Тенденции ускорения климатических изменений термохалинной структуры верхнего слоя Черного моря

Г. К. Коротаев, В. Н. Белокопытов, В. Л. Дорофеев✉, А. И. Мизюк, О. С. Пузина, А. Л. Холод

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: dorofeyev_viktor@mail.ru

Аннотация

Цель. Оценить тенденции изменения термохалинной структуры Черного моря на межгодовых временных масштабах в 2000–2020 гг. на основе трех реанализов, выполненных по разным методикам, и непосредственных наблюдений – цель настоящей работы.

Методы и результаты. Для выполнения исследования используются четыре набора данных. Первый представляет собой массив профилей температуры и солености на регулярной сетке с временной дискретностью 10 сут и пространственным разрешением 10′ × 15′ для периода 2000–2021 гг. на базе 13952 океанографических станций. Второй набор основан на результатах реанализа, выполненного на основе модели циркуляции Черного моря Морского гидрофизического института. В качестве атмосферного воздействия использовались результаты атмосферного реанализа ERA-5. В модели ассимилировались спутниковые данные температуры поверхности моря и альтиметрии. Третий набор данных представляет собой результаты реанализа, полученного на основе региональной конфигурации комплекса NEMO. Атмосферное воздействие также задавалось на основе результатов реанализа ERA-5. Для ассимиляции использовались массивы профилей температуры и солености, данные спутниковых альтиметрических измерений и измерений температуры поверхности моря. В качестве четвертого набора использовался продукт BLKSEA_MULTIYEAR_PHY_007_004 морской службы Copernicus, содержащий реанализ среднесуточных полей для бассейна Черного моря с 01.01.1993 по 30.06.2021 гг. На основе четырех наборов данных проанализированы тенденции изменения температуры и солености в верхнем слое Черного моря.

Выводы. Показано, что в результате роста средней температуры поверхности моря в акватории Черного моря (начиная с 2005 г.) наблюдается тенденция исчезновения холодного промежуточного слоя в его традиционном понимании как подповерхностного слоя с температурой воды ≤ 8°С. Кроме того, наблюдается ускоренное потепление вод моря в пределах основного пикноклина. Халинный режим моря при этом характеризуется переходом от распреснения к осолонению поверхностного слоя в 2012‒2015 гг., связанным с изменением внешнего бюджета пресных вод, и долговременным повышением солености вод в основном пикноклине.

Ключевые слова

ретроспективный анализ, Черное море, температура морской воды, соленость, климатические изменения, термохалинная структура

Благодарности

Подготовка данных наблюдений (массив 1) и климатических профилей выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014, подготовка численных моделей для проведения расчетов выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0012, расчеты реанализов на основе модели МГИ (массив 2) и модели NEMO (массив 3) подготовлены в рамках тем государственных заданий ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2023-0001 и Минобрнауки FMWE-2023-0002 Федеральной программы «Климат» и «Экология».

Для цитирования

Тенденции ускорения климатических изменений термохалинной структуры верхнего слоя Черного моря / Г. К. Коротаев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2025. Т. 41, № 3. С. 264–278. EDN RHIKLY.

Korotaev, G.K., Belokopytov, V.N., Dorofeev, V.L., Mizyuk, A.I., Puzina, O.S. and Kholod, A.L., 2025. Trends in Acceleration of Climate Changes in the Thermohaline Structure of the Black Sea Upper Layer. Physical Oceanography, 32(3), pp. 283-296.

Список литературы

  1. Полонский А. Б., Новикова А. М. Долгопериодная изменчивость характеристик холодного промежуточного слоя в Черном море и ее причины // Метеорология и гидрология. 2020. № 10. С. 29–37. EDN YCSZMV.
  2. Белокопытов В. Н. Межгодовая изменчивость обновления вод холодного промежуточного слоя Черного моря в последние десятилетия // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 5. С. 33–41. EDN TOERWX.
  3. Stanev E. V., Peneva E., Chtirkova B. Climate Change and Regional Ocean Water Mass Disappearance: Case of the Black Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2019. Vol. 124, iss. 7. P. 4803–4819. https://doi.org/10.1029/2019JC015076
  4. Acceleration of Climate Change in the Upper Layer of the Black Sea / G. K. Korotaev [et al.] // Doklady Earth Sciences. 2024. Vol. 518, iss. 1. P. 1550–1555. https://doi.org/10.1134/S1028334X24602797
  5. Григорьев А. В., Иванов В. А., Капустина Н. А. Корреляционная структура термохалинных полей Черного моря в летний сезон // Океанология. 1996. Т. 36, № 3. С. 364–369.
  6. Полонский А. Б., Шокурова И. Г. Статистическая структура крупномасштабных полей температуры и солености в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 2008. № 1. С. 51–65. EDN YORJZR.
  7. Демышев С. Г., Коротаев Г. К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане. Москва : ИВМ РАН, 1992. С. 163–231. EDN ZHFEIP.
  8. The ERA5 global reanalysis / H. Hersbach [et al.] // Quarterly Journal of Royal Meteorological Society. 2020. Vol. 146, iss. 730. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  9. Дорофеев В. Л., Сухих Л. И. Анализ изменчивости гидрофизических полей Черного моря в период 1993 – 2012 годов на основе результатов выполненного реанализа // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 1. С. 33–48. EDN VTPCZH.
  10. Дорофеев В. Л., Коротаев Г. К. Ассимиляция данных спутниковой альтиметрии в вихреразрешающей модели циркуляции Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2004. № 1. С. 52‒68. EDN YXQYNN.
  11. Долгопериодная изменчивость термохалинных характеристик Азовского моря на основе численной вихреразрешающей модели / А. И. Мизюк [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 496–510. EDN XHZXAR. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-496-510
  12. Коротаев Г. К., Лишаев П. Н., Кныш В. В. Восстановление трехмерных полей солености и температуры Черного моря по данным спутниковых альтиметрических измерений // Исследование Земли из космоса. 2016. № 1–2. С. 199–212. EDN VTOVQN. https://doi.org/10.7868/S0205961416010073
  13. Dobricic S., Pinardi N. An oceanographic three-dimensional variational data assimilation scheme // Ocean Modelling. 2008. Vol. 22, iss. 3–4. P. 89–105. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2008.01.004
  14. Assimilating Along-Track Altimetric Observations through Local Hydrostatic Adjustment in a Global Ocean Variational Assimilation System / A. Storto [et al.] // Monthly Weather Review. 2011. Vol. 139, iss. 3. P. 738–754. https://doi.org/10.1175/2010MWR3350.1
  15. The Ocean Reanalyses Intercomparison Project (ORA-IP) / M. A. Balmaseda [et al.] // Journal of Operational Oceanography. 2015. Vol. 8, iss. 1. P. 80–97. https://doi.org/10.1080/1755876X.2015.1022329
  16. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 4. Черное море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. 429 c.

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.