Моделирование долговременной изменчивости экосистемы Черного моря

В. Л. Дорофеев, Г. К. Коротаев, Л. И. Сухих

Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

В работе изучается эволюция экосистемы Черного моря на протяжении трех десятилетий – с начала семидесятых годов прошлого столетия по начало нынешнего века. За это время морская экосистема претерпела существенные изменения от предэвтрофикационного состояния до стадии эвтрофикации в восьмидесятых – первой половине девяностых. Помимо количественных вариаций объема биологической продукции в верхнем слое моря эти изменения наблюдались также в составе компонентов экосистемы и их сезонном цикле. Изучение эволюции экосистемы Черного моря проводится на основе трехмерной численной междисциплинарной модели, состоящей из модели циркуляции и биогеохимического блока.

Ключевые слова

Черное море, экологическая система, экологическая модель, хлорофилл-«а», нитраты

Для цитирования

Дорофеев В. Л., Коротаев Г. К., Сухих Л. И. Моделирование долговременной изменчивости экосистемы Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2011. № 24. С. 99–115. EDN WDNWBN.

Dorofeyev, V.L., Korotaev, G.K. and Sukhikh, L.I., 2011. Modelling of the Long-Term Variability of the Black Sea Ecosystem. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 24, pp. 99–115 (in Russian).

Список литературы

  1. Моисеенко В.А., Коротаев Г.К., Кныш В.В., Кубряков А. И., Белокопытов В.Н., Инюшина Н. В. Межгодовая изменчивость термохалинных и динамических характеристик Черного моря по результатам реанализа за период 1971 – 1993 гг.// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2009. – вып. 19. – С. 216-227.
  2. Кныш В.В., Кубряков А.И, Инюшина Н.В. Коротаев Г.К. Восстановление климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе модели в σ-координатах с использованием ассимиляции данных о температуре и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – вып. 16. – 2008. – С. 243-265.
  3. Дорофеев В.Л, Коротаев Г.К. Ассимиляция данных спутниковой альтиметрии в вихреразрешающей модели циркуляции Черного моря// Морской гидрофизический журнал. – 2004. – № 1. – С. 52-68.
  4. Oguz T., Ducklow H.W., Malanotte-Rizzoli P. et al. A physical-biochemical model of plankton productivity and nitrogen cycling in the Black Sea.// Deep-Sea Research. – 1999. – v. 1, № C46. – P. 597-636.
  5. Oguz T., Ducklow H.W., Malanotte-Rizzoli P. Modeling distinct vertical biochemical structure of the Black Sea: Dynamical coupling of the oxic, suboxic, and anoxic layers// Global biochemical cycles. – 2000. – v.14, № 4. – P. 1331-1352.
  6. Oguz T., Ducklow H.W., Purcell J.E., Malanotte-Rizzoli P. Modeling the response of top-down control exerted by gelatinous carnivores on the Black Sea pelagic food web// J. Geophys. Res. – 2001. – v. 106, № C3. – P. 4543-4564.
  7. Ludwig W. River runoff and nutrient load data synthesis for hindcasting simulations// Deliverable 4.3.2, SESAME project.
  8. Purcell J.E., Shiganova T.A., Decker M.B., Houde E.D. The ctenophore mnemiopsis in native and exotic habitats: U.S. estuaries versus the Black Sea basin// Hydrobiologia. – 2001. – 451. – P. 145-176.
  9. Демышев С.Г., Кныш В. В. Реконструкция адаптированной вертикальной скорости Черного моря на базе синтеза модели циркуляции и климатических данных по температуре и солености// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2004. – вып. 11. – С. 93-104.
  10. Кныш В.В., Демышев С.Г., Инюшина Н.В., Коротаев Г.К. Ассимиляция климатических гидрологических данных в модели Черного моря на основе алгоритма адаптивной статистики ошибок прогноза// Морской гидрофизический журнал. – 2008. – №1. – С. 26-38.
  11. Blumberg A.F., Mellor G.L. A description of a three-dimensional coastal ocean model/ Three dimensional shelf models, Coastal Estuarine Sci., vol.5, edited. by N. Heaps, AGU, Washington D. C., 1987. – P. 1-16.
  12. Кубряков А.И. Применение технологии вложенных сеток при создании системы мониторинга гидрофизических полей в прибрежных районах Черного моря// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2004. – вып. 11. – С. 31-50.
  13. Mellor G.L. and Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem// Rev. Geophys. and Spase Physics. – 1982. – № 20. – P. 851-875.
  14. Кныш В.В., Кубряков А.И., Инюшина Н.В., Коротаев Г.К. Восстановление климатической сезонной циркуляции Черного моря на основе модели в σ-координатах с использованием ассимиляции данных о температуре и солености // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – вып. 16. – 2008. – С. 243-265.
  15. Кныш В. В., Моисеенко В. А., Чернов В. В. Четырехмерный анализ гидрофизических полей Тропической Атлантики// В кн.: Гидрофизика Тропической Атлантики. – Киев: Наукова думка, 1993. – С. 119-140.
  16. Uppala S.M., Kаllberg P.W., Simmons A.J. et al. The ERA-40 re-analysis// Quart. Journ. Royal. Meteorol. Soc. – 2005. – v. 131, № 612. – P. 2961-3012. doi: 10.1256/ qj.04.176.
  17. Моисеенко В.А., Белокопытов В.Н. Оценка качества массива данных гидрологических измерений, подготовленного для решения задачи реанализа состояния Черного моря за период 1985 – 1994 гг.// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2008. – вып. 16. – С. 184-189.
  18. Smolarkiewicz P.K. A simple positive definite advection transport scheme with small implicit diffusion// Monthly Weather Review. – 1983. – v. 111, № 3. – P. 479-486.
  19. Мизюк А.И. Особенности реализации алгоритма адаптивной статистики в σ-координатной модели в задаче восстановления гидрофизических полей Черного моря// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2009. – вып. 18. – С. 180-192.
  20. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Декадная изменчивость характеристик пикноклина и геострофической циркуляции вод Черного моря в зимний период// Метеорология и гидрология. – 2009. – №4. – С. 75- 92.
  21. Титов В.Б. Влияние многолетней изменчивости климатических условий на гидрологическую структуру и межгодовое обновление холодного промежуточного слоя в Черном море// Океанология. – 2003. – т. 43, № 2. – С.176-184.
  22. Овчинников И.М., Титов В.Б. Основные научные результаты гидрофизических исследований Черного моря в свете его современных экологических проблем// Докл. РАН. – 1993. – т. 330, № 4. – С. 504-507.
  23. Прокопов О.И. Сезонная изменчивость элементов термической структуры деятельного слоя северо-восточной части Черного моря// Метеорология и гидрология. – 1997. – № 10. – С. 68-77.
  24. Белокопытов В.Н., Шокурова И.Г. Оценки междесятилетней изменчивости температуры и солености в Черном море в период 1951-1995 гг.// Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». – 2005. – вып. 12. – С. 12-21.
  25. Демышев С. Г., Кныш В. В., Коротаев Г. К. Результаты расчета адаптированных полей Черного моря на основе ассимиляции в модели данных по климатической температуре и солености// Известия РАН.: Физика атмосферы и океана. – 2006. – т.42, № 5. – С. 604-617.
  26. Top Z., Pope L. Noble gases and tritium in the Black Sea/ In: The Black Sea Oceanography(Eds. E. Izdar and J. Murray). – NATO Science Series. – 1992. – v. 351. – P. 65-74, doi: 10.1007/978-94-011-2608-3_4.

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.