Ветровые условия возникновения апвеллингов в районе Южного берега Крыма

И. Г. Шокурова1, ✉, Т. В. Пластун1, Т. E. Касьяненко1, Р. Р. Станичная1, С. Б. Крашенинникова2, Ю. В. Симонова1

1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

2 Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия

✉ e-mail: igshokurova@mail.ru

Аннотация

Цель. Анализ повторяемости, скорости и продолжительности вдольбереговых ветров, вызывающих экмановский апвеллинг у Южного берега Крыма.

Методы и результаты. Используются 6-часовые данные о компонентах скорости ветра на высоте 10 м атмосферного реанализа ERA5 за 1979–2021 гг. и данные контроля температуры на Черноморском гидрофизическом подспутниковом полигоне Морского гидрофизического института Российской академии наук. Рассматривается повторяемость и скорость юго-западных, западных и северо-западных ветров, благоприятных для развития апвеллинга у Южного берега Крыма. Расчеты по многолетнему ряду данных показали, что сезонная изменчивость повторяемости каждого из этих ветров имеет разный характер, в то время как средняя скорость изменяется одинаково, уменьшаясь от зимы к лету. Летом повторяемость западных и северо-западных ветров увеличивается, а юго-западных – уменьшается. Суммарная повторяемость этих ветров достигает наибольших значений в июне, июле, декабре и январе с максимумом в июне. Наименьшие значения повторяемости отмечаются в августе и октябре. Межгодовые изменения скорости и повторяемости ветров западных направлений приводят к изменениям количества и продолжительности апвеллингов. Получена значимая положительная связь между средней скоростью и повторяемостью этих ветров в июне и количеством апвеллингов, зафиксированных по снижению температуры воды. Коэффициенты корреляции составляют 0,74 и 0,68 соответственно.

Выводы. Ветровые условия для возникновения апвеллингов в районе Южного берега Крыма присутствуют во все месяцы года, но наиболее благоприятные из них наблюдаются в июне, июле, декабре и январе вследствие более высокой повторяемости ветров западных направлений. Высокая скорость ветра является значимым фактором для развития апвеллинга.

Ключевые слова

апвеллинг, направление ветра, повторяемость ветра, температура морской воды, сезонная изменчивость, межгодовая изменчивость, Южный берег Крыма, Черное море

Благодарности

Работа выполнена в рамках тем государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ: FNNN-2021-0002, FNNN-2021-0003, FNNN-2021-0005, а также ФИЦ ИнБЮМ: 0556-2021-0003 (№ 121041400077-1).

Для цитирования

Ветровые условия возникновения апвеллингов в районе Южного берега Крыма / И. Г. Шокурова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 4. С. 435–447. EDN HWSWUX.

Shokurova, I.G., Plastun, T.V., Kasianenko, T.E., Stanichnaya, R.R., Krasheninnikova, S.B. and Simonova, Yu.V., 2023. Winds Favorable for Upwellings near the Southern Coast of Crimea. Physical Oceanography, 30(4), pp. 398-409.

Список литературы

  1. Sur H. İ., Özsoy E., Ünlüata Ü. Boundary current instabilities, upwelling, shelf mixing and eutrophication processes in the Black Sea // Progress in Oceanography. 1994. Vol. 33, iss. 4. P. 249–302. https://doi.org/10.1016/0079-6611(94)90020-5
  2. Plankton response to weakening of the Iberian coastal upwelling / F. F. Pérez [et al.] // Global Change Biology. 2010. Vol. 16, iss. 4. P. 1258–1267. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.02125.x
  3. Chavez F. P., Messié M. A comparison of Eastern Boundary Upwelling Ecosystems // Progress in Oceanography. 2009. Vol. 83, iss. 1–4. P. 80–96. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2009.07.032
  4. Ловенкова Е. А., Полонский А. Б. Климатические характеристики апвеллинга у побережья Крыма и их изменчивость // Метеорология и гидрология. 2005. № 5. С. 44–52.
  5. Тужилкин В. С., Новиков А. А. Климатические проявления апвеллинга в российской прибрежной зоне Черного моря // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2011. № 6. С. 43–53.
  6. 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. doi:10.22449/0233-7584-2020-1-75-87
  7. Станичная Р. Р., Станичный С. В. Апвеллинги Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 4. С. 195–207. doi:10.21046/2070-7401-2021-18-4-195-207
  8. Иванов В. А., Михайлова Э. Н. Апвеллинг в Черном море. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 92 с.
  9. Михайлова Э. Н., Музылёва М. А., Полонский А. Б. Пространственно-временная изменчивость характеристик апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма в 2005–2008 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2009. Вып. 20. С. 160–170.
  10. Полонский А. Б., Музылёва М. А. Современная пространственно-временная изменчивость апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2016. № 4. С. 96–108. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-4-96-108
  11. Куклин А. К., Куклина Н. Я., Шабалина О. А. Температура морской воды в районе океанографической платформы в Кацивели // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2014. Вып. 28. С. 186–194.
  12. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 212 с.
  13. Сильвестрова К. П., Зацепин А. Г., Мысленков С. А. Прибрежные апвеллинги в Геленджикском районе Черного моря: связь с ветровым воздействием и течением // Океанология. 2017. Т. 57, № 4. С. 521–530. https://doi.org/10.7868/S0030157417040013
  14. Примеры подходов к исследованию температурной изменчивости вод шельфа Черного моря при помощи кластера термокос / В. В. Очередник [и др.] // Океанология. 2020. Т. 60, № 2. С. 173–185. doi:10.31857/S0030157420010189
  15. Структура и межгодовая изменчивость характеристик прибрежного черноморского апвеллинга на основе данных спутникового мониторинга / Р. В. Боровская [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2008. № 2. С. 26–36.
  16. 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. doi:10.22449/0233-7584-2019-5-449-468
  17. Synoptic upwelling and cross-shelf transport processes along the Crimean coast of the Black Sea / G. Gawarkiewicz [et al.] // Continental Shelf Research. 1999. Vol. 19, iss. 8. P. 977– 1005. https://doi.org/10.1016/S0278-4343(99)00003-5
  18. Lehmann A., Myrberg K. Upwelling in the Baltic Sea – A review // Journal of Marine Systems. 2008. Vol. 74, Supplement. P. S3–S12. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2008.02.010
  19. Наблюдение цикла интенсивного прибрежного апвеллинга и даунвеллинга на гидрофизическом полигоне ИО РАН в Черном море / А. Г. Зацепин [и др.] // Океанология. 2016. Т. 56, № 2. С. 203–214. doi:10.7868/S0030157416020222
  20. Kämpf J., Chapman P. The Functioning of Coastal Upwelling Systems // Upwelling Systems of the World. A Scientific Journey to the Most Productive Marine Ecosystems. Cham : Springer, 2016. P. 31–65. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42524-5_2
  21. New Insights about Upwelling Trends off the Portuguese Coast: An ERA5 Dataset Analysis / S. Ferreira [et al.] // Journal of Marine Science and Engineering. 2022. Vol. 10, iss. 12. 1849. doi:10.3390/jmse10121849
  22. Sporadic wind-driven upwelling/downwelling and associated cooling/warming along Northwestern Mediterranean coastlines / R. Odic [et al.] // Continental Shelf Research. 2022. Vol. 250. 104843. https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104843
  23. The ERA5 global reanalysis / H. Hersbach [et al.] // Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146, iss. 730. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  24. Black Sea GIS developed in MHI / E. Zhuk [et al.] // Proceedings of SPIE 2016. Vol. 9688. Fourth International Conference on Remote Sensing and Geoinformation of the Environment. (RSCy2016). 96881C. https://doi.org/10.1117/12.2241631
  25. Шокуров М. В., Шокурова И. Г. Завихренность напряжения трения ветра на поверхности Черного моря при различных ветровых режимах // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 13–26. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-13-26
  26. Trenberth K. E., Paolino Jr. D. A. The Northern Hemisphere Sea-Level Pressure Data Set: Trends, Errors and Discontinuities // Monthly Weather Review. 1980. Vol. 108, iss. 7. P. 855–872. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1980)108%3C0855:TNHSLP%3E2.0.CO;2
  27. Шокурова И. Г., Кубряков А. А., Шокуров М. В. Влияние долговременных изменений крупномасштабного поля приземного давления на ветровой режим и завихренность напряжения трения ветра в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 179–194. doi:10.22449/0233-7584-2021-2-179-194

Скачать статью в PDF-формате