Пространственные особенности и сезонная изменчивость распределения взвешенного вещества в акватории Азовского моря по спутниковым измерениям

Н. В. Василенко✉, А. А. Алескерова, Л. В. Харитонова, А. А. Кубряков, С. В. Станичный

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: Nadinkot.nk@gmail.com

Аннотация

Цель. Исследована пространственная и сезонная изменчивость концентрации общего взвешенного вещества в Азовском море за многолетний период по оптическим спутниковым данным и оценена ее связь с интенсивностью и продолжительностью ветрового воздействия.

Методы и результаты. Проанализирован массив из более 3000 спутниковых изображений MODIS, Landsat-8 и Sentinel-2 за 2003–2024 гг. и данные реанализа полей ветра NCEP. Проведено картирование средних концентраций взвешенного вещества, полученные поля сопоставлены с типами донных осадков, рельефом дна и гидрометеорологическими условиями. Установлено, что при ветро-волновом взмучивании в поле ВВ фиксируются существенные оптические неоднородности, обусловленные, вероятно, разным гранулометрическим составом донных осадков, а также особенностями рельефа дна. Показано, что максимальные среднемноголетние концентрации взвешенного вещества (до 10 мг/л) отмечаются в районах с мелкодисперсными донными осадками и сложным рельефом дна: в прибрежной зоне Ейского п-ова, у косы Долгой и банки Долгой, Елениной банки. В прибрежной зоне Арабатской стрелки и косы Бирючий остров, кос Обиточной и Бердянской его концентрация достигает 5–6 мг/л. Выявлено, что под воздействием ветра со скоростью более 10 м/с продолжительностью от 1–2 сут мутность вод увеличивается практически по всему региону исследования. Наиболее высокие значения концентрации взвешенного вещества (более 10 мг/л) зафиксированы при ветре скоростью более 14 м/с и продолжительностью свыше 5 сут. В сезонной динамике выявлен максимум в зимний период (7–9 мг/л в январе), минимум – с июня по сентябрь (0–1 мг/л).

Выводы. Пространственное распределение взвешенного вещества в Азовском море определяется литодинамическими факторами (тип донных отложений и рельеф дна) и гидрометеорологическим режимом. Наиболее интенсивное ветровое взмучивание наблюдается в холодный период года, с октября по апрель.

Ключевые слова

Азовское море, концентрация взвешенного вещества, MODIS, взмучивание, спутниковые данные, спутниковые изображения, спутниковые снимки, донные отложения, ветровое перемешивание, Landsat, Sentinel-2

Благодарности

Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ 25-27-00234 «Исследование формирования и перераспределения взвешенного вещества в Азовском море и на западном побережье Крыма».

Информация об авторах

Василенко Надежда Вадимовна, младший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), SPIN-код: 4710-2532, Web of Science ResearcherID: JZT-8108-2024, Scopus Author ID: 57358387000, nadinkot.nk@gmail.com

Алескерова Анна Адиловна, старший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат географических наук, SPIN-код: 5796-2254, ORCID: 0000-0003-1451-3440, Web of Science ResearcherID: F-2966-2017, Scopus Author ID: 57021552600, annete08@mail.ru

Харитонова Людмила Викторовна, старший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат географических наук, SPIN-код: 7274-6248, ResearcherID: Y-17802018, ORCID ID: 0000-0003-0705-0812, l.kharitonova@mhi-ras.ru

Кубряков Арсений Александрович, заместитель директора по научной работе, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), доктор физико-математических наук, SPIN-код: 4371-8879, Scopus Author ID: 37072750100, WoS ResearcherID: F-8921-2014, ORCID ID: 0000-0003-3561-5913, arskubr@yandex.ru

Станичный Сергей Владимирович, старший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат физико-математических наук, SPIN-код: 8146-9454, ORCID: 0000-0002-1033-5678, WoS ResearcherID: F-8915-2014, Scopus Author ID: 6602344280, sstanichny@mail.ru

Для цитирования

Пространственные особенности и сезонная изменчивость распределения взвешенного вещества в акватории Азовского моря по спутниковым измерениям / Н. В. Василенко [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2026. Т. 42, № 2. С. 167–184. EDN VMXEHS.

Vasilenko, N.V., Aleskerova, A.A., Kharitonova, L.V., Kubryakov, A.A. and Stanichny, S.V., 2026. Spatial Features and Seasonal Variability of Suspended Matter Distribution in the Sea of Azov Based on Satellite Measurements. Physical Oceanography, 33(2), pp. 217-233.

Список литературы

  1. Матишов Г. Г. Геоморфологические особенности шельфа Азовского моря // Вестник Южного научного центра РАН. 2006. Т. 2, № 1. С. 44–48. EDN KVYSSX.
  2. Матишов Г. Г., Ковалева Г. В., Польшин В. В. Новые данные о скорости седиментации в Азовском море в позднем голоцене // Доклады академии наук. 2009. Т. 428, № 6. С. 820–823. EDN KWIZRR.
  3. Использование динамического подхода при районировании берегов Азовского моря / А. Е. Цыганкова [и др.] // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. 2020. Т. 1, № 5. С. 207–213. EDN OCQLZA. https://doi.org/10.23885/2500-395X-2020-1-5-207-213
  4. Матишов Г. Г. Сейсмопрофилирование и картирование новейших отложений дна Азовского моря // Вестник Южного научного центра. 2007. Т. 3, № 3. С. 32–40. EDN KWMJOH.
  5. Сорокина В. В., Кулыгин В. В. Долговременная изменчивость относительной прозрачности вод Азовского моря // Океанология. 2013. Т. 53, № 3. С. 324–331. EDN QBRGLN. https://doi.org/10.7868/S003015741303012X
  6. Громов В. В. Водная и прибрежно-водная растительность северного и западного побережья Азовского моря // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2012. Т. 5, № 2. С. 121–137. EDN PEXKCZ.
  7. Косьян Р. Д., Крыленко М. В. Комплексная характеристика современного состояния берегов Азовского моря // Экосистемные исследования Азовского, Черного, Каспийского морей и их побережий. Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 2007. Т. 9. С. 50–67.
  8. Кушнир В. М. Оценка характеристик взвешенных наносов по данным оптических сканеров // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2008. Вып. 16. С. 224–235. EDN YUNNRH.
  9. Азовское море: современные абразионные процессы и проблемы берегозащиты / Г. Г. Матишов [и др.] // Доклады Академии наук. 2016. Т. 471, № 4. С. 483–486. EDN XGWGOX. https://doi.org/10.7868/S086956521634020X
  10. Мониторинг опасных экзогенных процессов в береговой зоне Азовского моря с применением данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий / Г. И. Скрипка [и др.] // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения : сборник научных трудов: посвящается Году экологии в России и 50-летию Института водных проблем РАН, г. Сочи, 02–07 октября 2017 г. Новочеркасск : ООО «Лик», 2017. С. 531–536. EDN ZRZJJT.
  11. Абразионные берега Азовского и Черного морей / А. А. Ермолов [и др.] // Экология. Экономика. Информатика. Серия: геоинформационные технологии и космический мониторинг. 2019. № 4. С. 142–146. EDN QRIEYW. https://doi.org/10.23885/2500-123X-2019-2-4-142-146
  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. Василенко Н. В., Кубряков А. А., Станичный С. В. Характеристики плюма реки Кубань по спутниковым данным // Исследование Земли из космоса. 2024. № 5. С. 3–18. EDN RSKHWN. https://doi.org/10.31857/S0205961424050012
  14. Лужняк О. Л. Развитие фитопланктона Таганрогского залива в весенне-летний период после исключительно теплой зимы 2006/2007 гг. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2011. № 1. С. 67–71. EDN NDWJJD.
  15. Особенности цветения цианобактерий в центральной части Азовского моря по спутниковым данным / Н. В. Василенко [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18, № 5. С. 166–180. EDN PTHWYW. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-5-166-180
  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. Распространение черноморских вод в акватории Азовского моря по спутниковым данным и модели NEMO / Н. В. Василенко [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2023. Т. 39, № 4. С. 528–552. EDN IOEERJ.
  18. Miller R. L., McKee B. A. Using MODIS Terra 250 m imagery to map concentrations of total suspended matter in coastal waters // Remote Sensing of Environment. 2004. Vol. 93, iss. 1–2. P. 259–266. https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.07.012
  19. Retrieval of total suspended matter concentration in the Yellow and East China Seas from MODIS imagery / M. Zhang [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2010. Vol. 114, iss. 2. P. 392–403. https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.09.016
  20. Burenkov V. I., Goldin Y. A., Kravchishina M. D. The distribution of the suspended matter concentration in the Kara Sea in September 2007 based on ship and satellite data // Oceanology. 2010. Vol. 50. P. 798–805. EDN OHOJIR. https://doi.org/10.1134/S0001437010050164
  21. Variability of suspended particulate matter concentration in coastal waters under the Mekong's influence from ocean color (MERIS) remote sensing over the last decade / H. Loisel [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2014. Vol. 150. P. 218–230. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.05.006
  22. CoastColour Round Robin data sets: a database to evaluate the performance of algorithms for the retrieval of water quality parameters in coastal waters / B. Nechad [et al.] // Earth System Science Data. 2015. Vol. 7, iss. 2. P. 319–348. https://doi.org/10.5194/essd-7-319-2015
  23. Региональные алгоритмы оценки концентрации хлорофилла и взвеси в Юго-Восточной Балтике по данным спутниковых сканеров цвета / О. В. Копелевич [и др.] // Океанология. 2016. Т. 56, № 1. С. 51–59. EDN VIOSET. https://doi.org/10.7868/S0030157416010068
  24. Распределение и состав взвешенного осадочного вещества на меридиональных разрезах в Атлантическом океане: прямые определения и спутниковые данные / А. П. Лисицын [и др.] // Доклады Академии наук. 2016. Т. 466, № 2. С. 221–224. EDN VHVKYV. https://doi.org/10.7868/S0869565216020201
  25. Кушнир В. М. Характеристики приповерхностного слоя Азовского моря по данным оптических сканеров системы MODIS // Исследование Земли из космоса. 2009. № 3. С. 35–46. EDN KMLRQN.
  26. Кушнир В. М., Бердников С. В. Взвешенное вещество и хлорофилл-а в Азовском море по данным контактных измерений и космических съемок // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. Вып. 22. С. 103–115. EDN WTBHVJ.
  27. Кушнир В. М., Поважный В. В., Бердников С. В. Минеральная и органическая компоненты взвеси по данным космических съемок и непосредственных измерений в Азовском море и Керченском проливе // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 2. С. 22–31. EDN TEYQZL.
  28. Исследование распространения взвешенных веществ в Азовском море по данным Aqua MODIS и результатам моделирования / Т. Я. Шульга [и др.] // Доклады Академии наук. 2018. Т. 481, № 3. С. 324–328. EDN YMRXQT. https://doi.org/10.31857/S086956520001388-9
  29. Кочергин В. С., Кочергин С. В., Станичный С. В. Вариационная ассимиляция спутниковых данных поверхностной концентрации взвешенного вещества в Азовском море // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17, № 2. С. 40–48. EDN GADTAK. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-2-40-48
  30. Спектральные показатели поглощения света взвешенным веществом и растворенным органическим веществом в Азовском море / Т. Я. Чурилова [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15, № 3. С. 73–83. EDN FBORWC. https://doi.org/10.59887/fpg/ex1p-9vtp-phu8
  31. Шульга Т. Я., Суслин В. В. Исследование эволюции пассивной примеси в поверхностном слое Азовского моря на основе усвоения данных сканера MODIS-Aqua в гидродинамическую модель // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 73–80. EDN YAMPAT. https://doi.org/10.7868/S2073667318030097
  32. Определение концентрации взвешенного вещества в Черном море по данным спутника MODIS / Д. А. Кременчуцкий [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2014. Вып. 29. С. 5–9. EDN UXWYMX.
  33. Пространственно-временная изменчивость цветений цианобактерий на основе их автоматической идентификации по данным MODIS / П. Н. Лишаев [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2022. № 1. С. 38–52. EDN BASIFE. https://doi.org/10.31857/S020596142201002X

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.