Изменчивость толщины перемешанного слоя в Черном море и ее связь с динамикой вод и атмосферным воздействием

А. А. Кубряков1,✉, В. Н. Белокопытов1, А. Г. Зацепин2, С. В. Станичный1, В. Б. Пиотух2

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

✉ e-mail: arskubr@ya.ru

Аннотация

Цель. Исследована пространственно-временная изменчивость толщины верхнего квазиоднородного слоя (ВКС) в различных районах Черного моря и определена ее связь с динамикой вод и атмосферным воздействием за 1985–2017 гг.

Методы и результаты. На основе архива гидрологических данных за 1985–2017 гг, включающего измерения судовых экспедиций, буев Argo и заякоренного буя «Аквалог», определялась сезонная и межгодовая изменчивость толщины ВКС с использованием в качестве критерия разницы плотности (dr = 0,07кг/м3) между поверхностными и глубинными слоями.

Выводы. В январе – марте крупномасштабная и синоптическая динамика значительно влияют на толщину ВКС. Минимальные среднемесячные значения толщины ВКС зимой отмечаются в синоптических циклонических вихрях и в центре моря (20–35 м), максимальные – в синоптических антициклонических вихрях (60–70 м) и умеренные – на периферии бассейна (40–45 м). В зонах опускания пикноклина зафиксированы значения толщины ВКС, превышающие 150 м. При этом за весь период анализа данных измерений (1985–2017 гг.) плотность воды в ВКС не превосходила 1015 кг/м3: этой изопикной ограничивалась глубина слоя перемешивания. Влияние ветрового воздействия на пространственную и временную изменчивость толщины ВКС было наибольшим в весенний и осенний периоды, когда сезонный термоклин ослаблен, а наименьшим летом, в период максимального солнечного прогрева, и зимой. В последние годы отмечено увеличение толщины ВКС в летний период, связанное с ростом скорости ветра.

Ключевые слова

Черное море, толщина верхнего квазиоднородного слоя, вертикальное перемешивание, течения, вихри, межгодовая изменчивость, ветровое воздействие

Благодарности

Данные получены и обработаны в рамках государственного задания по теме № 0827-2019-0002; исследование межгодовой и сезонной изменчивости ВКС выполнено при поддержке гранта РНФ 19-77-00029, влияние вихрей на толщину ВКС было исследовано при поддержке гранта РФФИ 17-05-00034, анализ влияния ветра на изменчивость ВКС выполнен при поддержке гранта РФФИ 17-05-41102 РГО_а.

Для цитирования

Изменчивость толщины перемешанного слоя в Черном море и ее связь с динамикой вод и атмосферным воздействием / А. А. Кубряков [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 449–468. EDN AIEJPU. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-449-468

Kubryakov, A.A., Belokopytov, V.N., Zatsepin, A.G., Stanichny, S.V. and Piotukh, V.B., 2019. The Black Sea Mixed Layer Depth Variability and Its Relation to the Basin Dynamics and Atmospheric Forcing. Physical Oceanography, 26(5), pp. 397-413. doi:10.22449/1573-160X-2019-5-397-413

DOI

10.22449/0233-7584-2019-5-449-468

Список литературы

  1. Phenology and drivers of the winter-spring phytoplankton bloom in the open Black Sea: The application of Sverdrup’s hypothesis and its refinements / A. S. Mikaelyan [et al.] // Progress in Oceanography. Vol. 151. P. 163–176. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2016.12.006
  2. Regional climate and patterns of phytoplankton annual succession in the open waters of the Black Sea / A. S. Mikaelyan [et al.] // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2018. Vol. 142. P. 44–57. doi:10.1016/j.dsr.2018.08.001
  3. Финенко З. З., Суслин В. В., Ковалева И. В. Сезонные и многолетние изменения концентрации хлорофилла в Черном море по спутниковым наблюдениям // Океанология. 2014. Т. 54, № 5. С. 635–645. doi:10.7868/S0030157414050062
  4. Ведерников В. И., Демидов А. Б. Вертикальное распределение первичной продукции и хлорофилла в различные сезоны в глубоководных районах Черного моря // Океанология. 1997. Т. 37, № 3. С. 414–423.
  5. Микаэлян А. С., Силкин В. А., Паутова Л. А. Развитие кокколитофорид в Черном море: межгодовые и многолетние изменения // Океанология. 2011. Т. 51, № 1. С. 45–53.
  6. Drivers of phytoplankton blooms in the northeastern Black Sea / V. A. Silkin [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2019. Vol. 138. Р. 274–284. doi:10.1016/j.marpolbul.2018.11.042
  7. Sverdrup H. U. On Conditions for the Vernal Blooming of Phytoplankton. // ICES Journal of Marine Science. 1953. Vol. 18, iss. 3. P. 287–295. https://doi.org/10.1093/icesjms/18.3.287
  8. Влияние поля ветра на циркуляцию вод Черного моря / А. Г. Зацепин [и др.] // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / Отв. ред. А. Г. Зацепин и М. В. Флинт. М. : Наука, 2002. С. 91105.
  9. Korotaev G. K., Saenko O. A., Koblinsky C. J. Satellite altimetry observations of the Black Sea level // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C1. P. 917–933. https://doi.org/10.1029/2000JC900120
  10. Long-term variations of the Black Sea dynamics and their impact on the marine ecosystem / A. A. Kubryakov [et al.] // Journal of Marine Systems. Vol. 163. P. 80–94. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2016.06.006
  11. Латун В. С. Антициклонические вихри в Черном море летом 1984 г. // Морской гидрофизический журнал. 1989. № 3. С. 27–35.
  12. Observations of Black Sea mesoscale eddies and associated horizontal mixing / A. G. Za-tsepin [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C8. 3246. https://doi.org/10.1029/2002JC001390
  13. Thermohaline structure, transport and evolution of the Black Sea eddies from hydrological and satellite data / A. A. Kubryakov [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 44–63. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2018.07.007

Скачать статью в PDF-формате