Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива

Исследуются сезонная и внутрисезонная изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива на основе материалов банка данных Морского гидрофизического института НАН Украины и Морского отделения Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического институ...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2005
1. Verfasser:	Пухтяр, Л.Д.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2005
Schriftenreihe:	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Schlagworte:	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56992
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:	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива / Л.Д. Пухтяр // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 95-107. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-56992
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-569922014-03-03T03:01:14Z Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива Пухтяр, Л.Д. Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Исследуются сезонная и внутрисезонная изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива на основе материалов банка данных Морского гидрофизического института НАН Украины и Морского отделения Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института. Анализируются экстремальные значения, вертикальная и горизонтальная структура температуры и солености вод. Рассматривается распреснение вод и взаимодействие с основной частью залива в зависимости от сезона и гидрометеорологических условий. Seasonal and interseasonal variability of thermohaline structure in the east shallow part of the Karkinit Bay are investigated based on the data bank materials of the Marine Hydrophysical Institute NAS of Ukraine and Marine Department of Ukrainian Research Hydrometeorological Institute. The extreme values, vertical and horizontal structures of water temperature and salinity are analyzed. Water freshening and interaction with the main part of the bay are considered according to the seasonal and hydrometeorological conditions. 2005 Article Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива / Л.Д. Пухтяр // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 95-107. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56992 551.465 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	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
spellingShingle	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей Пухтяр, Л.Д. Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description	Исследуются сезонная и внутрисезонная изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива на основе материалов банка данных Морского гидрофизического института НАН Украины и Морского отделения Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института. Анализируются экстремальные значения, вертикальная и горизонтальная структура температуры и солености вод. Рассматривается распреснение вод и взаимодействие с основной частью залива в зависимости от сезона и гидрометеорологических условий.
format	Article
author	Пухтяр, Л.Д.
author_facet	Пухтяр, Л.Д.
author_sort	Пухтяр, Л.Д.
title	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива
title_short	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива
title_full	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива
title_fullStr	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива
title_full_unstemmed	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива
title_sort	исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части каркинитского залива
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56992
citation_txt	Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива / Л.Д. Пухтяр // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2005. — Вип. 12. — С. 95-107. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv	AT puhtârld issledovaniesezonnojizmenčivostitermohalinnojstrukturyvodvostočnojmelkovodnojčastikarkinitskogozaliva
first_indexed	2025-07-05T08:14:21Z
last_indexed	2025-07-05T08:14:21Z
_version_	1836793999224995840
fulltext	95 УДК 551 .465 Л.Д.Пухтяр Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь ИССЛЕДОВАНИЕ CЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ТЕРМОХАЛИННОЙ СТРУКТУРЫ ВОД ВОСТОЧНОЙ МЕЛКОВОДНОЙ ЧАСТИ КАРКИНИТСКОГО ЗАЛИВА Исследуются сезонная и внутрисезонная изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива на основе материалов банка данных Морского гидрофизического института НАН Украины и Морского отделения Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института. Анали- зируются экстремальные значения, вертикальная и горизонтальная структура темпе- ратуры и солености вод. Рассматривается распреснение вод и взаимодействие с ос- новной частью залива в зависимости от сезона и гидрометеорологических условий Восточная часть Каркинитского залива, включающая в себя Джарыл- гачский залив, Джарылгачскую бухту и Перекопский залив, существенно выделяется своими особенностями от основной части залива. Определяю- щими особенностями, характеризующими термохалинную структуру, влияющими на нее и экономическое состояние восточной части Каркинит- ского залива, является ее мелководность (не глубже 12 м) и относительная замкнутость от основной части о-вом Джарылгач, Бакальской косой и мел- ководной Бакальской банкой, где глубина составляет около 3 м [1]. Следст- вием этого является: значительное осолонение восточной части летом (за счет интенсивного испарения), особенно при ветрах блокирующих ее водо- обмен, а также значительный теплозапас, накапливаемый за лето, и быстрое выхолаживание водной толщи осенью и зимой. Изученность Каркинитского залива определяется преимущественно ин- формацией о структуре и динамике вод всей северо-западной части Черного моря (СЗЧМ). Исследованиям термохалинной структуры и динамики вод собственно Каркинитского залива и его районов, а также их изменчивости, посвящено небольшое число работ [2 – 6]. Сравнительно малая изученность этого залива до настоящего времени не оправдана, поскольку он всегда яв- лялся объектом повышенной хозяйственной деятельности. В частности, в по- следние годы, когда, наряду с интенсификацией использования его биоресур- сов, проводятся работы по добыче и поиску нефти и газа, а также преимуще- ственно в мелководной восточной части залива сбрасываются в значитель- ных объемах неочищенные промышленные и сельскохозяйственные воды. Данная работа посвящена исследованию сезонной и внутрисезонной из- менчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Кар- кинитского залива (ВМЧКЗ) с целью расширения знаний о малоизученном районе повышенной хозяйственной деятельности. Также изучаются особенно- сти ее распреснения и влияние на него ветровых условий в этой части залива. Используемые материалы. Исследования выполнялись на основе гид- рологических измерений собранных в банке данных Морского гидрофизиче- ского института (МГИ) НАН Украины для Каркинитского залива за период © Л .Д .Пухтяр , 2005 96 1923 по 1995 гг., метеорологических наблюдений банка данных Морского отделения Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института, полученных на морских гидрометеостанциях «Черноморское» (с 1900 по 1995 гг.), «Хорлы» и «Скадовск » (с 1939 по 1987 гг.). Обработка материалов гидрологических измерений по Каркинитскому заливу выпол- нялась отделом контактных методов исследований МГИ. Результаты ее от- ражены в отчете о работе отдела за 2004 г.[8]. Исследование термохалинной структуры мелководной части залива усложнено тем, что измерения здесь проводились редко и не систематически. При этом гидрологические стан- ции за указанный период в ВМЧКЗ, еще в большей мере, чем в основной части залива, по сезонам распределены неравномерно. Наибольшее количе- ство измерений приходится на весну и лето. В период 1923 – 1995 гг. чаще всего наблюдения проводились весной. Весенние измерения имеются для 13 лет (с 1928 по 1984 гг.) и выполнены в 17-ти гидрологических съемках, из которых 13 состоят из 1 – 3 станций, 3 – из 7 – 9 станций и есть одна крупная гидрологическая съемка всей аквато- рии ВМЧКЗ с числом станций 31 (1939 г.). Летние измерения имеются для 12 лет (с 1930 по 1948 гг.) и выполнены в 14 гидрологических съемках, из которых 12 состоят из 1 – 6 станций и 2 – с числом станций 36 и 53 (1939 г.). Осенние измерения выполнялись для 7 лет (с 1926 по 1987 гг.) в 6 гид- рологических съемках с числом станций 1 – 4 и одной с 7-мью станциями в 1972 г. А в зимний сезон наблюдения в ВМЧКЗ отсутствуют, вследствие образования льда и других неблагоприятных погодных условий. Сезонная изменчивость вод ВМЧКЗ. Проанализируем изменчивость термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитско- го залива за период 1923 – 1995гг. в различные гидрологические сезоны го- да. Временные интервалы гидрологических сезонов соответствуют [5, 6]. В работе сравниваются характеристики основной части и ВМЧКЗ. Считаем, что граница между этими частями залива проходит по о-ву Джарылгач, мелководной Бакальской банке и Бакальской косе. Восточнее этой границы располагается ВМЧКЗ, западнее – основная часть Каркинитского залива. Ввиду того, что ВМЧКЗ в зимний период, как правило, замерзает, то гидрологические съемки там в это время не проводились. Однако некоторое представление о термохалинной структуре вод в этой части залива в зимний период можно составить по имеющимся косвенным данным о температуре Т и солености S в окрестности ВМЧКЗ, а также в мало удаленных от нее мелководных и прибрежных районах. По данным [6] в прибрежных и мелководных районах основной части Каркинитского залива температура воды может понижаться до – 1 °C в ян- варе, а при продолжительных зимах – и в феврале – марте. Отрицательные значения температуры воды, часто достигающие – 1 °C в январе – марте, наблюдаются преимущественно на востоке основной части залива, приле- гающей к ВМЧКЗ, и в мелководной прибрежной зоне. Так, 4 – 5 марта 1964 г. в восточной части залива (у Бакальской банки) температура составляла 0,01 °C, а 26 марта 1971 г. 3,8 °C. В 10 км к северу от пгт.Черноморское 3 марта 1987 г. наблюдалась температура воды 0,32 °C, а у пгт.Черноморское – 0,5 °C; в это же время температура воздуха 97 достигала – 10,2 °C при северо – северо-восточном ветре. Зимой, в феврале, в основной части залива наблюдались температуры, не превышающие 6,4 °C в верхнем 5 м слое. Повышение температуры в заливе начинает от- мечаться по ее минимальным значениям обычно с февраля и, как исключе- ние, с марта, а по максимальным – с марта. Ввиду мелководности и относительной изолированности районов вос- точной части залива, они менее чем другие, подвержены влиянию динами- ческих процессов, протекающих в открытом море, что в полной мере отно- сится и к ВМЧКЗ. Поэтому их воды быстро адаптируются к температуре воздуха своей акватории при минимальном влиянии на них вод основной части залива. Минимум температуры здесь достигается в январе. Дальней- шее понижение температуры вод в этом районе, несмотря на продолжаю- щееся выхолаживание, в январе-феврале затормаживается ледообразовани- ем. Поэтому, принимая во внимание температурный режим прилегающих к ВМЧКЗ районов в зимний сезон, можно заключить, что в ВМЧКЗ в январе- марте: минимальная температура воды составляет не выше – 1 °C; макси- мальная температура – в январе ~ 2,7 °C, в марте 3,8 °C. Зимой, когда распре- снение вод в заливе минимальное, то обычно у солености верхнего слоя вод в зимние месяцы значительной изменчивости не наблюдается как по акватории залива, так и во времени. Поэтому в январе – марте более значительных, чем в основной части залива величин солености в ВМЧКЗ наблюдаться не мо- жет, и они должны быть в пределах регистрируемых в основной части зали- ва: для максимальных значений 18,4 – 18,6 ‰, минимальных 17,4 – 17,5 ‰. Сведения о минимальных и максимальных величинах солености и тем- пературы вод восточной мелководной части Каркинитского залива за пери- од 1923 – 1995 гг. по месяцам представлены в таблице. Ввиду низкой стати- стической обеспеченности данных в зимние месяцы сведения о них в таб- лице имеют оценочный характер. Что касается существенных распреснений вод в зимний сезон, то в основной части залива они иногда наблюдаются. Так, в фев- рале и марте за весь период на- блюдений отмечалось по одному случаю в виде пятен распресне- ния, понижающих соленость до 16,4 и 16,9 ‰ в феврале и марте соответственно. Чаще и более ин- тенсивно, чем в феврале и марте распресненные воды могут про- никать в январе (два случая). Так, 18 – 25 января 1970 г. наблюда- лось значительное распреснение, охватившее всю основную часть залива, с минимальным значени- ем солености 13,9 ‰ на юге цен- тральной части и значениями 14,3 – 14,6 ‰ на участке м.Тарханкут Т а б л и ц а .Экстремальные регистрируемые значения солености и температуры вод вос- точной мелководной части Каркинитского залива за период 1923 – 1995 гг. месяцы Smin, ‰ Smax, ‰ Tmin, °C Tmax, °C январь 17,4 18,4 ≤ – 1,0 2,7 февраль 17,4 18,4 ≤ – 1,0 – март 17,4 18,4 ≤ – 1,0 3,8 апрель 16,0 18,1 6,9 10,5 май 17,8 18,3 14,7 19,0 июнь 17,7 20,37 16,6 24,0 июль 15,4 21,6 19.0 28,5 август 17,1 19,36 21,0 25,0 сентябрь 15,8 19,15 17,5 25,0 октябрь 17,3 19,0 8,0 17,8 ноябрь 17,6 17,8 ≤ 8,0 9,8 декабрь – – – – 98 – пгт.Черноморское, где обычно располагаются самые соленые воды. В съем- ке 18 – 21 января 1971 г. распресненные воды с соленостью 15,19 ‰ наблю- дались в виде пятна у северных берегов на востоке основной части залива. При таком значительном распреснении основной части залива, как 18 – 25 января 1970 г., распресненные воды могу проникать и в ВМЧКЗ. Однако, такое явление может происходить чрезвычайно редко, так как для этого не- обходима еще соответствующая ветровая ситуация и погодные условия. А в январе ВМЧКЗ обычно покрывается льдом и преобладают северные и севе- ро-восточные ветры, не способствующие проникновению вод в ВМЧКЗ. Временную изменчивость экстремальных значений солености и темпе- ратуры в ВМЧКЗ в весенний период можно видеть из таблицы. Как и в ос- новной части залива, прогрев вод в ВМЧКЗ начинается с марта и наиболее интенсивно с апреля. Однако в основной части залива в марте Тmin примерно на 3 °С, Тmax на 4 °С выше, чем в ВМЧКЗ. Благодаря интенсивному прогреву мелководного района это различие быстро сокращается и затем меняется в другую сторону, и уже в апреле воды ВМЧКЗ имеют температуру выше, чем в основной части залива (Тmin – на 2,6 °С, Тmax – на 1,2 °С). Рост Тmax продолжается до июля месяца, достигая 28,5 °С; Тmax еще продолжает по- вышаться до августа, достигая 21 °С. Соленость в апреле может понижаться (Smin до 16,0 ‰, Smax до 18,1 ‰). В это же время в основной части залива, величины солености составляют: Smin = 17,3 ‰; Smax = 18,7 ‰. Такое различие для Smin и Smax в основной и ВМЧКЗ может быть связано с поступлением в этот период в ВМЧКЗ пре- сных вод, за счет осадков и таяния снега. В последующие месяцы наблюда- ется увеличение Smax за счет испарения, достигающее наибольшего значения 21,6 ‰ в июле. В мае в залив еще мало поступает распресненных вод, кото- рые могли бы проникнуть в ВМЧКЗ (чему препятствует значительное уве- личение вероятностей северных и северо-восточных ветров), поэтому Smin возрастает из-за испарения до 17,8 ‰. Однако в последующие месяцы в июне – июле Smin уменьшается (до 17,7 и 15,5 ‰ соответственно), что связа- но с более интенсивным поступлением в залив все больших масс распре- сненных вод, которые проникают в этот период также и в ВМЧКЗ. В это время этому благоприятствуют ветры западных и юго-западных направле- ний. В июле, в начале летнего гидрологического сезона, достигаются наи- большие максимальные значения солености 21,6 ‰ и температуры 28,5 °С (табл.). В основной части залива в июле наблюдаемые экстремальные зна- чения минимальной и максимальной величин солености (13,5 и 19,0 ‰) и температуры (19,0 и 26,5 °С) ниже, чем в ВМЧКЗ. Пример горизонтальных распределений солености, температуры и условной плотности, при дости- жении ими экстремальных значений летом, приводится на рис.1, по данным гидрологической съемки в ВМЧКЗ 13 – 19 июля 1939 г. На этом рисунке и следующих далее, точками обозначены места соответствующие расположе- нию гидрологических станций. Из рис.1 можно видеть, что соленость, тем- пература и условная плотность вод распределены по площади ВМЧКЗ очень неравномерно. Воды с наименьшими значениями солености находят- ся в местах, более доступных для вод из основной части залива: это пролив между м.Джарылгач и северной оконечностью Бакальской банки (18,2 – 18,6 ‰); центральная часть ВМЧКЗ и восточная окрестность Бакальской 99 Р и с . 1 .Горизонтальные распределе- ния в верхнем слое ВМЧКЗ солено- сти (а), температуры (б) и условной плотности (в) по данным гидрологи- ческой съемки 13 – 19 июля 1939 г. в б а банки и косы (18,4 – 18,8 ‰). Воды с наибольшими соленостями распола- гаются у крайнего восточного побе- режья, у входа в Перекопский залив, достигающие 21,6 ‰, и в самой за- падной части, в Джарылгачской бух- те, достигающие 20,8 ‰. Таким об- разом, соленость в ВМЧКЗ возраста- ет от ее центральной части на запад (от 18,2 до 20,8 ‰) и от Бакальской банки на восток (от 18,2 до 21,6 ‰). Изменчивость температуры по ВМЧКЗ не всегда следует тенденции изменчивости солености (рис.1, б). Наименьшие температуры (22,5 – 24,5 °С) наблюдаются между м.Джа- рылгач и Бакальской косой, а также восточнее Бакальского пролива, в центре ВМЧКЗ. На востоке от Ба- кальской банки температура значи- тельно повышается от 23,5 до 28,5 °С у крайнего восточного побережья, у входа в Перекопский залив. Однако в западной части (в Джарылгачском заливе и Джарылгачской бухте) тем- пература составляет 23,5 – 24,0 °С, то есть не значительно отличается от температуры вод у Бакальской банки и центра ВМЧКЗ. В большей части ВМЧКЗ плот- ность вод σt не высокая, и ее измене- ния не велики (рис.1, в). Восточнее меридиана 33,2° в.д. плотность сос- тавляет 10,6 – 11,5 у.е. Наиболее низ- кая плотность наблюдается у входа в Перекопский залив (10,6 – 11,2 у.е.) и несколько выше (до 11,5 у.е.) в окрестности Бакальской банки. Наи- большие величины и изменчивость плотности вод наблюдаются в Джа- рылгачском заливе и Джарылгач- ской бухте, составляя 11,3 – 13,4 у.е. В июле наблюдаются самые интенсивные и крупномасштабные распре- снения залива, что сказывается на снижении солености и плотности вод ВМЧКЗ. Меньшие по масштабам охвата акватории залива, чем в июле, но еще довольно интенсивные и многоводные распреснения основной части залива, могут наблюдаться в августе и сентябре. Однако в ВМЧКЗ в августе Smin возрастает до 17,1 ‰, Smax уменьшается до 19,36 ‰ (табл.). В сентябре 100 Smin понижается до 15,8 ‰, с октября наблюдается повышение Smin, которое продолжается до весеннего сезона. В основной части залива низкие мини- мальные величины солености 15,4 – 15,8 ‰ регистрируются как в августе, так и в сентябре. Но, как видно из таблицы, в августе распресненные воды очень слабо проникают в ВМЧКЗ (17,1 ‰), а в сентябре их проникновение возрастает и более существенно распресняет воды, до Smin = 15,8 ‰. Рассматривая причины такого явления, вполне оправдано предполо- жить его связь с ветровой ситуацией. Так, в августе уменьшается вероят- ность западных, северо-западных, юго-западных ветров, способствующих проникновению вод в ВМЧКЗ, до 0,94; 7,1; 3,4 %, составлявших в июле 4,3; 14; 6,3 %, и увеличивается вероятность северных и северо-восточных на- правлений до 11 и 14 %, затрудняющих их проникновение, составлявших в июле 4,4 и 5,3 % [7]. В сентябре вероятности северных и северо-восточных ветров понижаются до 8,9 и 9,9 %, в то время как вероятность западных, северо-западных, юго-западных направлений повышаются до 2,9; 8,7; 3,2 % [7]. Что, как видим из таблицы, в точности отражается на проникновении распресненных вод из основной части залива в ВМЧКЗ. В начале осени, в сентябре, горизонтальные распределения S, T, σt в ВМЧКЗ существенно изменяются по сравнению с летними. Хотя макси- мальная соленость еще высокая (19,15 ‰), но местоположение ее переме- щается с мелководных районов (< 5 м) в места с относительно большими глубинами (> 5 м), ближе к Бакальской банке. Это можно видеть из рис.2, где приводятся осенние распределения S, T, σt в ВМЧКЗ и западнее Бакаль- ской банки по гидрологическим измерениям 23 – 24 сентября 1972 г. Тем- пература за счет начавшегося выхолаживания понизилась, особенно в мел- ководных прибрежных частях (до 18,2 °С). В тоже время в более глубоком прибрежном районе основной части залива температура составляла 20,4 °С, т.е. на 2,2 °С выше. Однако в отличие от июльских распределений S, T, σt (рис.1) в сентябре (рис.2) они имеют более равномерный характер по гори- зонтали и разброс значений для разных районов ВМЧКЗ меньше. В середине осени, в октябре, величины солености в ВМЧКЗ еще наблю- даются высокими (19,0 ‰), близкими Smax в сентябре. В ноябре, в результате увеличения осадков, более интенсивного перемешивания вод различных час- тей ВМЧКЗ и поступления вод из основной части залива, наблюдается отно- Р и с . 2 .Горизонтальные распределения в верхнем слое ВМЧКЗ солености (а), температуры (б) и условной плотности (в) по данным гидрологической съемки 23 – 24 сентября 1972 г. а б в 101 сительное выравнивание солености по всей ВМЧКЗ. При этом Smin повышает- ся до 17,6 ‰, Smax понижается до 17,8 ‰. В дальнейшем, до января месяца, благодаря поступлению вод из основной части залива и интенсивному пере- мешиванию их с водами ВМЧКЗ, максимальные величины солености увели- чиваются до значений, близких основной части залива (18,4 – 18,5 ‰). Так же мало изменяется в этот период и минимальная соленость (17,4 – 17,6 ‰). Сравнивая солености вод ВМЧКЗ и основной части залива, замечено, что имеются случаи, когда в ВМЧКЗ воды являются менее солеными, чем в основной части залива (июль 1961 г., май 1962 г., сентябрь 1983 г.). Причи- нами такого явления могут быть: распреснения ранней весной благодаря осадкам и таянию снегов; малый водообмен с основной частью залива, ко- гда рапресненные воды, проникнув в ВМЧКЗ, остаются там практически неизменными в результате изменения ветровой ситуации, препятствующей водообмену; интенсивные дожди летом и осенью и сбросы вод в это время с рисовых полей. Так, весной 21 – 31 мая 1962 г., когда в основной части за- лива соленость имела величины 18,0 – 18,2 ‰, в ВМЧКЗ она составляла 17,8 – 17,9 ‰, а летом 7 – 22 июля 1961 г. 17,3 – 17,6 ‰. Минимальные значения солености вод в ВМЧКЗ изменяются в течение года от существенно распресненных весной и летом (15,4 –16,0 ‰) до про- межуточных, наблюдаемых во все сезоны года (17,1 – 17,6 ‰). Максималь- ные значения солености вод (с января по май) имеют стабильно высокие значения (18,1 – 18,4 ‰). Однако в июне они повышаются еще больше (до 20,37 ‰), а в июле достигают годового максимума (21,6 ‰), в августе по- нижаются до 19,36 ‰, а в сентябре и октябре сохраняют значения 19,0 – 19,15 ‰. В ноябре очень соленых вод не наблюдалось, а регистрировались значения промежуточных по солености вод (17,8 ‰). Исследуя сезонную изменчивость солености в ВМЧКЗ, можно было за- метить, что, несмотря на замкнутость этого района, в нем могут наблюдать- ся существенные распреснения с весны до осени. Поэтому существуют во- просы: насколько часто в течение года, сезона может наблюдаться проник- новение распресненных вод в ВМЧКЗ, и бывают ли здесь распреснения зи- мой; как часто обновляются эти воды полностью или частично; сколько времени они могут находиться в ВМЧКЗ. От ответов на них зависят науч- ные рекомендации по экологии вод, по допустимому объему сбросов в эту часть залива. Кроме некоторых оценок, дать обоснованные ответы на эти вопросы из-за недостатка экспериментальных данных в настоящее время не представляется возможным. В отношении последнего из поставленных во- просов представляют интерес две съемки, выполненные 20 июля и 23 – 27 сентября 1983 г., зарегистрировавшие случаи проникновения в ВМЧКЗ значительно распресненных вод. Летом, в период съемки 15 – 20 июля 1983 г., наблюдался редкий слу- чай распреснения вод залива, с очень низкими значениями солености (13,5 – 16,6 ‰) и плотности (7,4 – 9,4 у.е.), охватившего весь залив, включая и его мелководную восточную часть. В период съемки наиболее распресненные воды присутствовали в центральной части залива (13,5 – 13,6 ‰), наиболее соленые – в западной, у его входа (16,6 ‰). В южной части, у м.Тарханкут, где чаще всего обнаруживаются потоки соленых вод, в верхнем слое 0 – 5 м присутствовали воды с S = 13,7 – 15,7 ‰. 102 В ВМЧКЗ, от Бакальской банки до Перекопского залива, где в это вре- мя года наблюдаются значения солености более 18 ‰, соленость от поверх- ности до дна составляла 15,7 – 16,3 ‰ при плотности 8,6 у.е. (рис.3, а) (от 30-ого до 50-ого км разреза). По вертикали распресненные воды (до 17 ‰) проникли до 17 – 18 м на севере основной части залива и по всей глубине ВМЧКЗ. В основной части залива глубже всего распресненные воды про- никли в ее центре (до 22 – 26 м). А за 3 – 4 дня (в период с 15 по 18 – 19 ию- ля произошло заглубление распресненных вод в центре залива, на участке 18 – 20 км с 20 м до дна (32 м). Процессам распреснения залива способствовала ветровая ситуация, ко- гда преобладающее направление ветра было западным со средней скоро- стью 1,8 м/с. Температура в рассматриваемый период соответствовала лет- ним значениям: в верхнем слое 0 – 5 м по горизонтали от 21 до 26,5 °С, по вертикали от поверхности до дна от 26 до 7 °С. Во всем заливе, кроме вос- точной мелководной части, наблюдалась вертикальная стратификация. Следующая съемка выполнена 23 – 27 сентября 1983 г., немного более чем через два месяца после отмеченного сильного распреснения залива. За период между этими съемками не во все части залива после столь значи- тельного распреснения проникли более соленые воды. В частности, в мел- ководной восточной части залива (рис.3, в) наблюдалась самая низкая в за- ливе соленость вод (15,8 – 16,1 ‰) со слабой вертикальной стратификацией. За указанный период соленость там изменилась всего на 0,1 – 0,2 ‰ (рис.3. а, в), что свидетельствует о ее слабом водообмене с основной частью залива. По вертикали распресненные воды 23 – 27 сентября 1983 г. в основной части залива наблюдались до глубин 5 – 10 м на севере (часто до дна), а в центре до 17 – 21 м. На больших глубинах и до самого дна во всем заливе присутствовали воды промежуточной солености (17,0 – 17,6 ‰), при этом очень соленых вод не обнаруживалось. Температура за прошедшие два месяца снизилась в верхнем слое мел- ководной восточной части до 17,1 – 18,0 °С (рис.3, б, г), а в основной части залива до 18,3 – 19,0 °С. Это также означает, что адвекции тепла в ВМЧКЗ Р и с . 3 .Вертикальные разрезы солености (а, в) и температуры (б, г) вод от се- верного побережья основной части залива к центру ВМЧКЗ, по данным гидроло- гических съемок 19 июля (а, б) и 26 сентября (в, г) 1983 г. S T -10 -5 0 Z м 0 10 20 30 40 50км -10 -5 0 Z м 0 10 20 30 40 50 км -10 -5 0 Z м 0 10 20 30 40 50км -10 -5 0 Z м а б в г а б в г 103 за счет поступлений вод из основной части залива не происходило. Преобладающий ветер в это время имел направления северо – северо- западное и среднюю скорость 3,5 м/с, не способствовавшие интенсивному выносу вод из залива. Рассмотрим подробнее ветровую обстановку с 1 июля по 26 сентября 1983 г., чтобы оценить возможности поступлений в этот период распре- сненных вод в залив. Исследуя данные о скоростях и направлениях ветра в течение июля – сентября 1983 г по ст.Черноморское, можно было определить, что столь значительное распреснение вод залива 15 – 20 июля обусловлено преобладающими ветрами западного, юго-западного, южного направлений со скоростями 1 – 7 м/с действовавшими около 13 суток (7 – 20 июля). В после- дующем (с 22 по 30 июля) этот процесс продолжался при увеличивающихся скоростях ветра (до 8 – 10 м/с). В дальнейшем (с 1 августа по 17 сентября) снизились интенсивность и длительность воздействий ветров благоприят- ных направлений, приводящих к распреснению залива, составившие 4 в на- чале и 6 дней в конце августа с преобладающими скоростями ветра 2 – 4 м/с и 4 дня в сентябре с преобладающими скоростями ветра 2 – 5 м/с. Такие ветры не могли привести к масштабным распреснениям залива, сравнимым с июльским. Но с 23 по 26 сентября (3 суток) наблюдались ветры западного, юго-западного, южного направлений с повышенными скоростями 1 – 7 м/с, кратковременно достигавшими 12 м/с (23 сентября). Однако, в этот период на западе, к входу залива поступали воды более высокой солености (17,3 ‰), чем воды, располагающиеся на востоке основной части и ВМЧКЗ, где соленость в это время составляла 15,7 – 16,3 ‰. То есть соленость по- ступавших вод с запада была выше, находившихся в это время на востоке. Из этого можно заключить, что распресненные воды, проникшие туда 56 суток назад, мало изменили свою соленость (на 0,1 – 0,2 ‰), вследствие малого водообмена между этими частями залива. Из рассмотрения этих последовательных съемок следует, что проис- шедшее распреснение вод залива 15 – 20 июля 1983 г. является редким и наиболее значительным за период наблюдений 1939 – 1992 гг., как по мас- штабу площади распреснения, так и по низким значениям солености вод (13,5 – 16,6 ‰). Распреснение проникло во все районы залива, в том числе и в мелководную восточную часть (S = 15,7 – 16,3 ‰), где в это время, как правило, значения солености превышают 18 ‰, и южнее м.Тарханкут, от- куда обычно вторгаются соленые воды. Около двух месяцев в заливе прак- тически не происходило осолонения, а только горизонтальное и вертикаль- ное перемешивание вод по всей акватории. Это привело к преобладанию распресненных и промежуточных вод (вод, находящихся в зоне перемеши- вания разнородных соленых и распресненных водных масс) до самого дна и к полному исчезновению соленых вод к 23 – 27 сентября 1983 г. Изменение солености вод за 56 суток в разных частях залива было не одинаковым. В основной части залива изменение солености в верхнем слое составляло 0,8 – 2,3 ‰: с 13,5 – 16,6 ‰ (19 сентября) до 15,8 – 17,3 ‰ (26 сентября). Однако, совершенно незначительное изменение солености на 0,1 – 0,2 ‰: с 15,7 – 16,3 ‰ (19 сентября) до 15,8 – 16,1 ‰ (26 сентября) на- блюдалось в восточной мелководной части залива, что фактически свиде- тельствует о ее слабом водообмене с основной частью залива. 104 В то же время, сезонный температурный режим вод во всех частях за- лива не был нарушен, что, в данном случае, также является подтверждением слабого водообмена в этот период между ВМЧКЗ и ее основной частью. Рассмотрим несколько подробней вертикальную термохалинную струк- туру вод в ВМЧКЗ. Зимой (в январе) и в начале весны (в марте) наиболее характерными в ВМЧКЗ являются воды с соленостью 17,4 – 17,8 ‰. При этом наблюдается очень слабая вертикальная и горизонтальная стратифика- ция солености и температуры вод. Примером этого могут служить верти- кальные разрезы солености и температуры от м.Джарылгач на юг, вдоль Бакальской банки (по меридиану 33,15° в.д.) 18 – 21 января (рис.4, а, б) и 19 – 23 марта (рис.4, в, г) 1971 г. Из рис.4 можно видеть, что в периоды съемок в январе и марте на протяжении разрезов регистрировались следующие изме- нения: для солености – по горизонтали до 0,09 ‰ (январь) и 0,13 ‰ (март), по вертикали 0,01 ‰ (январь) и 0,06 ‰(март); для температуры – по горизон- тали до 0,18 °С (январь) и 0,32 °С (март), по вертикали до 0,02 °С (январь) и 0,05 °С (март). Т.е. из зимних и весенних разрезов следует, что стратифика- ция солености и температуры незначительная и практически воды ВМЧКЗ являются квазиоднородными как по горизонтали, так и по вертикали. Осенью термохалинная структура вод в ВМЧКЗ подобна той, что на- блюдается зимой и весной. Квазиоднородные по вертикали воды наблюда- ются по всей ВМЧКЗ. Примером этого может служить вертикальный разрез с севера на юг, вдоль Бакальской банки –23 24 сентября 1972 г. (рис.5, в, г) по меридиану 33,26°. Летом в вертикальной структуре вод происходят, в основном, количе- ственные изменения S и T, в июле они принимают максимальные значения, тем не менее, оставляя вертикальную структуру квазиоднородной. Приме- ром такой структуры может служить вертикальный разрез с севера на юг, вдоль Бакальской банки 13 – 19 июля 1939 г. (рис.5, а, б) по меридиану 33,26°. Как можно видеть из рис.5, вертикальная структура S и T в центре ВМЧКЗ меняется мало. Однако в прибрежной зоне, шириной около 10 км, воды ме- нее однородны и там наблюдается небольшая вертикальная стратификация 10 15 20 км -10 -5 0 Z м 10 15 20 км -10 -5 0 Z м S T 10 20 км -10 -5 0 Z м 10 20 км -10 -5 0 Z м а б в г Р и с . 4 .Вертикальные разрезы солености (а, в) и температуры (б, г) вод с севера на юг, по меридиану 33,15° в.д., от м.Джарылгач на юг, вдоль Бакальской банки в зимний (18 – 21 января 1971 г.) (а, б) и весенний (19 – 29 марта 1971 г.) (в, г) сезоны. а б в г 105 солености и температуры (рис.5, а, б), которая обусловлена более интен- сивным прогревом мелководных районов летом, а осенью – более интен- сивным выхолаживанием. В остальной части ВМЧКЗ в эти сезоны наблю- дается квазиоднородность вод, как по солености, так и по температуре. Зи- мой и весной квазиоднородными по вертикали являются воды всей ВМЧКЗ. По горизонтали к квазиоднородным воды можно отнести в зимний, весен- ний и вторую половину осеннего сезонов. В начале осени еще сохраняется не- большая горизонтальная неоднородность, характеризующаяся изменчивостью в пределах ВМЧКЗ для солености ~ 0,34 ‰, для температуры ~ 1,1 °С (рис.2). Летом, особенно в июле, горизонтальная неоднородность S и T может быть довольно значительной и изменчивость в пределах ВМЧКЗ может достигать для солености 3,3 ‰, для температуры 5 °С (рис.1, а, б). Заметный рост S и T по горизонтали наблюдается: в Джарылгачском заливе, с востока на запад; от Ба- кальской банки на восток, к Перекопскому заливу; а также для S от окраин к центральной части ВМЧКЗ, что можно видеть из рис.1 и 5, а, б. Однако, не- смотря на существенную неоднородность по горизонтали (рис.1, а, б), по вер- тикали, как летом, так и осенью воды являются квазиоднородными (рис.5). Подводя итог, сформулируем основные результаты анализа сезонной и внутри сезонной изменчивости термохалинной структуры вод ВМЧКЗ. Для максимальных значений солености характерно: – в зимний сезон квазипостоянство (~ 18,4 ‰) с января по март; – в начале весеннего сезона, в апреле небольшое понижение максималь- ной солености вод (до 18,1 ‰), связанное с таянием снега и осадками. Затем относительно быстрый рост солености за счет испарения, которая может достигать наибольших величин 21,6 ‰ в конце весны – начале лета, в июле; – понижение Smax с середины лета (августа) и относительная стабиль- ность максимальной солености в течение августа – октября (19,0 – 19,36 ‰); – существенное понижение Smax в ноябре за счет осадков, поступления вод из основной части залива и перемешивания; – дальнейшее поступление вод из основной части залива и интенсивное их перемешивание приводит к январю к выравниванию Smax основной и ВМЧКЗ и квазипостоянству Smax в течение зимы. Т 10 20 30 40 км -5 0 Z м 10 20 30 40км -5 0 Z м а б 0 10 20 30 40 км -5 0 Z м 0 10 20 30 40 км -5 0 Z м S в г Р и с . 5 .Вертикальные разрезы солености (а, в) и температуры (б, г) вод с севе- ра на юг, по меридиану 33,26° в.д., вдоль Бакальской банки в летний (13 – 19 ию- ля 1939 г.) (а, б) и осенний (23 – 24 сентября 1972 г.) (в, г) сезоны. а б в г 106 Для минимальных значений солености наблюдается: – в зимний сезон практическое квазипостоянство, Smin = 17,4 ‰ на уровне солености промежуточных вод; – заметное понижение Smin в начале весны до 16 ‰, связанное с таянием снегов и осадками; – повышение солености в мае за счет поступления в ВМЧКЗ более со- леных вод из основной части залива и увеличивающегося испарения; – рост поступлений распресненных вод с мая по июль приводит к уменьшению величин минимальной солености достигающих наименьшего значения 15,4 ‰ в конце весны – начале лета, в июле; – за счет сезонной перестройки погодных условий в августе, в основном благодаря уменьшению вероятностей западных, северо-западных, юго- западных ветров и увеличению северных и северо-восточных ветров, за- трудняющих поступление из основной части залива в ВМЧКЗ менее соле- ных вод, может происходить повышение Smin до 17,1 ‰; – в сентябре возвращаются погодные условия, способствующие посту- плению распресненных вод из основной части залива в ВМЧКЗ, при этом возможно понижение Smin до 15,8 ‰; – с октября интенсивность распреснения уменьшается, Smin непрерывно повышается, стабилизируясь к середине осени, поддерживая значения 17,3 – 17,6 ‰ до начала зимы. Максимальные значения температуры в зимний сезон достигают наи- меньшего значения в январе (~ 2,7 °С). В марте Tmax повышается до 3,8 °С, что на 4 °С меньше, чем в основной части залива. В последующем происхо- дит прогрев вод, более интенсивный, чем в глубоководном районе, и уже в апреле температура достигает 10,5 °С, что на 1,2 °С выше, чем в основной части залива. Повышение температуры происходит до июля, когда Tmax дос- тигает 28,5 °С. В последующие два месяца (август и сентябрь) Tmax не меня- ется, составляя 25 °С. С середины осени (октябрь) Tmax непрерывно умень- шается, опережая охлаждение основной части, где в ноябре Tmax = 16 °С, а в ВМЧКЗ в это время Tmax = 9,8 °С. Минимальные значения температуры в зимние месяцы, начиная с янва- ря и до марта, понижаются до Tmin ≤ − 1,0 °С. В январе ВМЧКЗ замерзает, что препятствует дальнейшему понижению температуры вод. Весной, в конце марта и особенно в апреле, происходит таяние снегов и льдов, и воды интенсивно прогреваются, достигая в апреле 6,9 °С, что на 2,6 °С превыша- ет минимальную температуру основной части залива. Наиболее интенсив- ный прогрев вод отмечается в мае, как по минимальным, так и по макси- мальным температурам, возрастающим на 7,8 – 8,5 °С. Непрерывное повы- шение минимальных значений температуры продолжается до середины лета и в августе достигает 21 °С. Однако, уже в сентябре температура снижается до 17,5 °С, а в октябре принимает значение 8 °С, сравниваясь с Tmin основ- ной части залива. Далее процесс выхолаживания вод в ВМЧКЗ происходит более интенсивно, чем в глубокой части, и с ноября воды ВМЧКЗ имеют значения Tmin ниже, чем в основной части залива. Кроме указанных особенностей температуры ВМЧКЗ, в ней существен- но проявляется суточный ход, наиболее заметный зимой, когда отрицатель- ные температуры воды ночью (до – 1,0 – 0,8 °С) могут сменяться положи- 107 тельными днем (до + 0,2 – + 0,5 °С), что также связано с мелководностью и слабым водообменом с более глубокими районами. В большей части ВМЧКЗ во все сезоны наблюдается вертикальная ква- зиоднородность вод, как по солености, так и по температуре. А по горизон- тали к квазиоднородным воды можно отнести в зимний, весенний и во вто- рую половину осеннего сезонов. На экспериментальном примере в летне-осенний период получено, что возможны случаи, когда воды ВМЧКЗ не претерпевают существенного взаимодействия с основной частью залива около двух месяцев. Краткие выводы. 1. В ВМЧКЗ наблюдается большая и более интен- сивная, по сравнению с основной частью залива, сезонная и внутрисезонная изменчивость термохалинной структуры. 2. Несмотря на относительную замкнутость ВМЧКЗ, в ней могут на- блюдаться значительные распреснения вод с весны до осени. Существен- ную роль в проникновении в нее распресненных и соленых вод из основной части залива играет ветровой режим. 3. В летне-осенний период возможны такие ветровые условия, когда проникновение вод в ВМЧКЗ не будет наблюдаться около двух месяцев (по имеющимся данным – один случай). 4. Характерной особенностью термохалинной структуры ВМЧКЗ во все сезоны является вертикальная квазиоднородность вод, как по солености, так и по температуре. По горизонтали к квазиоднородным можно отнести воды в зимний, весенний и во вторую половину осеннего сезонов. Выражаю благодарность Н.Н.Запеваловой за работу с банком данных. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Зенкович В.П. Берега Черного и Азовского морей.– М.: ГИГЛ, 1958.– 373 с. 2. Демидов А.Н. Особенности сезонной изменчивости температуры поверхностно- го слоя прибрежных вод северо-западной части Черного моря // Труды ГОИН.– 1988.– 189.– С.78-85. 3. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря.– Л.: Гидрометеоиздат, 1984.– 231 с. 4. Новицкий В.П. Влияние динамики вод на характер распределения океанографи- ческих показателей биологической продуктивности и морских организмов в се- веро-западной части Черного моря // Океанографические исследования в Чер- ном море.– М.: Труды АзчерНИРО.– 1968.– 27.– С.3-17. 5. Большаков В.С. Трансформация речных вод в Черном море.– Киев: Наукова думка, 1970.– 328 с. 6. Пухтяр Л.Д., Ильин Ю.П., Белокопытов В.Н. Сезонная и пространственная из- менчивость термохалинной структуры вод Каркинитского залива // Экологиче- ская безопасность прибрежной и шельфовой зон, и комплексное использование ресурсов шельфа.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003.– вып.8.– С.48-63. 7. Типовые поля ветра и волнения Черного моря / Под ред. Альтмана Э.Н. и Ма- тушевского Г.В.– Севастополь: СО ГОИН, 1987.– 116 с. 8. Отчет отдела контактных методов исследований Морского гидрофизического института НАН Украины о работе за 2004 г.– Севастополь, 2004.– 263 с. Материал поступил в редакцию 21 .06 .2004 г . После доработки 17 .03 .2005 г .

Исследование сезонной изменчивости термохалинной структуры вод восточной мелководной части Каркинитского залива

Institution

Ähnliche Einträge