О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря

На основе реанализа данных океанографических наблюдений выявлены общие тенденции долговременных изменений термохалинной структуры Черного моря. Обсуждается различный характер низкочастотной изменчивости для поверхностного и глубинного слоев. Предложена схема последовательности фаз гидрологического р...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
1. Verfasser:	Белокопытов, В.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2013
Schriftenreihe:	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Schlagworte:	Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56943
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря / В.Н. Белокопытов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 226-230. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-56943
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-569432014-03-02T03:01:32Z О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря Белокопытов, В.Н. Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах На основе реанализа данных океанографических наблюдений выявлены общие тенденции долговременных изменений термохалинной структуры Черного моря. Обсуждается различный характер низкочастотной изменчивости для поверхностного и глубинного слоев. Предложена схема последовательности фаз гидрологического режима Черного моря в ХХ в. На основі реаналізу даних океанографічних спостережень виявлені загальні тенденції довготривалих змін термохалинної структури Чорного моря. Обговорюється різний характер низькочастотної мінливості для поверхневого і глибинного шарів. Запропонована схема послідовності фаз гідрологічного режиму Чорного моря в ХХ ст. The general tendencies of long-term changes of the Black Sea thermohaline structure are revealed on the basis of oceanographic data reanalyzis. Different types of lowfrequency variability for surface and deep layers are discussed. The outline of the Black Sea hydrological regime mode sequence in 20-th century is suggested. 2013 Article О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря / В.Н. Белокопытов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 226-230. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56943 551.465(262.5) ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах
spellingShingle	Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах Белокопытов, В.Н. О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description	На основе реанализа данных океанографических наблюдений выявлены общие тенденции долговременных изменений термохалинной структуры Черного моря. Обсуждается различный характер низкочастотной изменчивости для поверхностного и глубинного слоев. Предложена схема последовательности фаз гидрологического режима Черного моря в ХХ в.
format	Article
author	Белокопытов, В.Н.
author_facet	Белокопытов, В.Н.
author_sort	Белокопытов, В.Н.
title	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря
title_short	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря
title_full	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря
title_fullStr	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря
title_full_unstemmed	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря
title_sort	о климатической изменчивости термохалинной структуры черного моря
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56943
citation_txt	О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря / В.Н. Белокопытов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 226-230. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv	AT belokopytovvn oklimatičeskojizmenčivostitermohalinnojstrukturyčernogomorâ
first_indexed	2025-07-05T08:12:13Z
last_indexed	2025-07-05T08:12:13Z
_version_	1836793865831448576
fulltext	226 УДК 551 .465(262 .5 ) В.Н.Белокопытов Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь О КЛИМАТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ТЕРМОХАЛИННОЙ СТРУКТУРЫ ЧЕРНОГО МОРЯ На основе реанализа данных океанографических наблюдений выявлены общие тенденции долговременных изменений термохалинной структуры Черного моря. Об- суждается различный характер низкочастотной изменчивости для поверхностного и глубинного слоев. Предложена схема последовательности фаз гидрологического ре- жима Черного моря в ХХ в. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : термохалинная структура, климатическая изменчи- вость, Черное море. Введение. Исследования климатических изменений – одно из наиболее приоритетных направлений в науках о Земле. Основное внимание традици- онно уделяется климату атмосферы, но в последнее время возрастает коли- чество работ, посвященное многолетней изменчивости Мирового океана и его отдельных морей. Для Черного моря, исследования межгодовой изменчивости и долгопе- риодных тенденций температуры и солености ведутся с 80-х гг. [1 – 7]. Цель данной работы – выявить общие характеристики климатической изменчиво- сти гидрологического режима Черного моря для всего периода океаногра- фических наблюдений, начиная с 20-х гг. Данные наблюдений и методы исследования. Основным материалом послужили океанографические съемки (1923 – 2012 гг.), для современного периода – буи-профилемеры (2002 – 2012 гг.) и дрифтеры (2000 – 2010 гг.). Также использовались спутниковые данные о температуре поверхности мо- ря (1985 – 2012 гг.) и данные береговых гидрометстанций (наиболее длин- ный ряд с 1900 г.). Для интегральных оценок на основе регулярных в пространстве термо- халинных полей использовались два реанализа по гидродинамическим мо- делям для периодов 1971 – 1993 гг. [8], 1992 – 2002 гг. [9] и статистический ЭОФ реанализ термохалинных полей для 1923 – 2012 гг. [10]. Анализ результатов. Общий характер изменений теплозапаса Черного моря (для всего объема вод) за имеющийся 100-летний период наблюдений представляет собой циклический процесс без явно выраженного тренда (рис.1). Выделяются два холодных периода: с середины 20-х до конца 50-х гг. и с начала 80-х до конца 90-х гг., и два теплых периода: 1960 – 1980 гг. и со- временный этап, начавшийся в конце 90-х гг. Такой характер колебаний, типичный для междесятилетней изменчиво- сти, в целом не соответствует последним оценкам изменений теплозапаса Мирового океана [11], свидетельствующим об устойчивом положительном тренде для периода 1955 – 2010 гг. Если рассматривать только современный период резкого потепления (последние 30 лет), то оценка положительного © В .Н .Белокопытов , 2013 227 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Год -3 -2 -1 0 1 2 3 Н о р м и р . а н о м а л и я т е п л о з а п а с а Р и с . 1 .Нормированные среднегодовые аномалии теплозапаса Черного моря относительно периода 1961 – 1990 гг. Сплошная линия отображает 5-летнее скользящее среднее. тренда для Черного моря 0,39 ± 0,05 Wm-2 (0,015 °С/10 лет) будет соответ- ствовать оценкам для Мирового океана 0,33 – 0,66 Wm-2 [11 – 13] для столба воды 0 – 2000 м. Отличительной особенностью Черного моря следует считать различный характер низкочастотной изменчивости в верхнем 50-метровом и более глу- боком слоях воды. Если в верхнем слое моря хорошо выражены междесяти- летние колебания температуры, то в глубинном слое выявлено слабое, но устойчивое нагревание. Положительный тренд для всего исследуемого 100- летнего периода прослеживается с глубины 50 м, его оценки становятся статистически значимыми, начиная с горизонта 100 м. Скорость общего на- грева толщи воды резко падает с глубиной, глубже 300 м положительный тренд температуры очень мал. Вклад слоя глубже 50 м в общее изменение теплозапаса составляет в Черном море всего около 5 %, в то время как для океана [11] слой 700 – 2000 м дает около 30 %. Поэтому многолетняя из- менчивость теплозапаса вод Черного моря определяется достаточно тонким верхним слоем, причем знаки тренда в поверхностном и глубинном слоях могут быть противоположны. Для океана тенденции для поверхностного и глубинного слоев более согласованы и не столь отличаются количественно. Интенсивность зимней конвекции играет ведущую роль в низкочастот- ной изменчивости теплозапаса моря, т.к. аномалии ХПС прослеживаются почти во всем слое постоянного пикноклина. Наиболее выраженные мини- мумы теплозапаса, такие как в 80 – 90-х гг. и в конце 20-х – начале 30-х гг., возникают после того как несколько холодных зим следуют друг за другом. ХПС при этом играет роль долговременного «хранителя» зимних отрица- тельных аномалий температуры поверхности моря. Аномалии теплого пе- риода года формируются в верхнем 20-метровом слое над термоклином и влияют, в основном, на сезонную изменчивость. Общее изменение солезапаса Черного моря можно охарактеризовать как устойчивое осолонение всего объема вод (рис.2) со скоростью 7,58 ± 1,06 кг м-2/10 лет (0,0038 PSU/10 лет). Как и в случае термической структу- ры моря, тенденции изменения солености различны для поверхностного и глубинного слоев. В отличие от температуры, где изменчивость слоя 0 – 50 м 228 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Год -2 -1 0 1 2 Н о р м и р . а н о м а л и я с о л е за п а с а Р и с . 2 .Нормированные среднегодовые аномалии солезапаса Черного моря относительно периода 1961 – 1990 гг. Сплошная линия отображает 5-летнее скользящее среднее. является определяющей для общего теплозапаса моря, основные изменения солезапаса сосредоточены в более глубоких слоях, большей частью в посто- янном галоклине. Колебания солености верхнего слоя 0 – 50 м, хотя и не являются опре- деляющими для общего солезапаса моря, оказывают сильное влияние на пространственную структуру плотности, вертикальный обмен и интенсив- ность циркуляции. В целом, верхний слой моря было относительно пре- сным в период 1920 – 1954 гг., соленым в 1954 – 1980 гг. и снова пресным, начиная с 80-х гг. Соответственно, в пресную фазу – до 1954 г. и после 1980 г. усиливается вертикальная стратификация, обостряются горизон- тальные градиенты плотности и интенсифицируется циркуляция моря. По- ложительная тенденция кинетической энергии циркуляции моря в послед- ние 30 лет, существующая вопреки отрицательной тенденции завихренно- сти ветра, также говорит в пользу термохалинных факторов. Если рассматривать многолетние колебания температуры и солености совместно, то можно увидеть, что в верхнем слое 0 – 50 м происходит чере- дование потеплений/похолоданий, осолонений/распреснений с различными временными периодами, в частности, современный период характеризуется значительным потеплением и опреснением. Сочетания различных фаз коле- баний температуры и солености можно рассматривать как фазы гидрологи- ческого режима моря. Временную последовательность таких состояний (фаз) можно разбить на отдельные периоды следующим образом (рис.3): холодный и пресный в 1920 – 1954 гг., холодный и соленый в 1954 – 1960 гг., теплый и соленый в 1960 – 1980 гг., холодный и пресный в 1980 – 1996 гг., теплый и пресный, начиная с 1996 г. При более высокочастотном процессе смены гидрологического режима, продолжительность фаз уменьшается до 1 – 3 лет. Во время теплого и соленого (в целом) периода 1960 – 1980 гг. интенсивность такого процесса была максимальной. Увеличение солезапаса в слое 0 – 2000 м и теплозапаса в слое 100 – 2000 м говорит о продолжающемся увеличении объема мраморноморских вод и отсутствии общего баланса соли. Положительный тренд солености и температуры в пикноклине, который был выявлен достаточно давно, чаще 229 Р и с . 3 .Общая схема чередования фаз гидрологического режима Черного моря. Обозначения: Т – теплый, Х – хо- лодный, П – пресный, С – соленый; высота столбиков ото- бражает относительную интенсивность в 2-х градациях: умеренной и сильной. всего объясняется увеличением интенсивности циркуляции и, соответст- венно, поднятием галоклина в центральной части моря. Другое объяснение состоит в том, что соль будет накапливаться в галоклине при уменьшении скорости вертикального турбулентного обмена, вызванного распреснением верхнего слоя [2, 14]. Однако, эти гипотезы могут объяснить только перерас- пределение соли в пространстве, но не изменение общего солезапаса моря. Выводы. В Черном море на протяжении последних 100 лет происходит устойчивое увеличение тепло и солезапаса в слое 100 – 2000 м, что говорит о продолжающемся увеличении объема мраморноморских вод. В верхнем слое 0 – 50 м происходит чередование фаз гидрологического режима моря с различными временными периодами, современное состояние (с конца 90-х гг.) характеризуется значительным потеплением и опреснением. В периоды с низкой соленостью поверхностного слоя – до 1954 г. и по- сле 1980 г. – усиливается вертикальная стратификация, обостряются гори- зонтальные градиенты плотности и интенсифицируется циркуляция моря. Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность чл.-корр. НАН Украины А.Б.Полонскому за консультации и плодотворные научные дискуссии. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А., Косарев А.Н., Тужилкин В.С. Изменчи- вость гидрофизических полей Черного моря.– Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 239 с. 2. Гертман И.Ф. Термохалинная структура вод моря // Гидрометеорология и гид- рохимия морей СССР / Под ред. Симонова А.И., Альтмана Э.Н. Т.4. Черное 230 море. Вып.1. Гидрометеорологические условия.– СПб: Гидрометеоиздат, 1991.– С.146-195. 3. Титов В.Б. Влияние многолетней изменчивости климатических условий на гидрологическую структуру и межгодовое обновление холодного промежуточ- ного слоя в Черном море // Океанология.– 2003.– т.43, № 2.– С.176-184. 4. Полонский А.Б., Ловенкова Е.А. Долговременные тенденции в изменчивости глубоководных термохалинных характеристик Черного моря // Морской гид- рофизический журнал.– 2006.– № 4.– С.18-30. 5. Полонский А.Б., Ловенкова Е.А. Долговременные тенденции в изменчивости характеристик пикноклина Черного моря // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана.– 2006.– т.42, № 3.– С.419-430. 6. Шокурова И.Г. Долгопериодная изменчивость гидрологических полей и гео- строфической циркуляции в Черном море: Автореферат дис. … канд. географ. наук.– Севастополь: МГИ НАН Украины, 2010.– 23 с. 7. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Долговременная изменчивость температуры и солености в Черном море и ее причины // Доп. НАНУ.– 2013.– № 1.– С.105-110. 8. Кныш В.В., Коротаев Г.К., Моисеенко В.А., Кубряков А.И., Белокопытов В.Н., Инюшина Н.В. Сезонная и межгодовая изменчивость гидрофизических полей Черного моря, восстановленных на основе реанализа за период 1971 – 1993 гг. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана.– 2011.– т.47, № 3.– С.433-446. 9. Дорофеев В.Л. Моделирование декадной изменчивости экосистемы Черного моря // Морской гидрофизический журнал.– 2009.– № 6.– C.71-81. 10. Белокопытов В.Н. О методе восстановления термохалинной структуры Черно- го моря на основе эмпирических ортогональных функций // Системы контроля окружающей среды.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012.– вып.17.– С.94-99. 11. Levitus S. et al. World ocean heat content and thermosteric sea level change (0 – 2000 m), 1955 – 2010 // Geophys. Res. Lett.– 2012.– 39.– L10603. doi:10.1029/ 2012GL051106. 12. Ishii M., Kimoto M., Sakamoto K., Iwasaki S.I. Steric sea level changes estimated from historical ocean subsurface temperature and salinity analyses // J. Oceanogr.– 2006.– 62(2).– P.155-170. 13. Willis J.K., Roemmich D., Cornuelle B. Interannual variability in upper-ocean heat content, temperature and thermosteric expansion on global scales // J. Geophys. Res.– 109.– C12036. doi:10.1029/2003JC002260. 14. Богуславский С.Г., Котовщиков Б.Б. Формирование современного поля солено- сти Черного моря // Океанология.– 1984.– т.24, № 3.– С.410-416. Материал поступил в редакцию 16 .07 .2013 г . АНОТАЦIЯ На основі реаналізу даних океанографічних спостережень виявлені загальні тенденції довготривалих змін термохалинної структури Чорного моря. Обговорюється різний характер низькочастотної мінливості для поверхневого і гли- бинного шарів. Запропонована схема послідовності фаз гідрологічного режиму Чор- ного моря в ХХ ст. ABSTRACT The general tendencies of long-term changes of the Black Sea thermohaline structure are revealed on the basis of oceanographic data reanalyzis. Different types of low- frequency variability for surface and deep layers are discussed. The outline of the Black Sea hydrological regime mode sequence in 20-th century is suggested.

О климатической изменчивости термохалинной структуры Черного моря

Institution

Ähnliche Einträge