Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)

Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)

На основании экспедиционных данных, полученных во время трех экспедиций 2012 г., рассматривается варьирование соотношения компонентов карбонатной системы в шельфовых водах Черного моря у берегов Крыма, а также направление потока углекислого газа на границе контакта моря с атмосферой. Анализируется з...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2013
Автори: Хоружий, Д.С., Медведев, Е.В., Моисеенко О.Г.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Морський гідрофізичний інститут НАН України 2013
Назва видання:Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Теми:
Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56949
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели) / Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев, О.Г. Моисеенко // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 262-265. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-56949
record_format dspace
spelling irk-123456789-569492014-03-02T03:01:51Z Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели) Хоружий, Д.С. Медведев, Е.В. Моисеенко О.Г. Комплексные междисциплинарные исследования процессов формирования и эволюции экосистем Черного и Азовского морей на различных масштабах На основании экспедиционных данных, полученных во время трех экспедиций 2012 г., рассматривается варьирование соотношения компонентов карбонатной системы в шельфовых водах Черного моря у берегов Крыма, а также направление потока углекислого газа на границе контакта моря с атмосферой. Анализируется зависимость этой величины от различных биогеохимических факторов. На підставі експедиційних даних, отриманих під час трьох експедицій 2012 р., розглядається варіювання співвідношення компонентів карбонатної системи в шельфових водах Чорного моря біля берегів Криму, а також напрям потоку вуглекислого газу на межі контакту моря з атмосферою. Аналізується залежність цієї величини від різних біогеохімічних чинників. On the basis of expeditionary data, got during three expeditions 2012, varying of correlation of components of the carbonate system in shelf waters of the Black sea at coast of Crimea, and also streamline of carbon dioxide on the border of contact of sea with an atmosphere is examined. Dependence of this size on different biogeochemical factors is analysed. 2013 Article Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели) / Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев, О.Г. Моисеенко // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 262-265. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56949 551.464 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
Хоружий, Д.С.
Медведев, Е.В.
Моисеенко О.Г.
Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description На основании экспедиционных данных, полученных во время трех экспедиций 2012 г., рассматривается варьирование соотношения компонентов карбонатной системы в шельфовых водах Черного моря у берегов Крыма, а также направление потока углекислого газа на границе контакта моря с атмосферой. Анализируется зависимость этой величины от различных биогеохимических факторов.
format Article
author Хоружий, Д.С.
Медведев, Е.В.
Моисеенко О.Г.
author_facet Хоружий, Д.С.
Медведев, Е.В.
Моисеенко О.Г.
author_sort Хоружий, Д.С.
title Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
title_short Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
title_full Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
title_fullStr Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
title_full_unstemmed Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели)
title_sort соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока co₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. кацивели)
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/123456789/56949
citation_txt Соотношение компонентов карбонатной системы и направление потока CO₂ на границе раздела вода-атмосфера в зоне апвеллинга у берегов Крыма по данным экспедиционных исследований на океанографической платформе (п. Кацивели) / Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев, О.Г. Моисеенко // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 262-265. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv AT horužijds sootnošeniekomponentovkarbonatnojsistemyinapravleniepotokaco2nagranicerazdelavodaatmosferavzoneapvellingauberegovkrymapodannymékspedicionnyhissledovanijnaokeanografičeskojplatformepkaciveli
AT medvedevev sootnošeniekomponentovkarbonatnojsistemyinapravleniepotokaco2nagranicerazdelavodaatmosferavzoneapvellingauberegovkrymapodannymékspedicionnyhissledovanijnaokeanografičeskojplatformepkaciveli
AT moiseenkoog sootnošeniekomponentovkarbonatnojsistemyinapravleniepotokaco2nagranicerazdelavodaatmosferavzoneapvellingauberegovkrymapodannymékspedicionnyhissledovanijnaokeanografičeskojplatformepkaciveli
first_indexed 2025-07-05T08:12:30Z
last_indexed 2025-07-05T08:12:30Z
_version_ 1836793883095203840
fulltext 262 УДК 551 .464 Д.С.Хоружий, Е.В .Медведев, О .Г.Моисеенко Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь СООТНОШЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ КАРБОНАТНОЙ СИСТЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЕ ПОТОКА CO2 НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ВОДА-АТМОСФЕРА В ЗОНЕ АПВЕЛЛИНГА У БЕРЕГОВ КРЫМА ПО ДАННЫМ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ОКЕАНОГРАФИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЕ (П. КАЦИВЕЛИ) На основании экспедиционных данных, полученных во время трех экспедиций 2012 г., рассматривается варьирование соотношения компонентов карбонатной сис- темы в шельфовых водах Черного моря у берегов Крыма, а также направление по- тока углекислого газа на границе контакта моря с атмосферой. Анализируется зави- симость этой величины от различных биогеохимических факторов. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : парциальное давление CO2, эвазия CO2, инвазия CO2, потоки CO2, прибрежные воды, шельфовая зона, апвеллинг. Изучение карбонатной системы морской воды и ее изменений на раз- ных масштабах времени является одним из важных направлений исследова- ний в современной океанологии. Значимость этого направления исследова- ний морской среды обусловлена, в первую очередь, процессом газообмена, происходящего на границе контакта океана и атмосферы. Наблюдаемая в последние десятилетия устойчивая тенденция к повышению содержания углекислого газа в атмосфере Земли влечет за собой глобальные изменения планетарного масштаба. Для расчета последствий этих изменений необхо- димы количественные оценки вклада акваторий в процесс переноса CO2 между атмосферой и гидросферой. Применительно к шельфовой зоне морей и океанов выполнение таких оценок является сложной задачей, что обу- словлено разнородностью факторов, под действием которых происходит формирование гидрохимических характеристик прибрежных вод. Несмотря на сложность оценки и унификации гидрохимических характеристик вод шельфовой зоны, прибрежные воды являются важным элементом в системе глобального транспорта углерода, которым нельзя пренебрегать при выпол- нении глобальных расчетов. По существующим оценкам шельфовые воды составляют около 7 % от общей площади поверхности океанических бас- сейнов и лишь 0,5 % суммарного объема океанов. В то же время прибреж- ные воды отличаются высокой продуктивностью – на их долю приходится около 20 % первичной продукции океанического происхождения. [1]. Для открытых акваторий направление переноса CO2 является относи- тельно стабильным показателем, определяемым главным образом геогра- фической широтой рассматриваемой акватории, тогда как в случае при- брежных вод оно может существенно варьировать в пределах одного бас- сейна в течение сезона. Ключевая роль в поглощении CO2 из атмосферы отводится шельфовым водам северной части Атлантического океана [2, 3]. Гидрохимические характеристики вод Черного моря отличаются от вод © Д .С . Хоружий , Е .В . Медведев , О .Г . Моисеенко , 2013 263 океанов. В частности, соленость черноморских вод почти в 2 раза ниже, чем океанических вод, тогда как содержание растворенного неорганического углерода в водах Черного моря примерно в 1,5 раза превышает соответст- вующую величину для вод океанов [4]. В настоящей статье рассматривается динамика соотношений компонен- тов карбонатной системы в прибрежной зоне Черного моря и направление потоков углекислого газа на границе раздела вода – атмосфера, рассчитан- ных на основании экспериментальных данных, полученных в ходе трех экс- педиций 2012 г. Методика измерений pCO2 и TCO2 детально описана в ста- тье [5]. Измерение величины водородного показателя морской воды выпол- нялось потенциометрическим методом с использованием иономера И-160, оснащенного термокомпенсатором. Результаты и их обсуждение. В ходе трех экспедиций, проводившихся в мае, октябре и ноябре 2012 г., выполнялись экспериментальные определе- ния равновесного парциального давления углекислого газа в морской воде, общей щелочности (Alk), водородного показателя (рН), а также измерения концентрации растворенного неорганического углерода. На основании по- лученных экспериментальных данных был выполнен расчет компонентов карбонатной системы с использованием в качестве исходных данных ре- зультатов определений pH и общей щелочности. Расчет выполнялся с ис- пользованием констант, рекомендованных в работе [6]. Результаты расчета компонентов карбонатной системы представлены в табл.1. Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что наи- большая амплитуда колебаний значений фугитивности CO2 наблюдалась в мае на фоне интенсивного апвеллинга – подъема холодных вод более глу- боких слоев к поверхности. Явление апвеллингов достаточно широко освещено в научной литера- туре, что объясняется его значением для хозяйственной деятельности чело- века [7]. В результате подъема холодных вод происходит быстрое пониже- ние температуры поверхностных вод на 5 – 12 °С. Продолжительность апвел- Т а б л и ц а 1 .Результаты расчета компонентов карбонатной системы в поверхно- стном слое воды и парциальное давление углекислого газа в атмосфере. [CO2], мкмоль/кг HCO3 -, мкмоль/кг CO3 2-, мкмоль/кг fCO2, мкатм pCO2, мкатм (атмосфера) май минимум 12,4 2573,2 201,7 402,6 384,6 максимум 18,2 2795,5 293,9 465,1 402,6 среднее 15,5 2704,5 238,9 438,4 391,7 октябрь минимум 8,8 2418,6 349,3 380,7 389,3 максимум 10,1 2489,6 381,3 425,1 400,4 среднее 9,4 2458,1 368,4 406,2 395,0 ноябрь минимум 9,9 2541,4 304,0 336,0 383,2 максимум 11,4 2612,4 335,9 350,1 393,9 среднее 10,6 2573,9 320,1 341,2 390,2 264 лингов варьирует от нескольких суток до десятков суток. Наряду с пониже- нием температуры воды, следствием апвеллинга является вынос в поверх- ностный слой больших количеств соединений биогенных элементов, что, в свою очередь, способствует повышению первичной продуктивности дея- тельного слоя моря. Увеличение фотосинтетической ассимиляции неорга- нического углерода приводит к смещению равновесия между компонентами карбонатной системы. Поглощение углекислого газа океаном происходит благодаря сущест- вованию градиента (∆pCO2) между атмосферой и поверхностным слоем морской воды. Повышение равновесного pCO2 в морской воде приводит к уменьшению этого градиента, и, следовательно, к снижению скорости по- тока CO2 из атмосферы в океан. В последнее время отмечается более быст- рый рост величины равновесного парциального давления углекислого газа в поверхностных водах Атлантического океана по сравнению с повышением его содержания в атмосфере [1, 3]. Согласно результатам измерений, несмотря на вызванные апвеллингом существенные колебания равновесной fCO2 в морской воде, эта величина оставалась выше, чем pCO2 в атмосфере. Другой особенностью этой съемки стали более высокие концентрации растворенного неорганического углеро- да по сравнению с данными, полученными осенью. Для количественной оценки потока СО2 было использовано полуэмпи- рическое уравнение (1) предложенное Ю.И.Ляхиным [8]: F 2CO = nv⋅α′и,э⋅∆рСО2, (1) где α′и – коэффициент инвазии при ∆P 2СО = P 2СО (воздух) – P 2СО (вода) > 0, α′э – коэффициент эвазии при ∆P 2СО = P 2СО (воздух) – P 2СО (вода) < 0, nv – интеграль- ный коэффициент, отражающий состояние поверхности моря (волны, пена, брызги) и показывающий во сколько раз увеличива- ется скорость газового обмена при различ- ных скоростях ветра над поверхностью мо- ря по сравнению с идеальным штилем. Ме- тодика расчета α′и,э и nv приводится в рабо- те [8]. Осенью преобладал процесс инвазии весь период наблюдения, кроме последних суток и 6 октября 2012 г. в 7:46. Суточных закономерностей в измене- нии величины и направлении потока отмечено не было. Весной в течение всей съемки наблюдалась эвазия CO2. Величина потока так же не имела яр- ко выраженной зависимости от времени суток. Выводы. Очевидно, что компоненты карбонатной системы являются чувствительным индикатором изменений гидрологической и метеорологи- ческой обстановки. Выявление закономерностей таких изменений требуют более длительного и систематического мониторинга. Результаты, полученные во время апвеллинга, свидетельствуют о том, что температура морской воды является одним из важных, но не единствен- Т а б л и ц а 2 .Потоки CO2 меж- ду морем и атмосферой. величина потока CO2, моль СО2/м 2 ×сутки май ок- тябрь минимум 0,52 – 2,73 максимум 7,39 2,94 среднее 2,33 0,46 265 ным фактором, определяющим направление потоков CO2 между морем и атмосферой. Отмеченные сезонные изменения в направлении потоков CO2 могут свидетельствовать о неоднозначности влияния биоты на формирование этих потоков. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Borges A. Do We Have Enough Pieces of the Jigsaw to Integrate CO2 Fluxes in the COastal Ocean? // Estuaries.– 2005.– v.28, № 1.– P.3-27. 2. Thomas H., et al. Rapid decline of the CO2 buffering capacity in the North Sea and implications for the North Atlantic Ocean // Global Biogeochem. Cycles.– 2006.– 21.– GB4001.– doi:10.1029/2006GB002825. 3. Frankignoulle M., Borges A. European continental shelf as significant sink for at- mospherically carbon dioxide // Global Biogeochem. Cycles.– 2001.– v.15, issue 3.– P.569-576. 4. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011.– 212 с. 5. Хоружий Д.С. Использование приборного комплекса AS-C3 для определения парциального давления углекислого газа и концентрации неорганического уг- лерода в морской воде // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа.– Севастополь: ЭКОСИ- Гидрофизика, 2010.– вып.23.– С.260-272. 6. Millero F.J. The Marine Inorganic Carbon Cycle // Chemical Reviews.– 2007.– V.107, № 2.– P.308-341. 7. Alvarez M., Fernandez E., Perez F.F. Air-sea CO2 fluxes in a coastal embayment affected by upwelling: physical versus biological control // Oceanologica Acta.– 1999.– v.22, № 5.– P.499-515. 8. Ляхин Ю.И., Александров В.П., Пальшин Н.И. Расчет баланса обмена CO2 меж- ду океаном и атмосферой по акватории Атлантического, Индийского и Тихого океанов // Исследование и освоение мирового океана.– 1978.– вып.65.– С.48-60. Материал поступил в редакцию 09 .06 .2013 г . АНОТАЦ IЯ На підставі експедиційних даних, отриманих під час трьох експедицій 2012 р., розглядається варіювання співвідношення компонентів карбонатної систе- ми в шельфових водах Чорного моря біля берегів Криму, а також напрям потоку вуглекислого газу на межі контакту моря з атмосферою. Аналізується залежність цієї величини від різних біогеохімічних чинників. ABSTRACT On the basis of expeditionary data, got during three expeditions 2012, varying of correlation of components of the carbonate system in shelf waters of the Black sea at coast of Crimea, and also streamline of carbon dioxide on the border of contact of sea with an atmosphere is examined. Dependence of this size on different biogeochemical factors is analysed.

Схожі ресурси