Синоптическая изменчивость биооптических и гидрологических параметров у берегов Крыма по данным экспедиционных измерений летом 2023 года

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

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

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

Аннотация

По данным гидрологических и биооптических измерений, выполненных у берегов Крыма в ходе 127-го рейса НИС «Профессор Водяницкий» летом 2023 г., исследована синоптическая изменчивость показателя ослабления направленного света и интенсивности флуоресценции хлорофилла а на поверхности моря и ее связь с распределениями гидрологических параметров. Измерения проводили по учащенной сетке станций с продвижением судна с запада на восток дважды с недельным интервалом (14–20 июня и 22–28 июня). Показано, что проникновение потока Основного Черноморского течения на полигон во время 2-го этапа измерений привело к более интенсивному поступлению на акваторию полигона азово-керченских вод. Это сопровождалось понижением прозрачности и солености вод и повышением температуры, на которую также оказывал влияние продолжающийся сезонный прогрев. На большей части полигона, по данным обоих этапов измерений, выявлена значимая тенденция к увеличению интенсивности флуоресценции хлорофилла а в областях вод с повышенными значениями показателя ослабления направленного света. Показано, что изменения вертикальной термохалинной и биооптической структуры вод на масштабе около недели наблюдались во всем слое измерений и проявлялись в изменении количества и значений максимумов интенсивности флуоресценции хлорофилла а, показателя ослабления направленного света, вертикальных градиентов температуры и солености, а также глубин залегания этих параметров. Основной максимум показателя ослабления направленного света прослеживался или в поверхностном слое, или в слое сезонных термоклина и галоклина, а максимум интенсивности флуоресценции хлорофилла а располагался под слоем сезонных термоклина и галоклина. Выявлена значимая линейная корреляция между глубиной залегания сезонного термоклина и глубинами локализации максимумов показателя ослабления направленного света и интенсивности флуоресценции хлорофилла а, а также между глубинами залегания сезонного галоклина и максимума интенсивности флуоресценции хлорофилла а.

Ключевые слова

Черное море, гидрологические станции, показатель ослабления направленного света, флуоресценция хлорофилла, температура морской воды, соленость воды, циркуляция вод, синоптическая изменчивость

Благодарности

Работа выполнена в рамках тем государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014 «Взаимодействие океана и атмосферы» и FNNN-2024-0012 «Оперативная океанология». Данные получены в Центре коллективного пользования «НИС Профессор Водяницкий» ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН».

Для цитирования

Синоптическая изменчивость биооптических и гидрологических параметров у берегов Крыма по данным экспедиционных измерений летом 2023 года / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 3. С. 6–24. EDN QEZZHL.

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A., Latushkin, A.A. and Fedirko, A.V., 2025. Synoptic Variability of Bio-Optical and Hydrological Parameters off the Crimea Coast According to Data from in situ Measurements in Summer 2023. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 6–24.

Список литературы

  1. Иванов В. А., Катунина Е. В., Совга Е. Е. Оценки антропогенных воздействий на экосистему акватории Гераклейского полуострова в районе расположения глубинных стоков // Процессы в геосредах. 2016. Т. 1, № 5. С. 62–68. EDN VTPRWP.
  2. 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. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-1-103-115
  3. Eisma D. Suspended matter in the aquatic environment. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag. 1993, 315 p. https://doi.org/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. Израэль Ю. А., Цыбань А. В. Антропогенная экология океана. Москва : Флинта, 2009. 520 c. EDN QKSULT.
  6. 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.
  7. 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. https://doi.org/10.15372/AOO20170904
  8. Hoepffner N., Sathyendranath S. Bio-optical characteristics of coastal waters: Absorption spectra of phytoplankton and pigment distribution in the western North Atlantic // Limnology and Oceanography. 1992. Vol. 37, iss. 8. P. 1660–1679. https://doi.org/10.4319/lo.1992.37.8.1660
  9. McManus G. B., Dawson R. Phytoplankton pigments in the deep chlorophyll maximum of the Caribbean Sea and the western tropical Atlantic Ocean // Marine Ecology Progress Series. 1994. Vol. 113. P. 199–206. https://doi.org/10.3354/meps113199
  10. Мордасова Н. В. Косвенная оценка продуктивности вод по содержанию хлорофилла // Труды ВНИРО. Среда обитания водных биологических ресурсов. 2014. Т. 152. С. 41–56. EDN TGTNTX.
  11. Концентрация и флуоресценция хлорофилла а в период сезонной стратификации вод в Черном море / Н. А. Моисеева [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 481–495. EDN DLINPW. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-481-495
  12. Экстракционно-флуориметрическое определение хлорофилла «а» в природных водах / З. А. Темердашев [и др.] // Аналитика и контроль. 2019. Т. 23, № 3. С. 323–333. EDN NURXRI. https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.3.001
  13. Мансурова И. М., Стельмах Л. В., Фарбер А. А. Вертикальное распределение концентрации хлорофилла «а» в Черном море в летний и осенний периоды по данным зондирующего комплекса и прямых измерений // Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 2. C. 84–91. EDN KMVZLG.
  14. 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. https://doi.org/10.1016/j.rse.2010.07.013
  15. 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. 2014. № 29. С. 5–9. EDN UXWYMX.
  16. Концентрация хлорофилла-а в Черном море: Сравнение спутниковых алгоритмов / В. В. Суслин [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 64–72. EDN VALADQ. https://doi.org/10.7868/S2073667318030085
  17. An empirical algorithm to seamlessly retrieve the concentration of suspended particulate matter from water color across ocean to turbid river mouths / Y. Xiaolong [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2019. Vol. 235. 111491. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111491
  18. 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. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-5-610-622
  19. Оценка изменчивости оптических свойств воды в Черном море летом 1998 г. по данным спутникового прибора SeaWiFS / В. С. Суетин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 6. С. 44–54. EDN POCMUL.
  20. Сезонная и межгодовая изменчивость биооптических характеристик вод поверхностного слоя Баренцева, Белого, Черного и Каспийского морей по спутниковым данным / О. В. Копелевич [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2015. Т. 8, № 1. С. 7–16. EDN TPPQXV.
  21. 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. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-1-171-180
  22. Ковалёва И. В., Финенко З. З., Суслин В. В. Тренды многолетних изменений концентрации хлорофилла, первичной продукции фитопланктона и температуры воды на шельфе в южном и восточном районах Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 4. С. 228–235. EDN RVEEZP. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-4-22
  23. Карабашев Г. С., Евдошенко М. А. Проявления Основного черноморского течения, "цветения" кокколитофорид и континентального стока в среднемесячных распределениях коэффициента яркости Черного моря // Океанология. 2015. Т. 55, № 1. С. 44–55. EDN TGWBID. https://doi.org/10.7868/S0030157415010086
  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. EDN ECGOSG. https://doi.org/10.1117/12.2540803
  25. Ломакин П. Д., Чепыженко А. И., Чепыженко А. А. Оценка полей суммарной взвеси и растворенного органического вещества в бухтах крымского побережья на основе данных оптических измерений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2007. Вып. 15. С. 168–176. EDN YMTPWB.
  26. Ли М. Е., Латушкин А. А., Мартынов О. В. Долговременная изменчивость прозрачности поверхностных вод Черного моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 40–46. EDN YAMOZN. https://doi.org/10.7868/S207366731803005X
  27. Вертикальное распределение биооптических показателей вод Азово-Черноморского бассейна в апреле – мае 2019 года / Т. В. Ефимова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 5. С. 571–581. EDN VLCGQN. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-5-571-581
  28. Связь пространственной структуры концентрации общего взвешенного вещества и гидрологических параметров в северной части Черного моря по данным контактных измерений / А. А. Латушкин [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 2. С. 124–137. EDN QFVMZB. https://doi.org/10.48612/fpg/4heu-kxbn-gg7t
  29. 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.
  30. Stelmakh L., Kovrigina N., Gorbunova T. Phytoplankton Seasonal Dynamics under Conditions of Climate Change and Anthropogenic Pollution in the Western Coastal Waters of the Black Sea (Sevastopol Region) // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. Vol. 11, iss. 3. 569. 14 p. EDN ZAWIJR. https://doi.org/10.3390/jmse11030569
  31. Пространственная структура полей мутности и хлорофилла-а у берегов Крыма по данным натурных измерений в июне 2022 года / А. А. Латушкин [и др.] // Современные проблемы оптики естественных вод : Труды XII Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года. Т. 13. Санкт-Петербург : Химиздат, 2023. С. 92–96. EDN JXPNMD
  32. Крашенинникова С. Б., Бабич С. А. Пространственное распределение концентрации хлорофилла а с учетом гидрологических, гидрохимических и гидрооптических условий Черного моря весной 2021 г. // Труды Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского природного заповедника РАН. 2022. № 3. С. 13–22. EDN BNQFDA.
  33. Корчемкина Е. Н., Маньковская Е. В. Спектральный коэффициент яркости, цветовые характеристики и относительная прозрачность вод Черного моря весной 2019 и 2021 годов: сравнительная изменчивость и эмпирические связи // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 1. С. 5–20. EDN HMPHDG.
  34. Межгодовая изменчивость физических и биологических характеристик вод Крымского шельфа в летний сезон (2010–2020 годы) / С. А. Пионтковский [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 2. С. 39–59. EDN CUBYXI.
  35. Распространение вод из Керченского пролива в Черное море / А. А. Алескерова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 53–64. EDN YLLPXN. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-6-53-64
  36. Пространственное распределение и сезонная динамика концентрации хлорофилла а в Азовском море по данным спутниковых снимков спектрометра MERIS / В. В. Сапрыгин [и др.] // Океанология. 2018. Т. 58, № 5. С. 751–762. EDN XWVHXF. https://doi.org/10.1134/s0030157418050131
  37. Vertical hydro-chemical structure of the Black Sea / E. V. Yakushev [et al.] // The Black Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry / Eds. Kostianoy A.G., Kosarev A.N. Berlin, Heidelberg : Springer, 2008. Vol. 5Q. P. 277–307. EDN MNPZUJ. https://doi.org/10.1007/698_5_088

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.