Результаты долговременного мониторинга вертикальной термической структуры шельфовых вод на Черноморском гидрофизическом полигоне РАН

А. П. Толстошеев✉, С. В. Мотыжев, Е. Г. Лунев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: tolstosheev@marlin-yug.com

Аннотация

Цель. Географические и климатические особенности прибрежной зоны Южного берега Крыма определяют большую динамическую активность термической структуры вод. Исследования вертикальной изменчивости температуры при отсутствии доминирующего влияния приливов позволяют уточнить структуру и динамику апвеллингов, а также характеристики волн различного происхождения. Обнаружить и зарегистрировать такие труднопрогнозируемые процессы, временные масштабы которых составляют от нескольких минут до нескольких суток, возможно только путем длительных непрерывных наблюдений. Цель данной работы – анализ результатов долговременного мониторинга термических процессов на гидрофизическом полигоне в прибрежной зоне Южного берега Крыма.

Методы и результаты. В декабре 2012 г. на стационарной платформе, расположенной в прибрежной зоне Черного моря в акватории Голубого залива на расстоянии ~450 м от берега, была установлена телеметрическая система оперативного контроля вертикального распределения температуры воды. Глубина в месте установки ~30 м. В термопрофилирующей линии системы использовались датчики температуры с погрешностью не более 0,1 °C. Среднее расстояние между датчиками – 1,5 м. Период профилирования – 60 с. В течение 6,5 лет эксперимента с системой контроля были получены статистически значимые, уникальные по продолжительности ряды данных об изменчивости термических процессов в прибрежном районе моря. К началу апреля 2019 г. общее время продуктивной работы системы составило ~900 сут, было получено более 1300000 профилей температуры. Приводятся оценки сезонного цикла синоптической термической изменчивости по данным 2013 г. Рассматриваются реализации апвеллингов, не связанных с ветровым воздействием.

Выводы. Полученные в многолетнем эксперименте долговременные ряды данных позволяют не только уточнить, но и изменить некоторые из существующих представлений об особенностях эволюции термических процессов в шельфовой зоне Черного моря. Отмечается целесообразность использования системы наблюдений в качестве сегмента постоянно действующей сети прибрежных полигонов гидрофизических измерений в Черном море.

Ключевые слова

прибрежный район, Черное море, термические процессы, вертикальное распределение температуры, термолиния, апвеллинг

Благодарности

Авторы выражают свою признательность рецензентам за ценные замечания и методическую помощь. Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0827-2018-0002 «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений» при финансовой и технической поддержке ООО «Марлин-Юг».

Для цитирования

Толстошеев А. П., Мотыжев С. В., Лунев Е. Г. Результаты долговременного мониторинга вертикальной термической структуры шельфовых вод на Черноморском гидрофизическом полигоне РАН // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 1. С. 75–87. EDN JOHOWF. doi:10.22449/0233-7584-2020-1-75-87

Tolstosheev, A.P., Motyzhev, S.V. and Lunev, E.G., 2020. Results of Long-Term Monitoring of the Shelf Water Vertical Thermal Struture at the Black Sea Hydrophysical Polygon of RAS. Physical Oceanography, 27(1), pp. 69-80. doi:10.22449/1573-160X-2020-1-69-80

DOI

10.22449/0233-7584-2020-1-75-87

Список литературы

  1. Лисиченок А. Д. Интенсивные внутренние волны в Черном море // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : МГИ НАНУ, 2005. Вып. 12. С. 49–59.
  2. Internal wave bore in the shelf zone of the sea / V. Yu. Liapidevskii [et al.] // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2017. Vol. 58, iss. 5. P. 809–818. https://doi.org/10.1134/S0021894417050066
  3. Внутренние волны на шельфе Черного моря в районе Гераклейского полуострова: моделирование и наблюдение / В. А. Иванов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, No 4. С. 322–340. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-322-340
  4. Pritchard M., Weller R. A. Observations of internal bores and waves of elevation on the New England inner continental shelf during summer 2001 // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2005. Vol. 110, iss. C3. C03020. doi:10.1029/2004JC002377
  5. Badiey M., Wan L., Song A. Three-dimensional mapping of evolving internal waves during the Shallow Water 2006 experiment // The Journal of the Acoustical Society of America. 2013. Vol. 134, iss. 1. EL7. P. EL7–EL13. doi:10.1121/1.4804945
  6. Serebryany A. Internal waves on a shelf // Hydroacoustics. 2014. Vol. 17, no. 1. P. 187–198. URL: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-b5a36445-3bb4-4a8e-ad13-d196625518e9/c/Serebryany.pdf (date of access: 15.01.2020).
  7. Observations of nonlinear internal waves at a persistent coastal upwelling front / R. K. Walter [et al.] // Continental Shelf Research. 2016. Vol. 117. P. 100–117. doi:10.1016/j.csr.2016.02.007
  8. Statistics of internal tide bores and internal solitary waves observed on the inner continental shelf off Point Sal, California / J. A. Colosi [et. al.] // Journal of Physical Oceanography. 2018. Vol. 48, No. 1. P. 123–143. doi:10.1175/JPO-D-17-0045.1
  9. Иванов В. А., Серебряный А. Н. Короткопериодные внутренние волны в прибрежной зоне бесприливного моря // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1985. Т. 21, No 6. С. 648–656.
  10. Блатов А. С., Иванов В. А. Гидрология и гидродинамика шельфовой зоны Черного моря (на примере Южного берега Крыма). К. : Наукова думка, 1992. 244 с.
  11. Серебряный А. Н., Иванов В. А. Исследования внутренних волн в Черном море с океанографической платформы МГИ // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013. Т. 6, No 3. С. 34–45.
  12. Исследования внутренних волн и течений в Черном море с платформы Морского гидрофизического института летом 2014 г. / А. Н. Серебряный [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : МГИ РАН, 2014. Вып. 28. С. 62–70.
  13. Наблюдение цикла интенсивного прибрежного апвеллинга и даунвеллинга на гидрофизическом полигоне ИО РАН в Черном море / А. Г. Зацепин [и др.] // Океанология. 2016. Т. 56, No 2. С. 203–214. doi:10.7868/S0030157416020222
  14. Прибрежные апвеллинги в Геленджикском районе Черного моря: связь с ветровым воздействием и течением / К. П. Сильвестрова [и др.] // Океанология. 2017. Т. 57, No 4. С. 521–530. doi:10.7868/S0030157417040013
  15. Очередник В. В., Запевалов А. С. Исследование короткопериодной изменчивости поля температуры на Черноморском гидрофизическом полигоне Института океанологии РАН // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. Вып. 1. С. 44–49. doi:10.22449/2413-5577-2018-1-44-49
  16. A fast and accurate thermistor string / H. van Haren [et. al.] // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2001. Vol. 18, No. 2. P. 256–265. https://doi.org/10.1175/1520-0426(2001)0180256:AFAATS2.0.CO;2
  17. Nam S., Send U. Direct evidence of deep water intrusions onto the continental shelf via surging internal tides // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2011. Vol. 116, iss. C5. C05004. doi:10.1029/2010JC006692

Скачать статью в PDF-формате