Пространственно-временная динамика рН и общей щелочности вод Азовского моря в 1950–2020 годах

В. В. Сорокина✉, В. В. Кулыгин

Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону, Россия

✉ e-mail: v.sorok@mail.ru

Аннотация

Цель. Проанализирована пространственно-временная динамика рН и общей щелочности вод Азовского моря в 1950–2020 гг.

Методы и результаты. В результате статистического анализа данных из океанографической базы данных Азовского моря Южного научного центра РАН за 1950–2020 гг. определены средние многолетние значения рассматриваемых параметров в Таганрогском заливе, открытой части Азовского моря и Керченском проливе по сезонам. Впервые показаны долгосрочные изменения рН и общей щелочности вод Азовского моря, а также особенности распределения этих параметров в области влияния речного стока.

Выводы. В Таганрогском заливе установлены две зоны пониженных значений общей щелочности морской воды с соленостью в диапазоне 2–4 и 11–13 ‰. В этих зонах при значительном пересыщении вод карбонатом кальция потенциально возможны процессы образования хемогенного кальцита. Одна зона повышенных значений рН морской воды с соленостью 4–6 ‰ совпадает с районом максимальной продуктивности фитопланктона. Отмечено увеличение рН в летнее и осеннее время, что можно объяснить усилением продуцирования органического вещества на фоне уменьшения солености со второй половины 1970-х гг. и ростом температуры воды в 2000-х гг. Для открытой части моря и Керченского пролива характерна общая тенденция к снижению рН, за исключением периода повышенного речного стока. В Азовском море относительно повышенные значения общей щелочности отмечаются в Таганрогском заливе (особенно в районах с соленостью воды 5–8 ‰), убывая в сторону открытого моря и затем возрастая в направлении Керченского пролива. Средняя величина общей щелочности в Таганрогском заливе имела тенденцию к снижению в маловодные периоды 1972–1978 и 2011–2020 гг. на фоне ее общего увеличения за последние семьдесят лет. Заметный рост средней величины щелочности отмечен в период повышения средней температуры воды в Азовском море в начале ХХI в.

Ключевые слова

рН, общая щелочность, пространственно-временная динамика, Азовское море, Таганрогский залив, Керченский пролив

Благодарности

Публикация подготовлена в рамках реализации ГЗ ЮНЦ РАН, № гр. проекта 123071900007-8; Соглашения № 169-15-2023-002 от 01.03.2023 Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по соглашению № 72-223/ВИПГЗ-23 от 03.04.2023 г. между ИО РАН и ЮНЦ РАН в рамках Консорциума-2. Авторы выражают искреннюю признательность рецензенту за полезные замечания.

Для цитирования

Сорокина В. В., Кулыгин В. В. Пространственно-временная динамика рН и общей щелочности вод Азовского моря в 1950–2020 годах // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 6. С. 821–837. EDN HHCHMO.

Sorokina, V.V. and Kulygin, V.V., 2024. Spatial and Temporal Dynamics of pH and Total Alkalinity of the Sea of Azov Waters in 1950–2020. Physical Oceanography, 31(6), pp. 772-787.

Список литературы

  1. Millero F. J. The Marine Inorganic Carbon Cycle // Chemical Reviews. 2007. Vol. 107, iss. 2. P. 308–341. https://doi.org/10.1021/cr0503557
  2. Cai W.-J., Wang Y. The chemistry, fluxes, and sources of carbon dioxide in the estuarine waters of the Satilla and Altamaha Rivers, Georgia // Limnology and Oceanography. 1998. Vol. 43, iss. 4. P. 657–668. http://doi.org/10.4319/lo.1998.43.4.0657
  3. The CO2 system in the Mediterranean Sea: a basin wide perspective / M. Álvarez [et al.] // Ocean Science. 2014. Vol. 10, iss. 1. P. 69–92. http://doi.org/10.5194/os-10-69-2014
  4. Copin-Montégut C. Alkalinity and carbon budgets in the Mediterranean Sea. // Global Biogeochemical Cycles. 1993. Vol. 7, iss. 4. P. 915–925. http://doi.org/10.1029/93gb01826
  5. Орехова Н. А., Медведев Е. В., Коновалов С. К. Характеристики карбонатной системы вод Севастопольской бухты в 2009 – 2015 гг. // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 3. С. 40–51. EDN WNAFTF. http://doi.org/10.22449/0233-7584-2016-3-40-51
  6. Гидрохимические особенности акватории Карского моря летом 2015 г. / П. Н. Маккавеев [и др.] // Океанология. 2017. Т. 57, № 1, С. 57–66. EDN XSMVWN. http://doi.org/10.7868/soo30157417010087
  7. Relative impacts of global changes and regional watershed changes on the inorganic carbon balance of the Chesapeake Bay / P. St-Laurent [et al.] // Biogeosciences. 2020. Vol. 17, iss. 14. P. 3779–3796. https://doi.org/10.5194/bg-17-3779-2020
  8. Моисеенко О. Г., Коновалов С. К., Козловская О. Н. Внутригодовые и многолетние изменения карбонатной системы аэробной зоны Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 6. С. 42–57. EDN TOERZP.
  9. Сорокина В. В., Кулыгин В. В. База данных гидрохимических показателей Азовского моря: Рh и общая щелочность // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. 2023. Т. 1, № 8. C. 110–115. https://doi.org/10.23885/2500-395Х-2023-1-8-110-115
  10. Бердников С. В., Дашкевич Л. В., Кулыгин В. В. Новое состояние гидрологического режима Азовского моря в ХХI веке // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2022. Т. 503, № 1. С. 65–70. EDN REQBQV. https://doi.org/10.31857/S2686739722030057
  11. Сорокина В. В. Современные проблемы исследования цикла углерода в Азовском море // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Системный анализ и моделирование эконо-мических и экологических систем. 2020. Т. 1, № 5. С. 185–191. EDN BDHTQF. https://doi.org/10.23885/2500-395X-2020-1-5-185-191
  12. Сорокина В. В., Бердников С. В. Математическое моделирование терригенного осадконакопления в Азовском море // Океанология. 2008. Т. 48, № 3. С. 456–466. EDN ILAIQB.
  13. Азовское море: океанография, физическая география, гидробиология (в научных трудах академика Г. Г. Матишова и сотрудников ЮНЦ РАН). Ростов-на-Дону : Изд-во ЮНЦ РАН, 2020. Том II (2018–2020 гг.). 448 с.
  14. Atlas of climatic changes in nine large marine ecosystems of the northern hemisphere (1827–2013). Washington, D.C. : U.S. Government Printing Office, 2014. 131 p. (NOAA Atlas NESDIS ; 78). http://doi.org/10.7289/V5Q52MK5
  15. Матишов Г. Г., Степаньян О. В. НИС «Денеб»: 10 лет морских научных исследований // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 6. С. 548–555. EDN YPUYXZ. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2018-6-548-555
  16. Пространственное распределение и сезонная динамика концентрации хлорофилла «а» в Азовском море по данным спутниковых снимков спектрометра MERIS / В. В. Сапрыгин [и др.] // Океанология. 2018. Т. 58, № 5. С. 751–762. EDN XWVHXF. https://doi.org/10.1134/S0030157418050131
  17. Хрусталев Ю. П. Основные проблемы геохимии седиментогенеза в Азовском море. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1999. 247 с.
  18. Косенко Ю. В., Барабашин Т. О., Баскакова Т. Е. Динамика гидрохимических характеристик Азовского моря в современный период осолонения // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2017. № 3–1. С. 76–82. EDN ZOKXLB. https://doi.org/10.23683/0321-3005-2017-3-1-76-82
  19. Влияние солености воды на развитие придонной гипоксии и уровень первичного продуцирования органического вещества в Таганрогском заливе / Ю. В. Косенко [и др.] // Водные биоресурсы и среда обитания. 2023. Т. 6, № 1. С. 34–47. EDN JIEEVJ. https://doi.org/10.47921/2619-1024_2023_6_1_34
  20. Кондратьев С. И., Медведев Е. В., Коновалов С. К. Величины общей щелочности и рН в водах Черного моря в 2010 – 2011 годах // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 4. С. 36–47. EDN ZMNTUF. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-4-36-47
  21. Goyet C., Bradshaw A. L., Brewer P. G. The Carbonate System in the Black Sea // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1991. Vol. 38, suppl. 2. P. S1049–S1068. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(10)80023-8

Скачать статью в PDF-формате