Гидрологическая структура вод и распределение общего взвешенного вещества у берегов Крыма весной 2021 года

Ю. В. Артамонов, Е. А. Скрипалева*, А. А. Латушкин, А. В. Федирко, Д. А. Рябоконь

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

*e-mail: sea-ant@yandex.ru

Аннотация

Целью данной работы является анализ гидрологической структуры вод у берегов Крыма весной 2021 г. и оценка ее связи с распределением взвешенного вещества по данным комплексных гидролого-гидрооптических измерений, выполненных в рамках программы экспедиционных исследований МГИ РАН в ходе 116-го рейса НИС «Профессор Водяницкий». Работы проводились в пределах экономической зоны России между Гераклейским п-овом и м. Опук. Показано, что к югу от Гераклейского и Керченского п-овов, к востоку и югу от м. Меганом Основное Черноморское течение формировало антициклонические круговороты. У юго-западной и юго-восточной границ полигона наблюдались циклонические круговороты и меандры. Выявлено понижение температуры поверхности моря к востоку от м. Меганом и в Феодосийском заливе, связанное с прибрежным апвеллингом. Показано, что в прибрежной северо-восточной части полигона наблюдалось интенсивное распреснение поверхностных вод. Смешение азовоморских вод, поступающих из Керченского пролива, и вод Феодосийского залива привело к формированию языка распресненных вод, распространяющегося на юг от Керченского п-ова. Показано, что распреснение вод в северо-восточной части полигона не сопровождалось повышением концентрации общего взвешенного вещества, в Феодосийском заливе был выявлен ее минимум. Перенос этих прозрачных вод вдоль периферии антициклонического круговорота привел к формированию южнее Керченского п-ова языка вод повышенной прозрачности, совпадающего по положению с языками вод пониженной температуры и солености. Воды максимальной мутности прослеживались на шельфе между м. Аю-Даг и м. Сарыч и к западу от Гераклейского п-ова. Показано, что наибольшее содержание взвешенных веществ наблюдалось либо в пределах верхнего квазиоднородного слоя, либо в слое нижнего сезонного термоклина и пикноклина. Мутность вод глубже сезонных термоклина, галоклина и пикноклина была ниже, чем в поверхностном слое. Выявлен низкий уровень согласованности горизонтальных полей концентрации общего взвешенного вещества и термохалинных параметров в верхнем 30–40-метровом слое. Глубже уровень согласованности повышался до значимого и более холодные, соленые и плотные воды характеризовались повышенной прозрачностью.

Ключевые слова

Черное море, циркуляция вод, Основное Черноморское течение, температура, соленость, плотность, верхний квазиоднородный слой, холодный промежуточный слой, термоклин, пикноклин, галоклин, общее взвешенное вещество

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ по темам № 0555-2021-0003 «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений» (шифр «Оперативная океанология») и № 0555-2021-0004 «Фундаментальные исследования океанологических процессов, определяющих состояние и эволюцию морской среды под влиянием естественных и антропогенных факторов, на основе методов наблюдения и моделирования» (шифр «Океанологические процессы»). Авторы выражают благодарность членам отряда гидрологии и течений С. А. Шутову, Д. В. Дерюшкину и Р. О. Шаповалову за проведение гидрологических измерений в ходе 116-го рейса НИС «Профессор Водяницкий».

Для цитирования

Гидрологическая структура вод и распределение общего взвешенного вещества у берегов Крыма весной 2021 года / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 4. С. 6–24. EDN QQXWKS. doi:10.22449/2413-5577-2022-4-6-24

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A., Latushkin, A.A., Fedirko, A.V. and Ryabokon, D.A., 2022. Hydrological Water Structure and Distribution of Total Suspended Matter off the Coast of Crimea in Spring 2021. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 6–24. doi:10.22449/2413-5577-2022-4-6-24

DOI

10.22449/2413-5577-2022-4-6-24

Список литературы

  1. Наземно-космический мониторинг антропогенных воздействий на прибрежную зону Крымского полуострова / В. Г. Бондур [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 1. С. 103–115. EDN FGPURM. doi:10.22449/0233-7584-2020-1-103-115
  2. Израэль Ю. А., Цыбань А. В. Антропогенная экология океана. М. : Флинта; Наука, 2009. 529 c. EDN QKSULT. URL: https://www.rfbr.ru/rffi/ru/books/o_18073 (дата обращения: 17.11.2022).
  3. Eisma D. Suspended matter in the aquatic environment. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 1993. 315 p. doi:10.1007/978-3-642-77722-6
  4. Маньковский В. И., Соловьев М. В. Связь показателя ослабления излучения с концентрацией взвеси в водах Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2003. № 2. С. 60–65. EDN YWWVGX.
  5. Кукушкин А. С., Агафонов Е. А., Прохоренко Ю. А. Распределение показателя ослабления направленного света в поверхностных прибрежных водах Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2006. № 5. С. 30–43. EDN VMLLHM.
  6. Кукушкин А. С. Пространственно-временная изменчивость распределения прозрачности вод в северо-западной части Черного моря // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30, № 9. С. 750–762. EDN ZFCHKF. doi:10.15372/AOO20170904
  7. Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. Seasonal and interannual variability of the Black Sea surface temperature as revealed from satellite data (1982–2000) // Journal of Marine Systems. 2004. Vol. 52, iss. 1–4. P. 33–50. doi:10.1016/j.jmarsys.2004.05.002
  8. Volpe V., Silvestri S., Marani M. Remote sensing retrieval of suspended sediment concentration in shallow waters // Remote Sensing of Environment. 2011. Vol. 115, iss. 1. P. 44–54. doi:10.1016/j.rse.2010.07.013
  9. Определение концентрации взвешенного вещества в Черном море по данным спутника MODIS / Д. А. Кременчуцкий [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : МГИ, 2014. Вып. 29. С. 5–9. EDN UXWYMX.
  10. Кубряков А. А., Станичный С. В. Синоптические вихри в Черном море по данным спутниковой альтиметрии // Океанология. 2015. Т. 55, № 1. С. 65–77. EDN TGWBIX. doi:10.7868/S0030157415010104
  11. Распространение вод из Керченского пролива в Черное море / А. А. Алескерова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 53–64. EDN YLLPXN. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-53-64
  12. Среднемноголетний внутригодовой цикл гидрооптических характеристик, хлорофилла а и температуры на поверхности Черного моря по спутниковым данным / Ю. В. Артамонов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 1. С. 171–180. EDN ZABIAX. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-1-171-180
  13. An empirical algorithm to seamlessly retrieve the concentration of suspended particulate matter from water color across ocean to turbid river mouths / X. Yu [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2019. Vol. 235. 111491. doi:10.1016/j.rse.2019.111491
  14. Количественный подход к исследованию пленочных загрязнений морской поверхности по космическим изображениям / В. В. Замшин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 5. С. 610–622. EDN WLXXAT. doi:10.22449/0233-7584-2021-5-610-622
  15. Проявление сезонной и синоптической изменчивости в гидрологической структуре вод северной части Черного моря / А. В. Федирко [и др.] // Итоги экспедиционных исследований в 2018 году в Мировом океане, внутренних водах и на архипелаге Шпицберген : материалы конференции, Москва, 18–19 февраля 2019 г. Севастополь : ФГБУН ИМБИ, 2019. С. 174–175. doi:10.21072/978-5-6042938-1-2
  16. Циркуляция и термохалинная структура вод северной части Чѐрного моря по данным гидрологических измерений в 2019 г. (106, 108, 110, 111-й рейсы НИС «Профессор Водяницкий») / А. В. Федирко [и др.] // Итоги экспедиционных исследований в 2019 году в Мировом океане, внутренних водах и на архипелаге Шпицберген : материалы конференции, Москва, 26–27 февраля 2020 г. Севастополь : ФГБУН ФИЦ ИнБЮМ, 2020. С. 206–212. doi:10.21072/978-5-6044865-0-4
  17. Экспериментальные исследования изменчивости океанологических полей Черного и Азовского морей в 2020 году / С. К. Коновалов [и др.] // Итоги экспедиционных исследований в 2020 г. в Мировом океане и внутренних водах : тезисы докладов всероссийской научной конференции, Москва, 24–26 февраля 2021 г. Севастополь : ФГБУН ФИЦ МГИ, 2021. С. 131–133. URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/ekspeditsionnye_issledovaniya-2021.pdf (дата обращения: 18.11.2022).
  18. 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. № 2. С. 5–16. EDN RALEUS. doi:10.22449/2413-5577-2020-2-5-16
  19. Циркуляция вод в северной части Черного моря летом – зимой 2018 года / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 1. С. 69–90. EDN CIHJZC. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-69-90
  20. Морозов А. Н., Маньковская Е. В. Пространственные характеристики холодного промежуточного слоя Черного моря летом 2017 года // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 4. С. 436–446. EDN BCSYUB. doi:10.22449/0233-7584-2021-4-436-446
  21. Spatial features of the hydro-optical waters structure in the northern part of the Black Sea in spring 2019 according to contact measurements on R/V Professor Vodyanitsky / A. A. Latushkin [et al.] // Proceedings of SPIE. Moscow : SPIE, 2020. Vol. 11560 : 26th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 115602R. doi:10.1117/12.2574281
  22. Features of relationship between the biooptical parameters’ distributions and hydrological water structure in the northern Black Sea in winter 2020 / A. A. Latushkin [et al.] // Proceedings of SPIE. SPIE, 2021. Vol. 11916 : 27th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 119163J. doi:10.1117/12.2603317
  23. Комплексные исследования Черного моря в 101-м рейсе научно-исследовательского судна «Профессор Водяницкий» / А. А. Клювиткин [и др.] // Океанология. 2019. Т. 59, № 2. С. 315–318. EDN ZKXFXF. doi:10.31857/S0030-1574592315-318
  24. Rim Current manifestation in the climatic fields of hydro-optical and hydrological characteristics at the coast of Crimea / Yu. V. Artamonov [et al.] // Proceedings of SPIE. SPIE, 2019. Vol. 11208 : 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 112084X. doi:10.1117/12.2540803
  25. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 209 с.
  26. Rim Current and coastal eddy mechanisms in an eddy-resolving Black Sea general circulation model / J. V. Staneva [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. Р. 137–157. doi:10.1016/S0924-7963(01)00050-1
  27. Трехмерная идентификация синоптических вихрей Черного моря по расчетам численной модели NEMO / А. А. Кубряков [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 1. С. 20–28. EDN YWNTQU. doi:10.22449/0233-7584-2018-1-20-28
  28. Vertical hydrochemical structure of the Black Sea / E. V. Yakushev [et al.] // The Black Sea Environment / Eds. A. G. Kostianoy, A. N. Kosarev. Berlin, Heidelberg : Springer, 2007. P. 277–307. (The Handbook of Environmental Chemistry ; vol. 5Q). doi:10.1007/698_5_088

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)