Среднемноголетняя сезонная изменчивость прибрежного течения у Южного берега Крыма в 2002–2020 годах

А. С. Кузнецов

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: kuznetsov_as@mhi-ras.ru

Аннотация

Цель. Основной целью настоящей работы является систематизация новых научных знаний о режиме, закономерностях и особенностях сезонной циркуляции вод прибрежной акватории Черного моря в динамически активной зоне у Южного берега Крыма, полученных за последнее десятилетие по данным многолетнего натурного эксперимента.

Методы и результаты. Современные результаты получены при комплексной обработке и анализе натурных данных мониторинга прибрежных течений за 2002–2020 гг. на Черноморском гидрофизическом подспутниковом полигоне Морского гидрофизического института. Инструментальные измерения выполнялись кластером автономных эйлеровых измерителей течений по верифицированной информационной технологии мониторинга со стационарной океанографической платформы в открытом море на удалении 0,5 км от берега. Материалы сформированной многолетней базы данных мониторинга течений прошли метрологический контроль качества измерений и государственную регистрацию. В прибрежной зоне исследованы характеристики вдольберегового течения западо-юго-западного направления при средней за 19 лет скорости потока 8,1 см/с, максимальной в приповерхностном слое. При распространении вихре-волновых колебаний у побережья происходит трансформация эллиптического вида орбитальной циркуляции в систему вдольбереговых возвратно-поступательных колебания вод соответствующих масштабов, коллинеарных с существующим прибрежным течением. Существование бимодального распределения повторяемости направления вдольберегового течения зависит от интенсивности вклада в циркуляцию вод вихре-волновых возмущений. Бимодальная структура течения возникает при значениях модуля орбитальных скоростей возмущения, бóльших модуля скорости вектора мономодального вдольберегового течения.

Выводы. По результатам спектрального анализа систематизирован энергетический вклад разномасштабных колебаний прибрежных вод в изменчивость стационарного вдольберегового течения у м. Кикинеиз. При анализе среднемноголетних частотных спектров распределения плотности кинетической энергии колебаний вод прибрежного экотона статистически достоверно выделены интенсивные сезонные колебания течения годового периода, а также колебания вблизи второй и третьей годовых гармоник. Показано, что крупномасштабная изменчивость квазистационарного прибрежного течения определяется динамикой вод шельфово-склоновой зоны Черного моря, а на меньших масштабах подвержена влиянию локальных ветровых условий.

Ключевые слова

Черное море, инструментальный мониторинг течений, циркуляция прибрежных вод, сезонные колебания, спектр кинетической энергии

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ по теме № 0555-2021-0005 «Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем прибрежных зон Черного и Азовского морей».

Для цитирования

Кузнецов А. С. Среднемноголетняя сезонная изменчивость прибрежного течения у Южного берега Крыма в 2002–2020 годах // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 2. С. 151–164. EDN VKOPIF. doi:10.22449/0233-7584-2022-2-151-164

Kuznetsov, A.S., 2022. Mean Long-Term Seasonal Variability of the Coastal Current at the Crimea Southern Coast in 2002–2020. Physical Oceanography, 29(2), pp. 139-151. doi:10.22449/1573-160X-2022-2-139-151

DOI

10.22449/0233-7584-2022-2-151-164

Список литературы

  1. Оценка уровня антропогенных нагрузок на прибрежные зоны и экотоны Черноморского побережья Украины / В. И. Беляев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2001. № 1. С. 55–63.
  2. Pokazeev K., Sovga E., Chaplina T. Pollution in the Black Sea: Observations about the Ocean’s Pollution. Cham : Springer, 2021. 213 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61895-7
  3. Вопросы теплового и динамического взаимодействия в системе море – атмосфера – суша Черноморского региона / Л. А. Ковешников [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2001. Вып. 3. С. 9–52.
  4. Ostrovskii A. G., Zatsepin A. G. Intense ventilation of the Black Sea pycnocline due to vertical turbulent exchange in the Rim Current area // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2016. Vol. 116. P. 1–13. doi:10.1016/j.dsr.2016.07.011
  5. О влиянии изменчивости течения в глубоководной зоне Черного моря на динамику вод узкого северокавказского шельфа / А. Г. Зацепин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 3. С. 16–25. doi:10.22449/0233-7584-2016-3-16-25
  6. Vertical structure of currents in the upper part of the continental slope of the Black Sea in the Region of Gelendzhik / A. N. Morozov [et al.] // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2017. Vol. 53, iss. 6. P. 632–640. https://doi.org/1134/S0001433817060093
  7. Морозов А. Н. Вертикальная структура сдвигов скорости течения в основном пикноклине Черного моря по данным натурных наблюдений 2016 года // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 6. С. 515–522. doi:10.22449/0233-7584-2018-6-515-522
  8. Серебряный А. Н., Иванов В. А. Исследование внутренних волн в Черном море с океанографической платформы МГИ // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013. Т. 6, № 3. С. 34–45.
  9. Внутренние волны на шельфе Черного моря в районе Гераклейского полуострова: моделирование и наблюдение / В. А. Иванов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 4. С. 322–340. doi:10.22449/0233-7584-2019-4-322-340
  10. Internal Waves Study on a Narrow Steep Shelf of the Black Sea Using the Spatial Antenna of Line Temperature Sensors / A. Serebryany [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering. 2020. Vol. 8, iss. 11. 833. doi:10.3390/jmse8110833
  11. Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. 210 с. URL: http://mhi-ras.ru/assets/files/uroven_chernogo_morja_-_proshloe_nastojashhee_i_budushhee_2006.pdf (дата обращения: 10.03.2022).
  12. Ivanov V. A., Belokopytov V. N. Oceanography of the Black Sea. Sevastopol : ECOSY-Gidrofizika, 2013. 210 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/236853664_Ivanov_VA_Belokopytov_VN_Oceanography_of_the_Black_Sea_National_Academy_of_Sciences_of_Ukraine_Marine_Hydrophysical_Institute_Sevastopol_210_p. (date of access: 10.03.2022).
  13. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря / А. С. Блатов [и др.] ; под ред. Б. А. Нелепо. Л. : Гидрометеоиздат, 1984. 240 с. URL: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/img-417200757.pdf (дата обращения: 11.03.2022).
  14. О внутригодовой изменчивости течений на шельфе Кавказского побережья Черного моря / В. Г. Кривошея [и др.] // Океанология. 1980. Т. 20, № 1. С. 34–36.
  15. Овчинников И. М., Титов В. Б., Кривошея В. Г. Новые данные о временной изменчивости течений по результатам многолетних измерений со стабилизированного буя на шельфе Черного моря // Доклады АН СССР. 1986. Т. 286, № 5. С. 1250–1254.
  16. Овчинников И. М., Титов В. Б. Антициклоническая завихренность течений в прибрежной зоне Черного моря // Доклады АН СССР. 1990. Т. 314, № 5. С. 1236–1239.
  17. Титов В. Б. Статистические характеристики и изменчивость течений на западном шельфе Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 1991. № 2. С. 41–47.
  18. Латун В. С. Структура течений вблизи Южного берега Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. Вып. 3. С. 53–56.
  19. Новые данные о режиме течений на шельфе северо-восточной части Черного моря / В. Г. Кривошея [и др.] // Океанология. 2001. Т. 41, № 3. С. 325–334.
  20. Белокопытов В. Н., Саркисов А. А., Щуров С. В. Течения прибрежной зоны на участке Крымского полуострова от мыса Сарыч до поселка Кацивели // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. Вып. 8. С. 64–68.
  21. Кривошея В. Г., Москаленко Л. В., Титов В. Б. К вопросу о режиме течений на шельфе у Северо-Кавказского побережья Черного моря // Океанология. 2004. Т. 44, № 3. С. 358–363.
  22. Кузнецов А. С., Иванов В. А., Зима В. В. Особенности мезомасштабной динамики вод у Южного побережья Крыма в 2008–2016 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2017. Вып. 1. С. 32–39.
  23. Ivanov V. A., Kuznetsov A. S., Morozov A. N. Monitoring Coastal Water Circulation along the South Coast of Crimea // Doklady Earth Sciences. 2019. Vol. 485, iss. 2. P. 405–408. doi:10.1134/S1028334X19040044
  24. Кузнецов А. С., Зима В. В., Щербаченко С. В. Изменчивость характеристик прибрежного течения у Южного берега Крыма в 2017–2019 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 3. С. 5–16. doi:10.22449/2413-5577-2020-3-5-16
  25. Кузнецов А. С. Структура бимодальности направления прибрежного течения у Южного берега Крыма в 2002–2008 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 4. С. 78–88. doi:10.22449/2413-5577-2020-4-78-88
  26. Мониторинг прибрежной зоны на Черноморском экспериментальном подспутниковом полигоне / Под ред. В. А. Иванова, В. А. Дулова. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. 526 с.
  27. Кузнецов А. С., Иванов В. А., Зима В. В. Особенности динамики течений у Южного берега Крыма и перспективы использования информационной технологии полигонных исследований // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь, 2014. Вып. 28. С. 42–50.
  28. Кузнецов А. С. Система оценки качества векторных данных и возможности антенных измерений течений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. Вып. 1. С. 50–57. doi:10.22449/2413-5577-2018-1-50-57
  29. Seasonal, interannual, and mesoscale variability of the Black Sea upper layer circulation derived from altimeter data / G. Korotaev [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C4. 3122. doi:10.1029/2002JC001508
  30. Серебряный А. Н., Лаврова О. Ю. Антициклонический вихрь на шельфе северо-восточной части Черного моря: совместный анализ космических снимков и данных акустического зондирования толщи моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5, № 2. С. 206–215.
  31. Demyshev S. G., Evstigneeva N. A. Modeling Meso- and Sub-Mesoscale Circulation Along the Eastern Crimean Coast Using Numerical Calculations // Izvestiya, Atmospheric and Ocean Physics. 2016. Vol. 52, iss. 5. P. 560–569. doi:10.1134/S0001433816050042
  32. Иванов В. А., Янковский А. Е. Динамика вод на шельфе Крыма в летний сезон // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 3. С. 38–56.
  33. 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

Скачать статью в PDF-формате