Изменение кислородного режима глубоководной части Черного моря за период 1980–2019 годы

А. В. Видничук✉, С. К. Коновалов

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: anna_vidnichuk@mhi-ras.ru

Аннотация

Цель. Оценка изменений кислородного режима глубоководной части Черного моря под действием климатических и антропогенных факторов за последние 40 лет – цель данной работы.

Методы и результаты. Для анализа были использованы экспедиционные данные (за период 2015–2019 гг.), а также массив данных из Банка данных Морского гидрофизического института РАН (за период 1980–2013 гг.). Из массива были отобраны данные для глубоководной части Черного моря (глубины более 200 м). Гидрофизические и гидрохимические параметры подвергались экспертной оценке, из массива были отбракованы данные, включающие случайные ошибки значений. Далее были построены средние профили температуры, солености, концентрации кислорода, процента насыщения вод кислородом, концентрации нитратов в шкале условной плотности (σt). Осреднение проводилось методом обратных расстояний с последующим дополнительным сглаживанием методом низкочастотной фильтрации.

Выводы. На фоне тенденции увеличения температуры верхних слоев водной толщи и снижения интенсивности зимнего конвективного перемешивания наблюдается снижение запаса кислорода во всех слоях аэробной зоны Черного моря. Проведенный анализ данных за период 1980–2019 гг. показал, что на современном этапе в экосистеме глубоководной части Черноморского бассейна произошел «системный» сдвиг, обусловленный совместным действием климатических изменений и антропогенной нагрузки. Снижение степени насыщения вод кислородом по всей толще аэробной зоны показывает, что влияние процесса эвтрофирования Черноморского бассейна является значительным фактором, определяющим динамику кислорода в водах Черного моря.

Ключевые слова

кислородный режим, насыщение вод кислородом, эвтрофикация, холодный промежуточный слой, Черное море

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0555-2021-0004 «Фундаментальные исследования океанологических процессов, определяющих состояние и эволюцию морской среды под влиянием естественных и антропогенных факторов, на основе методов наблюдения и моделирования», а также при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90062.

Для цитирования

Видничук А. В., Коновалов С. К. Изменение кислородного режима глубоководной части Черного моря за период 1980–2019 годы // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 195–206. EDN UMVMXM. doi:10.22449/0233-7584-2021-2-195-206

Vidnichuk, A.V. and Konovalov, S.K., 2021. Changes in the Oxygen Regime in the Deep Part of the Black Sea in 1980–2019. Physical Oceanography, 28(2), pp. 180–190. doi:10.22449/1573-160X-2021-2-180-190

DOI

10.22449/0233-7584-2021-2-195-206

Список литературы

  1. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : МГИ НАН Украины, 2011. 209 с.
  2. О переносе стока малых рек вдольбереговым бароклинным морским течением / В. М. Журбас [и др.] // Океанология. 2011. Т. 51, № 3. С. 440–449.
  3. Eutrophication: A Plausible Cause for Changes in Hydrochemical Structure of the Black Sea Anoxic Layer / S. K. Konovalov [et al.] // Environmental Degradation of the Black Sea: Challenges and Remedies / Eds. S. T. Beşiktepe, Ü. Ünlüata, A. S. Bologa. Dordrecht : Springer, 1999. P. 61–74. (NATO Science Series (2. Environmental Security), Vol. 56)). https://doi.org/10.1007/978-94-011-4568-8_5
  4. Konovalov S. K., Murray J. W. Variations in the chemistry of the Black sea on a time scale of decades (1960–1995) // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 217–243. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00054-9
  5. Yunev O. A., Moncheva S., Carstensen J. Long-term variability of vertical chlorophyll a and nitrate profiles in the open Black Sea: Eutrophication and climate change // Marine Ecology Progress Series. 2005. Vol. 294. P. 95–107. doi:10.3354/meps294095
  6. Юнев О. А. Эвтрофикация и годовая первичная продукция фитопланктона глубоководной части Черного моря // Океанология. 2011. Т. 51, № 4. С. 658–668.
  7. Mikaelyan A. S., Zatsepin A. G., Chasovnikov V. K. Long-term changes in nutrient supply of phytoplankton growth in the Black Sea // Journal of Marine Systems. 2013. Vol. 117–118. P. 53–64. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2013.02.012
  8. Юнев О. А., Коновалов С. К., Великова В. Антропогенная эвтрофикация в пелагической зоне Черного моря: долговременные тренды, механизмы, последствия. М. : ГЕОС, 2019. 164 с. doi:10.34756/GEOS.2019.16.37827
  9. Полонский А. Б., Котолупова А. А. Долгопериодная изменчивость растворенного кислорода и температуры верхнего слоя вод Черного моря // Океанология. 2019. Т. 59, № 1. С. 22–32. https://doi.org/10.31857/S0030-15745922-32
  10. Банк океанографических данных Морского гидрофизического института: информационные ресурсы для поддержки исследований прибрежной зоны Черного моря / А. Х. Халиулин [и др.] // Экологическая безопасность прибрежных и шельфовых зон моря. 2016. Вып. 1. С. 90‒96.
  11. Eremeev V. N., Konovalov S. K., Romanov A. S. The distribution of oxygen and hydrogen sulfide in Black Sea waters during winter-spring period // Physical Oceanography. 1998. Vol. 9. P. 259–272. https://doi.org/10.1007/BF02522712
  12. Eremeev V. N., Konovalov S. K., Romanov A. S. Investigation of the formation of vertical structure of biogenic elements fields in the Black Sea, using the method of spatial isopycnic analysis // Physical Oceanography. 1997. Vol. 8. P. 389–402. https://doi.org/10.1007/BF02523811
  13. Демьянов В. В., Савельева Е. А. Геостатистика: теория и практика / Под ред. Р. В. Арутюняна. М. : Наука, 2010. 327 с.
  14. Безбородов А. А. Связь границы сероводородной зоны с плотностной структурой вод в Черном море // Доклады Академии наук Украинской ССР. Серия Б. 1990. № 12. С. 3–6.
  15. Виноградов М. Е., Налбандов Ю. Р. Влияние изменений плотности воды на распределение физических, химических и биологических характеристик экосистемы пелагиали Черного моря // Океанология. 1990. Т. 30, вып. 5. С. 769–777.
  16. Chemical variability in the Black Sea: implications of continuous vertical profiles that penetrated the oxic/anoxic interface / L. A. Codispoti [et al.] // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1991. Vol. 38, suppl. 2. P. S691–S710. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(10)80004-4
  17. Еремеев В. Н., Коновалов С. К., Романов А. С. Исследование формирования вертикальной структуры полей биогенных элементов в водах Черного моря методом пространственного изопикнического анализа // Морской гидрофизический журнал. 1996. № 6. C. 23–38.
  18. Современное представление о вертикальной гидрохимической структуре редокс-зоны Черного моря / Е. В. Якушев [и др.] // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / Отв. ред. А. Г. Зацепин, М. В. Флинт. М. : Наука, 2002. C. 119–133.
  19. Сапожников В. В., Сапожников М. В. Вертикальное распределение и оценка максимальных концентраций основных биогенных элементов в Черном море // Океанология. 2002. Т. 42, № 6. C. 831–837.
  20. Regime shifts in marine ecosystems: detection, prediction and management / B. deYoung [et al.] // Trends in Ecology and Evolution. 2008. Vol. 23, iss. 7. P. 402–409. https://doi.org/10.1016/ j.tree.2008.03.008

Скачать статью в PDF-формате