Холодный промежуточный слой Черного моря по данным экспедиционных исследований 2016 – 2019 гг.

А. Н. Морозов*, Е. В. Маньковская

Морской гидрофизический институт РАН, г.Севастополь

* e-mail: anmorozov@mhi-ras.ru

Аннотация

Цель настоящей статьи – представить и обсудить осредненные характеристики холодного промежуточного слоя, полученные на основе предварительного анализа материалов двенадцати экспедиций Морского гидрофизического института РАН, выполненных в северном – северо-восточном районах Черного моря в 2016–2019 гг. В работе использованы данные CTD-измерений и измерений профилей скорости течений, полученные в экспедициях 2016–2019 гг. Рассмотрены и проанализированы вертикальные профили температуры, потенциальной плотности, частоты плавучести, скорости и направления течений. Рассмотрена связь среднемесячной температуры воздуха с осредненными значениями минимальных температур воды. Получена зависимость средней солености в ядре холодного промежуточного слоя от минимальной температуры воды. Получены и проанализированы изопикнически осредненные профили температуры воды и частоты плавучести. По данным 2017 г. проведена оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии для горизонта минимальных температур. Значение температуры воды в ядре холодного промежуточного слоя менее 8 °С наблюдается только в экспедициях 2017 г. После холодной зимы 2016–2017 гг. время релаксации экспоненциального восстановления температуры ядра слоя составляет один год. Минимальные значения температуры вод холодного промежуточного слоя наблюдаются при значении потенциальной плотности 14.5–14.6 кг/м3 в окрестности локального минимума частоты плавучести между сезонным термоклином и основным халоклином. Возмущения вертикальной термической структуры, вызванные холодной зимой 2016–2017 гг., прослеживаются до глубины залегания изопикны со значением потенциальной плотности 15.7 кг/м3. На интервале наблюдений нижняя граница слоя при значении температуры 8.6 °С поднимается со средней скоростью 10 м в год. Косвенная оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии в ядре холодного промежуточного слоя составила около 6·10-6 м2/с.

Ключевые слова

холодный промежуточный слой, Черное море, вертикальное турбулентное перемешивание

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по темам No 0827-2019-0002 «Оперативная океанология», No 0827-2019-0004 «Прибрежные исследования».

Для цитирования

Морозов А. Н., Маньковская Е. В. Холодный промежуточный слой Черного моря по данным экспедиционных исследований 2016–2019 годов // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. No 2. С. 5–16. doi:10.22449/2413-5577-2020-2-5-16

DOI

10.22449/2413-5577-2020-2-5-16

Список литературы

  1. Demyshev S. G., Korotaev G. K., Knysh V. V. Evolution of the cold intermediate layer in the Black Sea according to the results of assimilation of climatic data in the model // Physical Oceanography. 2002. Vol. 12, iss, 4. P. 173–190. https://doi.org/10.1023 /A:1020156026089
  2. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 209 с.
  3. Formation and changes of the Black Sea cold intermediate layer / S. Miladinova [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 11–23. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2018.07.002
  4. Stanev E. V., Peneva E., Chtirkova B. Climate change and regional ocean water mass disappearance: case of the Black Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124, iss. 7. P. 4803–4819. https://doi.org/10.1029/2019JC015076
  5. Овчинников И. М., Попов Ю. И. Формирование холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. 1987. Т. 27, No 5. С. 739–746.
  6. Коротаев Г. К., Кныш В. В., Кубряков А. И. Исследование процессов формирования холодного промежуточного слоя по результатам реанализа гидрофизических полей Черного моря за 1971–1993 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, No 1. С. 41–56. doi:10.7868/S0002351513060102
  7. Титов В. Б. Зоны формирования и объемы вод холодного промежуточного слоя в Черном море с учетом суровости зим // Метеорология и гидрология. 2006. No 6. С. 62–68.
  8. Куклев С. Б., Зацепин А. Г., Подымов О. И. Формирование холодного промежуточного слоя в шельфово-склоновой зоне северо-восточной части Черного моря // Океанологические исследования. 2019. Т. 47, No 3. С. 58–71. https://doi.org/10.29006/1564–2291.JOR–2019.47(3).5
  9. Oguz T., Besiktepe S. Observations on the RIM Current structure, CIW formation and transport in the western Black Sea // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1999. Vol. 46, iss. 10. P. 1733–1753. https://doi.org/10.1016/S0967-0637(99)00028-X
  10. Belokopytov V. N. Interannual variations of the renewal of waters of the cold intermediate layer in the Black Sea for the last decades // Physical Oceanography. 2011. Vol. 20, iss. 5. P. 347–355. https://doi.org/10.1007/s11110-011-9090-x
  11. Реакция термохалинных характеристик деятельного слоя Черного моря на зимнее выхолаживание / В. Б. Пиотух [и др.] // Океанология. 2011. Т. 51, No 2. С. 232–241.
  12. Untangling spatial and temporal trends in the variability of the Black Sea Cold Intermediate Layer and mixed Layer Deepth using the DIVA detrending procedure / A. Capet [et al.] // Ocean Dynamics. 2014. Vol. 64, iss. 3. P. 315–324. https://doi.org/10.1007/s10236-013-0683-4
  13. Новикова А. М., Полонский А. Б. Междесятилетняя изменчивость температуры поверхности и холодного промежуточного слоя в Черном море // Системы контроля окружающей среды. 2018. Вып. 34. С. 110–115. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2018-4-110-115
  14. Akpinar A., Fach B. A., Oguz T. Observing the subsurface thermal signature of the Black Sea cold intermediate layer with Argo profiling floats // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2017. Vol. 124. P. 140–152. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2017.04.002
  15. Gunduz M., Özsoy E., Hordoir R. A model of Black Sea circulation with strait exchange (2008–2018) // Geoscientific Model Development. 2020. Vol. 13, iss. 1. P. 121–138. https://doi.org/10.5194/gmd-13-121-2020
  16. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря / А. С. Блатов [и др.]. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 240 с.
  17. Бассейновая циркуляция и мезомасштабная динамика Черного моря под ветровым воздействием / А. Г. Зацепин [и др.] // Современные проблемы динамики океана и атмосферы: сборник статей, посвященный 100-летию со дня рождения проф. П. С. Линейкина / под ред. А. В. Фролова, Ю. Д. Реснянского. М. : ТРИАДА, 2010. С. 347–368. URL: http://method.meteorf.ru/publ/books/lineikin/zatsepin.pdf (дата обращения: 18.05.2020).
  18. Cyr F., Bourgault D., Galbraith P. S. Interior versus boundary mixing of a cold intermediate layer // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. Vol. 116, iss. C12. C12029. https://doi.org/10.1029/2011JC007359
  19. Gregg M. C., Yakushev E. Surface ventilation of the Black Sea’s cold intermediate layer in the middle of the western gyre // Geophysical Research Letters. 2005. Vol. 32, iss. 3. L03604. https://doi.org/10.1029/2004GL021580
  20. Влияние динамики течений на гидрофизическую структуру вод и вертикальный обмен в деятельном слое Черного моря / А. Г. Зацепин [и др.] // Океанология. 2007. Т. 47, No 3. С. 327–339.

Скачать статью в PDF-формате