологических характеристиках, появилась возможность анализа не только сезонной, но и межгодовой изменчивости состояния акваторий морей. Это особенно важно для изучения изменчивости и регионального климата внутренних морей. Существует большое количество научных публикаций, в которых с помощью спутниковых измерений анализируются отдельные аспекты океанологических условий морей, в том числе внутренних. В настоящее время этим занимаются такие группы как: Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Гинзбург и др., 2009), Института космических исследований Российской академии наук [Лаврова и др., 2011], Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова [Кравцова, Митькиных, 2013], Морского гидрофизического института НАНУ Отдел дистанционных методов исследований [Станичный и др., 2006]. Ссылки на эти и другие материалы приведены в диссертации. Однако, таких публикаций пока явно недостаточно, а работ, посвященных специальному анализу океанологических условий одновременно в трех внутренних морях в исследуемый промежуток времени и установлению связей с внешними факторами, вообще нет. Поэтому, в настоящей диссертационной работе автор поставил цель развить методы спутниковой океанологии, применительно к трем указанным морям для изучения отдельных аспектов их изменчивости на основе использования накопленных с помощью ДЗЗ в последние десятилетия новых данных.

Цель работы определяется ее названием: использование спутниковых методов для изучения изменчивости океанологических процессов и полей во внутренних морях.

В связи с этой целью автором ставились следующие основные задачи:

1) Сформировать базу данных многолетней спутниковой информации и стандартных гидрометеорологических наблюдений по Черному, Азовскому и Каспийскому'морям, необходимую для дальнейшего анализа.

2) Определить общую методологию проведения работы.

3) Для каждого, включенного в анализ океанологического параметра, провести расчеты среднемноголетних месячных значений, показать их межгодовые изменения и тренды в разных районах морей.

4) Оценить связь изменчивости океанологических параметров и влияющих на них внешних факторов среды для каждого из морей.

5) На основе полученных данных провести анализ аномальных ситуаций в морях (апвеллинг в Каспийском море, дрейф льда, новороссийская бора, цветение фитопланктона) с привлечением дополнительной гидрометеорологической информации.

На защиту выносятся следующие положения:

• Анализ межгодовой изменчивости среднемесячных значений температуры поверхности моря (ТИМ) в репрезентативных районах Черного, Азовского и Каспийского морей, выявил ее большие величины. Зафиксировано значительное потепление в 1985-2012 гг. (повышение ТИМ до 3°С), что соответствует происходящим глобальным изменениям климата.

• Результаты анализа сезонного апвеллинга в шельфовой зоне у восточного побережья Среднего Каспия на основе спутниковой информации о поле температуры поверхности моря выявили изменчивость ТИМ от 17°С до 24°С и изменение площади апвеллинга от 10 тыс. до 30 тыс. км2.

• Впервые установлена количественно связь скорости ветра вдольберегового направления с отклонениями ТИМ от среднемноголетней в зоне апвеллинга, корреляция -0,8. Тем самым подтверждается экмановская природа летнего апвеллинга вдоль восточного побережья Каспийского моря. В осенние месяцы понижение

температуры воды в этом районе в основном происходил уже в результате прямого воздействия сгонных ветров с восточного побережья Каспия.

• Подтвержден синоптический характер апвеллинга у западного побережья Среднего Каспия, прослежены фазы его развития при понижении ТПМ до 3°С и ниже.

• Установлены условия развития сильной боры в СВ части Черного моря (январь - февраль 2012 г.) с помощью спутникового мониторинга: пространственно-временные характеристики боры, район ее распространения в море. По радиолокационным изображениям (РЛИ) и оптическим снимкам выявлены признаки, характерные для начала и окончания боры.

• Результаты анализа сезонных и межгодовых изменений ледовых условий Северного Каспия и Азовского моря в 1980-2012 гг. на основе спутниковой информации и натурных данных выявили хорошую связь ледовых условий с суровостью зим (суммами отрицательной температуры воздуха Х(4а)). Спутниковые данные позволили единовременно рассмотреть изменение сроков образования и таяния льда на морских акваториях. Подробно прослеженная динамика ледяного покрова в Каспийском и Азовском морях в зимы 2005-2012 гг. показала высокую степень его изменчивости, наблюдается смягчение ледовых условий в рассматриваемые годы.

• Выявлена сезонная и межгодовая изменчивость концентрации хлорофилла-а в Черном, Азовском, Каспийском морях в 1998-2012 гг., сопоставленная с величиной речного стока в шельфовых районах. Для Черного моря получены высокие коэффициенты корреляции (0,8) между среднемесячной концентрацией хлорофилла-а и стоком Дуная. В Азовском море и Северном Каспии кроме речного стока на распределение концентрации хлорофилла влияют и другие факторы, для установления которых необходим специальный анализ.

Таким образом, на основе полного и современного массива спутниковых и гидрометеорологических данных впервые проведен много факторный анализ изменчивости выбранных параметров (ТПМ, характеристик апвеллинга, ледовых

условий, концентрации хлорофилла а) в рассматриваемых внутренних морях и их районах в новом длительном интервале. Полученные результаты дают более полное представление об особенностях динамики океанологических процессов и полей в поверхностном слое южных морей у побережья России под воздействием внешних гидрометеорологических условий.

Обоснованность полученных результатов определяется тем, что диссертационная работа основана на использовании обширного массива многолетней объективной информации: спутниковых, метеорологических, натурных измерений (температура воздуха на ГМС, речной сток).

В ходе проведенного анализа океанологических процессов и полей внутренних морей было показано, что результаты, полученные по различным источникам, хорошо согласуются между собой, а спутниковые данные дополняют натурные наблюдения.

Результаты настоящего анализа могут стать информационной базой при решении широкого круга научных и практических задач. В работе показано, что за развитием аномальных ситуаций возникающих во внутренних морях (апвеллинг в Каспии, дрейф льда, Новороссийская бора, цветение фитопланктона) можно следить из космоса в оперативном режиме. Спутниковая информация адекватно отражает происходящие в морях процессы и при наличии необходимых данных позволяет определить их динамику. Это, в свою очередь, имеет непосредственно практическое значение при освоении различных природных ресурсов на акватории морей. Так, показано, что дистанционные данные отражают ситуацию in situ с ледовыми условиями, дают возможность охватить всю акваторию и определить динамику ледяного покрова под действием преобладающих ветров, а это практически важно для рекомендаций мореплавателям, предупреждений нефтяникам и оценке ситуаций риска в шельфовых районах. Определение районов развития апвеллинга в Каспийском море имеет значение для организации и проведения рыбного промысла. Анализ оперативных данных ДЗЗ позволит

улучшить существующие методы прогноза аномальных ситуаций и уменьшить возникающие риски.

Автору принадлежит ведущая роль в определении основных научных задач и выборе методики обработки данных. Автором лично были получены, обработаны и проанализированы межгодовые ряды наблюдений океанологических параметров (температуры воды, воздуха, концентрации хлорофилла). Кроме того, были разработаны программы обработки и методов анализа спутниковых и метеорологических данных, совместно с сотрудниками отдела дистанционных методов исследования МГИ НАНУ.

По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе 4 - в научных изданиях, которые включены в перечень рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК, 5 публикаций - тезисы в трудах конференций. Результаты диссертационной работы были доложены на 11 всероссийских и международных конференциях.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В конце каждой главы приведены основные результаты. Работа изложена на 207 страницах, и включает 143 рисунка и 9 таблиц; список литературы состоит из 77 наименований.

ГЛАВА 1 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОРЕЙ

1.1 Общие черты

Южные моря, прилегающие к берегам России - Черное, Азовское и Каспийское относятся к внутренним морям. Они расположены внутри материка и сообщаются с прилегающими акваториями через проливы, ограничивающие водообмен. Каспий -полностью изолированный водоем. Для этих морей характерно своеобразное распределение океанологических характеристик и в целом режим, наиболее отличный от океанического. Определяющую роль в формировании гидрологического режима и структуры вод рассматриваемых морей играет влияние внешних факторов - потоков тепла, влаги, количества движения через поверхность моря, речного стока. Черное, Азовское и Каспийское моря отличаются высокой степенью межгодовой изменчивости гидрологических условий, а внутриматериковое их положение способствует значительному загрязнению, отражающему результаты хозяйственной деятельности в водосборных бассейнах, на побережье и акваториях [Залогин, Косарев, 1999].

В настоящее время, в связи с ростом разведочных работ и добычи углеводородного сырья на шельфе Черного и Каспийского морей, в техногенную деятельность вовлекается все большая толща вод. При этом, часто возникает противоречие между рациональным использованием биологических ресурсов морей и инженерными разработками. Это определяет необходимость более детального изучения гидрологической структуры и динамики вод внутренних морей.

Гидрологические особенности морей имеют как сходство, так и различия. Черное и Каспийское моря расположены в одном широтном поясе на границе между умеренной и субтропической зонами. Их средние широты составляют 43.5° и 41.5° с.ш. Поскольку Каспийское море расположено ближе к Центрально-азиатской аридной области, оно характеризуется большим притоком тепла 140 МДж/м2 и меньшим притоком влаги, по сравнению с Черным - 60 МДж/м2. Среднегодовой

приток пресных вод в Черное море составляет около 580 км3. Для Каспия среднегодовой объем речного стока и атмосферных осадков близок к равновесию с испарением (-376 км3). Соленость в морях пониженная, особенно в предустьевых районах.

Моря получают различное количество атмосферных осадков (Каспий - 80 и Черное море - 240 км3/год), а годовые объемы речного стока (К.м. 300 и Ч.м. 340 км3) и испарения (К.м. -380 и Ч.м. -400 км3) в обоих морях довольно близки.

Наибольшие различия проявляются в характере вертикальной плотностной структуры вод. В основной толще вод Каспийского моря она квазиоднородная, в Черном море - резко стратифицированная.

К общим особенностям рассматриваемых морей относится также обильный речной сток, поступающий в основном в обширные шельфовые районы -Северный Каспий и северо-западную часть Черного моря. Он служит основным поставщиком загрязняющих веществ в моря, развитию процессов эвтрофирования в шельфовых областях и образование гипоксии [Косарев и др., 2004].

В глубинные слои Черного моря ежегодно поступает через пролив Босфор около 180 км3 соленой мраморноморской воды (>30%о). Благодаря однородности толщи вод в Каспии активно развиваются процессы конвективного перемешивания, а в двухслойной структуре вод Черного моря они весьма ограничены по вертикали. В результате, в Черном и Каспийском морях характер вентиляции глубинных вод весьма различается.

Современное экологическое состояние рассматриваемых морей характеризует накопление загрязняющих веществ в прибрежной зоне (где более всего проявляются вредные последствия хозяйственной деятельности) и более низкая их концентрация в открытых районах. Увеличение сбросов органических соединений приводит к возрастанию микробного загрязнения (особенно опасного в рекреационных районах). Все это вызывает постепенную трансформацию морских экосистем. Указанные проблемы создают необходимость выявления кризисных зон, оценки и прогноза состояния морских экосистем.

1.2 Черное море

Черное море, расположенное в глубине материка - это наиболее обособленная часть Мирового океана. На юго-западе море сообщается с Мраморным морем через пролив Босфор, на северо-востоке - с Азовским морем через Керченский пролив.

Площадь Черного моря равна 423 тыс. км2, объем - 555 тыс. км3, средняя глубина - 1315 м, а наибольшая глубина - 2258 м. [КоБЙапоу, Ковагеу, 2007].

Береговая линия изрезана слабо, за исключением северной и северо-западной частей Черного моря. Восточные и южные берега - крутые и гористые, западные и северо-западные - невысокие и плоские, местами обрывистые. Единственный крупный полуостров - Крымский.

Самые большие заливы находятся в северо-западной части моря - Одесский, Каркинитский, Каламитский, на южном берегу - Самсунский и Синопский заливы, а на западном - Бургасский. В северо-западной части моря расположены небольшие острова Змеиный и Березань, к востоку от пролива Босфор - о. Кефкен.

В рельефе дна Черного моря четко выделяются: шельф, материковый склон и глубоководная котловина. До 25% общей площади дна занимает шельф, ограничивающийся глубинами от 100-120 до 200 м. Наибольшей ширины он достигает в северо-западной части моря - 220 км. Практически на всем протяжении гористых восточных и южных берегов моря шельф очень узкий (1-2 км), в юго-западной части - более широкий (десятки километров).

Материковый склон занимает до 40% площади дна и условно ограничен изобатами 200 и 2000 м. Склон - крутой и изрезан подводными долинами и каньонами. Дно котловины (35%) - плоская аккумулятивная равнина, глубина которой постепенно увеличивается к центру.

Площадь водосбора рек Черноморского бассейна - около 1875 тыс. км2 (из них примерно 216 тыс. км2 - площадь с незначительным стоком). Наибольший

сток дают: Дунай (по средним многолетним данным, около 200 км3/год), Днепр (примерно 52 км3/год), Днестр (около 10 км3/год), также Южный Буг (более 2 км3/год) и Ингул (примерно 0,2 км3/год). Всего реки северо-западной части сбрасывают в море около 270 км3 воды в год, то есть почти 80% суммарного речного стока в водоем. Также много речной воды море получает на Кавказском побережье.

Окруженное сушей и удаленное от океана Черное море, отличается континентальностыо климата. Это проявляется в больших сезонных изменениях температуры воздуха. Характер рельефа прибрежной полосы оказывает значительное влияние на климатические особенности отдельных частей моря. В северо-западной части моря, которая открыта для воздействия воздушных масс с севера, проявляется климат степей (холодная зима, жаркое сухое лето); в юго-восточной части, защищенной высокими горами, - климат влажных субтропиков (обилие осадков, теплая зима, влажное лето).

Зимой над морем формируется отрог Сибирского антициклона, который вызывает вторжение холодного континетального воздуха. Это сопровождается умеренными северо-восточными ветрами, часто достигающими штормовой силы, резкими понижениями температуры воздуха и осадками.

Особенно сильные северо-восточные ветры характерны для района Новороссийска (бора). Это сильный холодный северо-восточный ветер, дующий с гор на море. На побережье, особенно в районе Новороссийска, локальное резкое усиление ветра происходит за счет орографического эффекта: при переваливании холодного воздуха через вершины гор он обрушивается с большой силой вниз, к морю. Скорость ветра во время боры достигает 30-40 м/с, повторяемость боры -до 20 раз в году, а длительность от 3 до 10 дней.

При ослаблении зимой отрога Сибирского антициклона на Черное море выходят средиземноморские циклоны, которые вызывают неустойчивую погоду с теплыми, иногда сильными юго-западными ветрами и колебаниями температуры.

Летом над морем усиливается влияние Азорского максимума, устанавливается ясная, сухая и жаркая погода, термические условия становятся однородными для всей акватории. В этот сезон преобладают слабые северозападные ветры (2-5 м/с).

Самая низкая температура воздуха отмечается в январе-феврале в северозападной части моря (-1°, -5°С). На Южном берегу Крыма она повышается до 4°С, на востоке и юге - до 6-9°С. Минимальная температура в северной части моря достигают -25°С, -30°С, в южной части -5°С, -10°С. Летом температура воздуха над морем равна 23-25°С. Максимальные значения в разных пунктах достигают 35-37°С. Средняя температура воздуха по всему побережью равна 12,8°С. Наибольшее отепляющее действие Черного моря проявляется в декабре-январе, когда разность температуры воды и воздуха в прибрежной зоне достигает 3 - 4°С.

Атмосферные осадки на побережье Черного моря выпадают очень неравномерно. Наибольшее их количество приходится на юго-восточную часть моря (в Батуми - до 2500 мм/год, в Поти 1600 мм/год); на равнинном северозападном побережье выпадает всего 300 мм/год, у южных и западных берегов моря и на Южном берегу Крыма - 600-700 мм/год.

Ежегодно через Босфор уходит 360-380 км3 черноморской воды, а в Черное море поступает около 170-180 км3 средиземноморской воды. Водообмен через Босфор подвержен сезонным изменениям, что связано с разностью уровней Черного и Мраморного морей и характером ветров в районе пролива. Верхнебосфорское течение из Черного моря достигает максимума летом и минимума осенью. Интенсивность нижнебосфорского течения в Черное море наибольшая осенью и весной, меньше всего в начале лета.

Сильное волнение на море наиболее часто развивается осенью и зимой в северо-западной, северо-восточной и центральной частях акватории. В зависимости от скорости ветра и длины разгона волн в море преобладают волны высотой 1-3 м. в открытых районах максимальные высоты волн при сильных штормах достигают 11 м. Самые спокойные части моря - юго-западная и юго-

восточная. Здесь сильное волнение наблюдается редко и волн высотой более 3 м почти не бывает.

Сезонные изменения уровня моря создаются в основном за счет внутригодовых различий в поступлении речного стока. Поэтому, в теплое время года уровень моря выше, в холодное - ниже. Величина этих колебаний неодинакова и наиболее значительна в районах влияния материкового стока, где достигает 30-40 см.

Наибольшую величину в Черном море имеют сгонно-нагонные колебания уровня, которые связаны с воздействием устойчивых ветров. Часто они наблюдаются в осенне-зимнее время в западной и северо-западной частях моря, где могут превышать 1 м. На западе сильные нагоны вызывают восточные и северо-восточные ветры, а на северо-западе - юго-восточные. Сильные сгоны в указанных частях моря возникают при северо-западных ветрах. У Крымского и Кавказского побережий нагоны и сгоны редко превышают 30-40 см. Обычно их продолжительность составляет 3-5 суток.

Лед ежегодно образуется лишь в узкой прибрежной полосе северо-западной части моря. Даже в суровые зимы он покрывает менее 5%, а в умеренные зимы -0,5-1,5% акватории моря. В очень суровые зимы припай вдоль западного берега распространяется до Констанцы, а плавучий лед выносится к Босфору. В мягкие зимы льдом покрываются только лиманы и отдельные бухты.

Льдообразование обычно начинается в середине декабря, а максимальное распространение льда наблюдается в феврале. Освобождение моря ото льда происходит в марте. Продолжительность ледового периода меняется от 130 суток в очень суровее зимы до 40 суток в мягкие. Толщина льда в среднем не превышает 15 см, в суровые зимы доходит до 50 см.

Циркуляция вод в течение всего года имеет циклонический характер, с циклоническими круговоротами в западной и восточной частях моря и огибающим их вдольбереговым Основным Черноморским течением (рис. 1.1). Наиболее четко это течение и циклонические круговороты выражены зимой и

летом, весной и осенью становятся слабее. Летом в юго-восточной части моря формируется небольшой антициклонический круговорот.

Основное черноморское течение расположено над материковым склоном (см. рис. 1.1). Ширина его 40-80 км. Скорости течений на поверхности составляют 4060 см/с, иногда превышают 100 см/с. В верхнем стометровом слое Основного черноморского течения скорости с глубиной уменьшаются слабо, максимальные вертикальные градиенты приходятся на слой 100-200 м, ниже которого скорости медленно затухают. В открытых частях моря отмечаются слабые течения. Средние скорости на поверхности не превышают 5-15 см/с, уменьшаясь до 5 см/с на горизонтах 500-1000 м.

В мелководной северо-западной части моря циркуляция, в основном, возбуждается ветром. Северные и северо-восточные ветры обуславливают циклонический характер течений, в то время как ветры западных направлений -антициклонический.

Общая циркуляция вод моря имеет однонаправленный характер до глубины порядка 1000 м. В глубинных слоях циркуляция вод слабая, и говорить об общем ее характере сложно.

Температура воды на поверхности моря зимой повышается от -0,5-0°С в прибрежных районах северо-западной части до 7-8°С в центральных районах и 9-10°С в юго-восточной части моря. Летом поверхностный слой воды прогревается до 28-29°С (рис. 1.2 а, б). Кратковременные существенные понижения температуры могут происходить лишь во время сгонов (например, у Южного берега Крыма). В период прогрева моря на нижней границе ветрового перемешивания образуется слой скачка температуры, который ограничивает распространение тепла верхним однородным слоем.

34 36 38 40 42

Рис. 1.1. Общая циркуляция вод в верхнем слое Черного моря (0-500м): 1 - изогалины (%0) на горизонте 100м, 2 - изобата 1000 м, 3 - квазистационарные вихри, 4 - нестационарные вихри и круговороты в суббасейне, 5 - нестационарные прибрежные вихри. Области мельче 100м затенены [Ковйапоу, Коэагеу, 2008]

Соленость поверхностных вод в северо-западной части моря минимальная весь год. Причина того - поступление основного объема речных вод. В приустьевых районах соленость возрастает от 0 - 2 до 5 - 10%о, а на большей части акватории открытого моря она равна 17,5 - 18,5%0 (рис. 1.2 в, г).

В холодный сезон в море развивается вертикальная циркуляция (см. рис. 1.2), которая к концу зимы охватывает слой толщиной от 30 - 50 м в центральных частях до 100 - 150 м в прибрежных районах акватории. Воды в северо-западной части моря охлаждаются сильнее всего, откуда они течениями распространяются на промежуточных горизонтах по всему морю и могут достигать самых удаленных от очагов холода районов. Как следствие зимней конвекции, при последующем летнем прогреве в море образуется холодный промежуточный слой, который сохраняется на протяжении всего года на горизонтах 60 - 100 м и выделяется по температуре на его границах 8°С.

Рис. 1.2. Климатические поля (а,б) температуры воды (°С) и (в,г) солености (%0) в поверхностном слое Черного моря в феврале (а,в) и августе (б,г) [Kostianoy, Kosarev, 2008]

Конвективное перемешивание в Черном море не распространяется глубже 100 - 150 м из-за увеличения солености (и плотности) в глубинных слоях в результате поступления туда соленых мраморноморских вод. В верхнем перемешиваемом слое соленость увеличивается медленно, а затем на горизонтах 100 - 150 м резко возрастает от 18,5 до 21%0. Это постоянный слой скачка солености (галоклин).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Антонюк, Анна Юрьевна, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

Архипкин В. С. Особенности структуры и динамики прибрежного апвеллинга в Каспийском море //Каспийское море. Структура и динамика вод -М: Наука. - 1990.-С.61-74.

Архипкин B.C., Бондаренко А.Л., Ведев Д.Л., Косарев А.Н. Особенности циркуляции вод у восточного берега Среднего Каспия // Водные ресурсы. 1992. №6. С.№36-43.

Абузяров 3. К. Технология прогноза тенденций изменения УКМ на перспективу 6 и 18 лет //В сб. «Гидрометеорологические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна».-СПб.: Гидрометеоиздат. - 2003. - С.351-363.

Боровская Р. В. Опыт использования данных дистанционного зондирования в рыбохозяйственных исследованиях Мирового океана. - 2012.

Бурман Э.А. Местные ветры. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 342 с.

Бухарицин П.И. Гидрологические процессы в Северном Каспии в зимний

период: Дис. на соиск. учен. степ, д-ра географических наук в форме науч. докл. / Ин-т вод. пробл. Рос. АН. - М., 1996. - 61 с. ил. - Библиогр.: с. 59-61 (33 назв.). -[97-01672а]

Бухарицин П.И. Сравнительные характеристики многолетней изменчивости ледяного покрова северной части Каспийского и Азовского морей // Вестник АГТУ. №3. 2008. - С.206-213.

Валлер Ф.И. Ледовые условия на севере Каспийского моря в очень суровую зиму 1968/1969 гг. // Исследования льдов южных морей СССР. - М.: Наука, 1973. -С. 18-28.

Гидрометеорологический справочник Азовского моря. - Л.: Гидрометеоиздат, 1962. - С.431-480.

Гидрометеорологические условия морей Украины. Том 2: Черное море / Ильин Ю.П., Репетин Л.Н., Белокопытов В.Н., Горячкин Ю.Н., Дьяков H.H., Кубряков A.A., Станичный C.B.; МЧС и HAH Украины, Морское отделение

Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института. -Севастополь, 2012. - С. 421.

Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР: Т. 3: Азовское море. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - С.35-76.

Гинзбург А. И., Костяной А. Г., Шеремет Н. А. Сезонная и межгодовая изменчивость температуры поверхности Каспийского моря //Океанология. - 2004. -Т. 44. - №. 5. - С.645-659.

Гинзбург, А. И., Костяной, А. Г., Шеремет, Н. А., Лебедев, С. А. Изменчивость температуры поверхности и уровня Черного, Мраморного и Эгейского морей по спутниковым измерениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Вып. 6. 2009. Т. 1. С.349-359.

Гинзбург, А. И., Костяной, А. Г., Соловьев, Д. М., Шеремет, Н. А. Структура апвеллинга у западного побережья среднего Каспия (по спутниковым наблюдениям). //Исследование Земли из космоса. - 2005. - №4. - С.76-85.

Гинзбург, А. И., Костяной, А. Г., Соловьев, Д. М., Шеремет, Н. А. Фронтальная зона апвеллинга у восточного побережья Каспийского моря (спутниковые наблюдения) //Исследование Земли из космоса. - 2006. - №. 4. -С.3-12.

Гинзбург А. И., Костяной А. Г., Шеремет Н. А. Черное и Азовское моря: сравнительный анализ изменчивости температуры поверхности (1982±2009 гг., спутниковая информация) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2011. - Т. 8. -№. 4. - С.209-218.

Дашкевич Л. В., Кулыгин В. В. Сравнительный анализ сред немноголетнего распределения температуры воды Азовского моря по сезонам //Вестник ЮНЦ. М.:«Наука. - 2008. - Т. 4. - №. 3. - С.64-72.

Евсеева Д. Л. Новороссийская бора. 2013а (Ьир://ехсигзоуос1-web.rU/novorossiyskaya-bora/#axzz2iWoUObbC).

Евсеева Д. Л. Новороссийская бора (норд-ост). Век XX. 2013Ь (http://excursovod-web.rU/novorossiyskaya-bora-nord-ost-vek-xx/#axzz2iWoUObbC).

Залогин Б. С., Косарев А. Н. Моря. - М.: Мысль, 1999. - 400 с.

Зацепин А. Г. и др. Бассейновая циркуляция и мезомасштабная динамика Черного моря под ветровым воздействием // Современные проблемы динамики океана и атмосферы/Под ред. АВ Фролова, ЮД Реснянского.-М.: Триада ЛТД. -2010. - С.347-368.

Зонн И. С. Каспийская энциклопедия; под ред. А. Н. Косарева. - М. : Междунар. отношения, 2004. - 461 с.

Иванов А.Ю. Новороссийская бора: взгляд из космоса // Исслед. Земли из космоса, 2008. № 2. С.68-83.

Иванов АЛО. О восстановлении параметров морской среды по данным космических РСА//Исслед. Земли из космоса. 2010. № 3. С.77-92.

Иванов А.Ю. Фён в юго-восточной части Черного моря и его наблюдение из космоса с помощью РСА // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 1. С.40-53.

Иванов А.Ю., Антонюк А.Ю. Аномально сильные боры в Черном море по данным спутниковых наблюдений // Исследование Земли из космоса. №1. 2013. С.32.

Изергин Л.В., Демьяненко К.В. Современное состояние и тендеции изменения рыбных запасов Азовского моря // Современные рыбохозяйственные и экологические проблемы Азово-Черноморского региона: материалы - Керчь: ЮгНИРО, 2012. - Т. 1. С.22-25.

Каспийское море: Гидрология и гидрохимия / Ред. Байдин С.С., Косарев А.Н. -М.: Наука, 1986.-261 с.

Косарев А.Н. Гидрология Каспийского и Аральского морей. - Изд. Московского университета, 1975. 270 с.

Косарев А.Н., Тужилкин B.C., Даниялова З.Х., Архипкин B.C. Гидрология и экология Черного и Каспийского морей // Динамика и взаимодействие атмосферы и гидросферы: География, Общество, Окружающая среда: географический факультет. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2004. - с. 218-219, с. 251-255.

Костяной А. Г. и др. Южные моря. - Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. - Т. 2. - 2009. -С. 149-167.

Кравцова В.И., Митысиных Н.С. Устья рек России. Атлас космических снимков / Ред. В.Н. Михайлов. - М.: Научный мир, 2013. - 124 с.

Кубряков А. А., Станичный C.B. Восстановление средней динамической топографии Черного моря для альтиметрических измерений // Исследование Земли из космоса. - 2011, №4. - С. 1 -7.

Лабунская E.H., Бухарицин П.И. Современное состояние фитопланктона и качество воды низовий Волги и Северного Каспия // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2010. - №8. - С. 136-138.

Лаврова, О. Ю., Костяной, А. Г., Лебедев, С. А., Митягина, М. И., Гинзбург, А. И., Шеремет, Н. А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. // М., РЖИ РАН.-2011.

Любарцева С. П., Суетин В. С., Королев С. Н. Оценка изменений экологического состояния Азовского моря по данным наблюдений из космоса //Доповда HAH Украши. - 2011.

Матишов Г. Г., Матишов Д. Г., Гаргопа Ю. М. Климатогенные изменения экосистем южных морей в условиях антропогенных воздействий //Известия. -2008.-№. 3.

Мироненко В. А., Станичный С. В. Возможности экологического мониторинга шельфа спутниковыми и полигонными средствами //Системы контроля окружающей среды. - 1999. - С. 136.

Никифорова H.A. Экстремальная продолжительность ледового периода на Азовском море зимой 1979/80 г. // Вопросы гидрометеорологического обслуживания народного хозяйства и населения: Тр. ГМЦ СССР. - Л.: Гидрометиздат, 1983. - Вып. 256. - С.55-60.

Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том I. Баренцево море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Терзиева Ф.С., Гирдюка Г.В., Зыковой Г.Г., Дженюка С.Л. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. с. 178-185.

Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том

V, Азовское море, Вып. Гидрометеорологические условия / Ред. Гоптарева Н.П., Симонов А.И., Затучной Б.М., Гершановича Д.Е. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. 238 с.

Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том IV. Черное море, Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Симонов А.И., Альтман Э.Н. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. 430 с.

Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том II. Белое море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Глуховского Б.Х. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. с. 64.

Проект «Моря». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том III, Балтийское море, Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Терзиева Ф.С., Рожкова В.А., Смирновой А.И СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. с. 270-288.

Проект «Моря СССР». Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том

VI, Каспийское море, Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Терзиева Ф.С., Косарева А.Н., Керимова А.А СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 360 с.

Проект «Моря». Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том X, Берингово море, Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Терзиева СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. с. 85-105.

Проект «Моря». Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том VIII, Японское море, Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Ред. Васильвеа A.C., Терзиева Ф.С., Косарева А.Н. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. с. 169-195.

Радиолокация поверхности Земли из космоса / Под ред. C.B. Викторова и JI.M. Митника. JI.: Гидрометеоиздат, 1982. 300 с.

Станичный С. В., Баянкина, Т. М., Пиотух, В. В., Ратнер, Ю. Б. Сравнение статистических характеристик полей ветра над акваторией Черного моря, полученных по данным реанализа NCEP, NMA и спутника QUIKSCAT // Системы контроля окружающей среды. - 2006. - С. 159.

Терзиев Ф.С., Никонова Р.Е. Некоторые итоги изучения современного состояния гидрометеорологического режима Каспийского моря. /Гидрометеорологические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна. СПб., 2003.-С. 239-253.

Тужилкин B.C., Косарев А.Н., Трухчев Д.И. Сезонные особенности общей циркуляции вод глубоководной части Каспийского моря //Метеорология и гидрология. 1997. № 1. С.91 -99.

Цветение Черного моря продолжается и бьет рекорды / ИТЦ «СКАНЭКС», 2012, http://press.scanex.ru/index.php/news/item/2391 -cvctenie_chernoe-more

Исакова О.II., Бердников B.C. Цветение воды в Черном море в 2012 г. // Земля из космоса. Наиболее эффективные решения. -2012. - №14. - С.34-37.

Acker J. G., Leptoukh G. Online analysis enhances use of NASA earth scicncc data //Eos, Transactions American Geophysical Union. - 2007. - T. 88. - №. 2. - C. 14.

Alpers W., Pahl U., Gross G. Katabatic wind fields in coastal areas studied by ERS-1 synthetic aperture radar imagery and numerical modeling // J. Geophys. Res. 1998. 103. P.7875-7887.

Alpers W. Investigation of atmospheric gravity waves and rotors in the marine boundary layer using spaceborne synthetic aperture radar images / Proc. IGARSS-2008, Boston, MA, USA, 6-11 July 2008. V. 4. P.57-60.

Alpers W., Ivanov A., Horstmann J. Observations of bora events over the Adriatic Sea and Black Sea by spaceborne synthetic aperture radar // Monthly Weather Review. 2009. V. 137. P.l 150-1161.

Alpers W., Ivanov A. Yu.^ Dagestad K.-F. Observation of local wind fields and cyclonic atmospheric eddies over the Eastern Black Sea using Envisat ASAR images / Proc. ESA Living Planet Symposium-2010. Bergen, Norway, 28 June - 2 July 2010 (ESA SP-686).

Alpers W., Ivanov A.Yu., Dagestad K.-F. Encounter of foehn wind with an atmospheric eddy over the Black Sea as observed by the synthetic aperture radar

onboard the Envisat satellite // Monthly Weather Review. 2011. V. 139. N 12. P.3992-4000.

Antonyuk A.Yu., Ivanov A.Yu. Anomalously strong bora events in the NE part ofthe Black Sea imaged and studied with SAR and optical imagery / Proc. SPIE Remote Sensing Conference, 24-27 September 2012, Edinburgh, UK.doi:10.1117/12.974298 (Proc. SPIE 8538, Earth Resources and Environmental Remote Sensing/GIS Applications III, 853814. October 25, 2012)

Barale V., Gower J. F. R., Alberotanza L. Oceanography from Space. - Springer, 2010.

Barale V., Gade M. Remote sensing of the European seas. - Springer, 2008.

Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. Sea surface temperature variability //The Black Sea Environment. - Springer Berlin Heidelberg, 2008. - C.255-275.

Doerffer R., Fischer J. Concentrations of chlorophyll, suspended matter, and gelbstoff in case II waters derived from satellite coastal zone color scanner data with inverse modeling methods //Journal of Geophysical Research: Oceans (1978-2012). -1994. - T. 99. - №. C4. - C.7457-7466.

Kahru M., Mitchell B. G. Ocean color reveals increased blooms in various parts of the world //Eos, Transactions American Geophysical Union. - 2008. - T. 89. - №. 18. -C. 170-170.

Kalnay, E., Kanamitsu, M., Kistler, R., Collins, W., Deaven, D., Gandin, L., Joseph, D. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project //Bulletin of the American meteorological Society. - 1996. - T. 77. - №. 3. - C.437-471.

Kanamitsu, M., Ebisuzaki, W., Woollen, J., Yang, S. K., Hnilo, J. J., Fiorino, M., Potter, G. L. Ncep-doe amip-ii reanalysis (r-2) //Bulletin of the American Meteorological Society. - 2002. - T. 83. - №. 11. - C. 1631 -1643.

Kideys A., Moghim M. Distribution of the alien ctenophore Mnemiopsis leidyi in the Caspian Sea in August 2001 //Marine Biology. - 2003. - T. 142. - №. 1. - C.163-171.

1207

Kopelevich O. V., Burenkov V. I., Ershova S. V.JSheberstov S. V., Evdoshenko M. A. Application of SeaWiFS data for studying variability of bio-optical characteristics in the Barents, Black and Caspian Seas //Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. - 2004. - T. 51.-№. 10. - C. 1063-1091.

Kostianoy A. G., Kosarev A. N. (Eds.) The Caspian Sea Environment. - Springer, • 2005.271 pp.

Kostianoy A. G., Kosarev A. N. (Eds.) The Black Sea Environment. - Springer, 2008. 457 pp.

Matishov, G. G., Gargopa, Y. M., Berdnikov, S. V., & Dzhenyuk, S. L. Regularities of Ecosystem Processes in the Sea of Azov. - 2006.

Onogi, K., Tsutsui, J., Koide, H., Sakamoto, M., Kobayashi, S., Hatsushika, H., Taira, R. (2007). The JRA-25 reanalysis. - 2007. - T. 85. - №. 3. - C.369-432.

O'Reilly J. E., Maritorena S., Mitchell B. G., Siegel D. A., Carder K. L., Garver S. A., McClain C. Ocean color chlorophyll algorithms for SeaWiFS //Journal of Geophysical Research: Oceans (1978-2012). - 1998. - T. 103. - №. CI 1. - C.24937-24953.

Piatt T., Sathyendranath S. Ecological indicators for the pelagic zone of the ocean from remote sensing //Remote Sensing of Environment. - 2008. - T. 112. - №. 8. -C.3426-3436.

Signell R.P., Chiggiato J., Horstmann J. et al. High-resolution mapping of bora winds in the northern Adriatic Sea using synthetic aperture radar // J. Geophys. Res. 2010. 115. doi:10.1029/2009JC005524.

Uppala, S. M., Kallberg, P. W., Simmons, A. J., Andrae, U., Bechtold, V., Fiorino, M. Woollen, J. The ERA-40 re-analysis //Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society.-2005.-T. 131.-№. 612. - C.2961-3012.