Структура поля концентрации окрашенного растворенного органического вещества в Керченском проливе

П. Д. Ломакин✉, А. И. Чепыженко, А. А. Чепыженко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: p_lomakin@mail.ru

Аннотация

Цель. На основе данных серии экспедиций, проведенных в 2001–2014 гг., выявить характерные признаки вертикальной структуры поля концентрации окрашенного растворенного органического вещества (fDOM) в Керченском проливе; выполнить типизацию профилей fDOM(z) и предложить схему районирования рассматриваемого региона по заданному набору качественных признаков; определить особенности статистических характеристик распределения концентрации fDOM на поверхности моря для акваторий с типовой структурой – цель данной работы.

Методы и результаты. Типизация выполнена методом визуальной экспертной оценки кривых вертикального распределения концентрации рассматриваемой величины. В ее основу положена форма профилей fDOM(z). Для выделения границ районов с типовой стратификацией поля содержания fDOM использован анализ структуры термохалинного поля. Выделены три типа вертикальной структуры вод, которые различались формой профиля fDOM(z) и статистическими показателями эмпирического распределения концентрации данного вещества на поверхности моря. Это азовоморский и черноморский типы, свойственные незагрязненным растворенной органикой водам Азовского и Черного морей, и тип структуры, идентифицирующий воды с антропогенной составляющей в поле концентрации анализируемой величины. Данный тип характеризуется особой интрузионной формой профиля fDOM(z). Для каждого из выделенных типов стратификации рассчитаны гистограммы распределения концентрации fDOM на поверхности моря.

Выводы. Выполнена типизация профилей fDOM(z) и предложена схема районирования акватории Керченского пролива по заданному набору предварительно выявленных качественных признаков. Определены границы районов с типовой стратификацией и их смещения. Показано, что каждой типовой структуре свойственно собственное статистическое распределение концентрации рассматриваемой величины на поверхности моря.

Ключевые слова

окрашенное растворенное органическое вещество, типы стратификации, районирование, халинный фронт, Керченский пролив

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по темам № 0555-2021-0003 «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений» и № 0555-2021-0005 «Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем прибрежных зон Черного и Азовского морей».

Для цитирования

Ломакин П. Д., Чепыженко А. И., Чепыженко А. А. Структура поля концентрации окрашенного растворенного органического вещества в Керченском проливе // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 5. С. 565–578. EDN WEZJKR. doi:10.22449/0233-7584-2021-5-565-578

Lomakin, P.D., Chepyzhenko, A.I. and Chepyzhenko, A.A., 2021. Structure of the Field of the Colored Dissolved Organic Matter Concentration in the Kerch Strait. Physical Oceanography, 28(5), pp. 525-537. doi:10.22449/1573-160X-2021-5-525-537

DOI

10.22449/0233-7584-2021-5-565-578

Список литературы

  1. Особенности распределения органического вещества в водах Черного моря / А. И. Агатова [и др.] // Система Черного моря. Москва : Научный мир, 2018. С. 146–170. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41513159 (дата обращения: 17.08.2021).
  2. Climatic Atlas of the Sea of Azov 2006 / G. Matishov [et al.]. Washington, D.C. : U.S. Government Printing Office, 2006. 103 p. (NOAA Atlas NESDIS 59). URL: https://www.nodc.noaa.gov/OC5/AZOV2006/start.html (date of access: 17.08.2021).
  3. Optical assessment of colored dissolved organic matter and its related parameters in dynamic coastal water systems / P. Shanmugam [et al.] // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2016. Vol. 175. P. 126–145.
  4. Stedmon C. A., Markager S., Bro R. Tracing dissolved organic matter in aquatic environments using a new approach to fluorescence spectroscopy // Marine Chemistry. 2003. Vol. 82, iss. 3–4. P. 239–254. doi:10.1016/S0304-4203(03)00072-0
  5. High-frequency in situ optical measurements during a storm event: Assessing relationships between dissolved organic matter, sediment concentrations, and hydrologic processes / J. F. Saraceno [et al.] // Journal of Geological Research. 2009. Vol. 114, iss. G4. G00F09. doi:10.1029/2009JG000989
  6. Seeing the light: The effects of particles, dissolved materials, and temperature on in situ measurements of DOM fluorescence in rivers and streams/ B. D. Downing [et al.] // Limnology and Oceanography: Methods. 2012. Vol. 10. P. 767–775. doi:10.4319/lom.2012.10.767
  7. Ji Z.‐G. Hydrodynamics and Water Quality: Modeling Rivers, Lakes, and Estuaries. Hoboken, USA : John Wiley & Sons Inc., 2018. 612 p. https://doi.org/10.1002/9781119371946
  8. Chepyzhenko A. I., Chepyzhenko A. A. Methods and device for in situ dissolved organic matter (DOM) monitoring in natural waters' environment // Proceedings of SPIE. SPIE, 2017. Vol. 10466 : 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 104663S. doi:10.1117/12.2287797
  9. Пугач С. П., Пипко И. И. Динамика растворенного окрашенного органического вещества на шельфе Восточно-Сибирского моря // Доклады Академии наук. 2012. T. 447, No 6. С. 671–674. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18448015 (дата обращения: 17.08.2021).
  10. Direct effects of organic pollutants on the growth and gene expression of the Baltic Sea model bacterium Rheinheimera sp. BAL341 / C. M. G. Karksson [et al.] // Microbial Biotechnology. 2019. Vol. 12, iss. 5. P. 892–906. doi:10.1111/1751-7915.13441
  11. Spatial and temporal variability of absorption by dissolved material at a continental shelf / E. Boss [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C5. P. 9499–9507. doi:10.1029/2000JC900008
  12. Fluorescence properties of dissolved organic matter in coastal Mediterranean waters influenced by a municipal sewage effluent (Bay of Marseilles, France) / M. Tedetti [et al.] // Environmental Chemistry. 2012. Vol. 9, iss. 5. P. 438–449. doi:10.1071/EN12081
  13. Федоров К. Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л. : Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
  14. Гидрометеорологические условия морей Украины. Том 1 : Азовское море / Ю. П. Ильин [и др.]. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. 400 с.
  15. Растворенное и взвешенное органическое вещество Черного моря в зимне-весенний период / А. И. Агатова [и др.] // Комплексные океанографические исследования Черного моря. Севастополь : СКТБ МГИ АН УССР, 1989. С. 153–164.
  16. Ломакин П. Д., Панов Д. Б., Спиридонова Е. О. Особенности межгодовых и сезонных вариаций гидрометеорологических условий в районе Керченского пролива за два последних десятилетия // Морской гидрофизический журнал. 2010. No 2. С. 36–48. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23140319 (дата обращения: 17.08.2021).
  17. Ломакин П. Д., Чепыженко А. И., Чепыженко А. А. Поле концентрации общего взвешенного вещества в Керченском проливе на базе оптических наблюдений // Морской гидрофизический журнал. 2017. No 6. C. 65–77. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-65-77
  18. Гидрологические условия и характеристика загрязнения вод Керченского пролива в мае 2005 г. по данным контактных измерений и спутниковых наблюдений / П. Д. Ломакин [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2006. No 4. С. 27–34. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9276507 (дата обращения: 17.08.2021).

Скачать статью в PDF-формате