Изменчивость параметров холодного промежуточного слоя над материковым склоном у берегов Крыма по данным экспедиционных измерений

Ю. В. Артамонов✉, Е. А. Скрипалева, А. В. Федирко

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: artam-ant@yandex.ru

Аннотация

Цель. Цель работы — проанализировать особенности изменчивости характеристик холодного промежуточного слоя (ХПС) над материковым склоном у берегов Крыма за период 2016–2024 гг.

Методы и результаты. В работе использовались данные гидрологических измерений, выполненных в ходе рейсов НИС «Профессор Водяницкий». Температура и соленость морской воды измерялись с помощью CTD-комплексов SBE-911 plus и IDRONAUT OCEAN SEVEN 320 PlusM. На вертикальных профилях по данным 279 станций, расположенных над изобатами 200–1500 м, определялись температура, соленость, плотность в ядре ХПС и глубина его залегания. По данным спутниковых измерений температуры поверхности моря из массива BS HR and UHR SST Analysis CMEMS рассчитывались среднемесячные аномалии температуры относительно климатических норм за указанный период. Выявлено, что в среднем за период измерений температура в ядре ХПС составила 8,42 °С, оно прослеживалось на глубине 91 м и на изопикнической поверхности 14,95 усл. ед., соленость в нем составила 19,3 ЕПС. Показано, что сезонный цикл температуры и солености в ядре холодного промежуточного слоя у берегов Крыма отличается от их сезонного цикла, среднего для всей акватории Черного моря. Установлено, что синоптические изменения параметров ХПС были почти на порядок меньше, чем изменения, обусловленные совместным влиянием синоптической и межгодовой изменчивости. Распределения значений характеристик холодного промежуточного слоя за период 2016–2024 гг. содержат значимые линейные тренды, характеризующие общую тенденцию увеличения глубины залегания ядра ХПС, повышения в нем температуры, солености и плотности. Вклад изменчивости параметров холодного промежуточного слоя, описываемой линейным трендом, в их общую изменчивость достигает 35–47 %. Размах линейного тренда средней по каждому рейсу глубины залегания ядра ХПС составил 38 м, температуры в ядре — 0,88 °C, плотности и солености в нём — 0,97 усл. ед. и 1,36 ЕПС. Периоды повышения и понижения температуры в ядре ХПС по данным экспедиционных измерений качественно согласуются с межгодовыми аномалиями температуры на поверхности моря по спутниковым данным у берегов Крыма и в районах формирования и обновления вод холодного промежуточного слоя (северо-западный шельф, центры Западного и Восточного циклонических круговоротов).

Выводы. Температура ядра ХПС у берегов Крыма в последнее десятилетие была выше 8 °С, поэтому использование этой изотермы в качестве критерия выделения границ этого слоя невозможно. Выявлены два основных периода максимального повышения температуры в ядре холодного промежуточного слоя (2019–2021 и 2023–2024), которое сопровождалось его заглублением и повышением в нем значений солености и плотности.

Ключевые слова

Черное море, континентальный склон, гидрологические измерения, пространственно-временная изменчивость, холодный промежуточный слой, температура поверхности моря, спутниковые измерения

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0014 «Взаимодействие океана и атмосферы». Данные получены в ЦКП «НИС Профессор Водяницкий» ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН».

Для цитирования

Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Федирко А. В. Изменчивость параметров холодного промежуточного слоя над материковым склоном у берегов Крыма по данным экспедиционных измерений // Морской гидрофизический журнал. 2025. Т. 41, № 6. С. 788–806. EDN QKWICT.

Artamonov, Yu.V., Skripaleva, E.A. and Fedirko, A.V., 2025. Variability of Cold Intermediate Layer Parameters over the Continental Slope off the Crimea Coast Based on Expeditionary Measurements. Physical Oceanography, 32(6), pp. 807-825.

Список литературы

  1. Овчинников И. М., Попов Ю. И. Формирование холодного промежуточного слоя в Черном море // Океанология. 1987. Т. 27, № 5. С. 739–746.
  2. Полонский А. Б., Попов Ю. И. Условия формирования вод холодного промежуточного слоя Черного моря // Современные проблемы океанологии. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. Вып. 8. 54 с.
  3. Ivanov L. I., Beşiktepe Ş., Özsoy E. The Black Sea Cold Intermediate Layer // Sensitivity to Change: Black Sea, Baltic Sea and North Sea / Eds. E. Özsoy, A. Mikaelyan. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1997. P. 253–264. (NATO ASI Series, vol. 27). https://doi.org/10.1007/978-94-011-5758-2_20
  4. Tuzhilkin V. S. Thermohaline Structure of the Sea // The Black Sea Environment / Eds. A. G. Kostianoy, A. N. Kosarev. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2008. P. 217–253. (The Handbook of Environmental Chemistry Book Series, vol. 5, part Q). https://doi.org/10.1007/698_5_077
  5. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с. EDN XPERZR.
  6. Staneva J. V., Stanev E. V. Cold Intermediate Water formation in the Black Sea. Analysis on Numerical Model Simulations // Sensitivity to Change: Black Sea, Baltic Sea and North Sea / Eds. E. Özsoy, A. Mikaelyan. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1997. P. 375–393. (NATO ASI Series, vol. 27). https://doi.org/10.1007/978-94-011-5758-2_29
  7. Oguz T., Besiktepe S. Observations on the Rim Current structure, CIW formation and transport in the western Black Sea // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1999. Vol. 46, iss. 10. P. 1733–1753. https://doi.org/10.1016/S0967-0637(99)00028-X
  8. Демышев С. Г., Коротаев Г. К., Кныш В. В. Эволюция холодного промежуточного слоя Черного моря по результатам ассимиляции климатических данных в модели // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 4. С. 3–19. EDN YWOJVR.
  9. Титов В. Б. Зоны формирования и объемы вод холодного промежуточного слоя в Черном море с учетом суровости зим // Метеорология и гидрология. 2006. № 6. С. 62–68. EDN KUHNLN.
  10. 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.
  11. Коротаев Г. К., Кныш В. В., Кубряков А. И. Исследование процессов формирования холодного промежуточного слоя по результатам реанализа гидрофизических полей Черного моря за 1971–1993 гг. // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, № 1. С. 41–56. EDN RTOUVN. https://doi.org/10.7868/S0002351513060102
  12. Akpinar A., Fach B. A., Oguz T. Observing the subsurface thermal signature of the Black Sea cold intermediate layer with Argo profiling floats // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2017. Vol. 124. P. 140–152. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2017.04.002
  13. Formation and changes of the Black Sea cold intermediate layer / S. Miladinova [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 11–23. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2018.07.002
  14. Куклев С. Б., Зацепин А. Г., Подымов О. И. Формирование холодного промежуточного слоя в шельфово-склоновой зоне северо-восточной части Черного моря // Океанологические исследования. 2019. Т. 47, № 3. С. 58–71. EDN YTCWVR. https://doi.org/10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(3).5
  15. Яровая Д. А., Ефимов В. В. Численное моделирование зимнего выхолаживания Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2025. Т. 41, № 1. С. 5–19. EDN DQGQSI.
  16. Пузина О. С., Мизюк А. И. Сезонная и межгодовая изменчивость характеристик холодного промежуточного слоя Чёрного моря в 1993–2012 гг. по результатам ретроспективного анализа // Комплексные исследования морей России: оперативная океанография и экспедиционные исследования. Материалы молодежной научной конференции, г. Cевастополь, 25–29 апреля 2016 г. [Электронный ресурс]. Севастополь : ФГБУН МГИ. С. 183–188. EDN WBHPKT. URL: http://mhi-ras.ru/news/news_201605201055.html (дата обращения: 30.10.2025).
  17. Видничук А. В., Коновалов С. К. Изменение кислородного режима глубоководной части Черного моря за период 1980–2019 годы // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 195–206. EDN UMVMXM. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-2-195-206
  18. Untangling spatial and temporal trends in the variability of the Black Sea Cold Intermediate Layer and mixed Layer Depth using the DIVA detrending procedure / A. Capet [et al.] // Ocean Dynamics. 2014. Vol. 64, iss. 3. P. 315–324. https://doi.org/10.1007/s10236-013-0683-4
  19. 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
  20. 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.
  21. Climate Signals in the Black Sea From a Multidecadal Eddy-Resolving Reanalysis / L. Lima [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2021. Vol. 8. 710973. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.710973
  22. Дорофеев В. Л., Сухих Л. И. Анализ долговременной изменчивости гидродинамических полей в верхнем 200-метровом слое Черного моря на основе результатов реанализа // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 5. С. 617–630. EDN PILFWG.
  23. Белокопытов В. Н., Жук Е. В. Климатическая изменчивость термохалинных характеристик Черного моря (1950–2023 годы) // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 6. С. 838–852. EDN VQXRRU.
  24. Морозов А. Н., Маньковская Е. В. Холодный промежуточный слой Черного моря по данным экспедиционных исследований 2016–2019 годов // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 2. С. 5–16. EDN RALEUS. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-2-5-16
  25. Морозов А. Н., Маньковская Е. В. Пространственные характеристики холодного промежуточного слоя Черного моря летом 2017 года // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 4. С. 436–446. EDN BCSYUB. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-4-436-446
  26. Особенности вертикального распределения суточного хода температуры в различные сезоны в Черном море на основе данных модели NEMO / В. А. Рубакина [и др.] // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2022. Т. 58, № 1. С. 63–78. EDN JHRQVQ. https://doi.org/10.31857/S0002351522010114
  27. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Федирко А. В. Региональные особенности климатической изменчивости поля температуры на поверхности Черного моря // Метеорология и гидрология. 2017. № 2. С. 56–67. EDN XWUADV.
  28. Распространение вод из Керченского пролива в Черное море / А. А. Алескерова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 53–64. EDN YLLPXN. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-6-53-64
  29. Гидрологические условия в западной части Черного моря в ноябре 2015 года (по материалам 81-го рейса НИС «Профессор Водяницкий») / Ю. В. Артамонов [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 4. С. 64–78. EDN WINRDB. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2016-4-64-78
  30. Термохалинная структура вод у берегов Крыма и прилегающей открытой акватории Черного моря летом 2016 г. / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2017. № 3. С. 20–31. EDN ZMZFVL.

Скачать статью в PDF-формате

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.