Распределение взвешенного вещества в Каркинитском заливе по спутниковым данным

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

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: Annete08@mail.ru

Аннотация

Цель. Исследовано пространственно-временно́е распределение взвешенного вещества в акватории Каркинитского залива по спутниковым данным высокого и среднего разрешения.

Методы и результаты. Использованы спутниковые данные MODIS/Aqua, OLI Landsat-8, -9 и MSI Sentinel-2 о яркости восходящего излучения и концентрации взвешенного вещества за 2003–2024 гг. Для анализа ветро-волнового режима проведены статистический анализ ретроспективных расчетов ветра и волнения по данным реанализов ERA-Interim, ERA5 и SWAN-ERA за тот же период и математическое моделирование типовых полей волнения для наиболее волноопасных направлений. Построены карты распределения концентрации взвешенного вещества: среднемноголетняя, для каждого месяца, для преобладающих штормовых ветров и различных ветро-волновых ситуаций. Наиболее низкие значения (до 0,75 мг/л) наблюдаются в западной глубоководной части акватории, восточная часть залива характеризуется более сложной структурой распределения и повышенными (в 2–4 раза) концентрациями взвешенного вещества. В сезонном ходе выделены: теплый период (май – октябрь) с относительно прозрачными водами (0,6–0,9 мг/л); холодный сезон (декабрь – март) с максимальными концентрациями взвешенного вещества (5,4–6 мг/л), а также весенний и осенний периоды. Доминирующим фактором сезонной изменчивости является штормовое ветро-волновое воздействие. В межгодовой изменчивости прямая связь среднегодовых значений концентрации взвешенного вещества и суммарного индекса мощности шторма не выявлена из-за ограничения спутниковых данных в условиях облачности. Впервые обнаружено, что значимым фактором, влияющим на распределение взвешенного вещества в восточной части залива, служит Малое филлофорное поле (пониженные значения яркости над ним фиксируются на большинстве снимков).

Выводы. Акватория Каркинитского залива характеризуется высокой динамикой и пространственной неоднородностью распределения взвешенного вещества. Ветро-волновой режим определяет сезонный ход концентрации взвеси.

Ключевые слова

взвешенное вещество, спутниковые данные, MODIS-Aqua, Landsat, Каркинитский залив, Черное море, ветро-волновой режим, ретроспективные расчеты, Малое филлофорное поле

Благодарности

Исследование было 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

Алескерова Анна Адиловна, старший научный сотрудник, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат географических наук, SPIN-код: 57962254, ORCID ID: 0000-0003-1451-3440, Web of Science ResearcherID: F-2966-2017, Scopus Author ID: 57021552600, annete08@mail.ru

Харитонова Людмила Викторовна, старший научный сотрудник, Морской гидрофизический институт РАН (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

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

Кубряков Арсений Александрович, заместитель директора по научной работе, ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), доктор физико-математи-ческих наук, SPIN-код: 4371-8879, Scopus Author ID: 37072750100, WoS ResearcherID: F-89212014, 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 ID: 0000-0002-1033-5678, WoS ResearcherID: F-8915-2014, Scopus Author ID: 6602344280, sstanichny@mail.ru

Для цитирования

Распределение взвешенного вещества в Каркинитском заливе по спутниковым данным / А. А. Алескерова [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2025. Т. 41, № 3. С. 447–466. EDN VXMAGI.

Aleskerova, A.A., Kharitonova, L.V., Vasilenko, N.V., Kubryakov, A.A. and Stanichny, S.V., 2026. Distribution of Suspended Matter in Karkinitsky Bay Based on Satellite Data. Physical Oceanography, 33(3), pp. 482-500.

Список литературы

  1. Мильчакова Н. А., Александров В. В. Морские охраняемые акватории и проблемы природопользования в Каркинитском заливе (Черное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. № 4. С. 50–58. EDN VPUHVK. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-4-50-58
  2. Распределение донной растительности в мелководной зоне Каркинитского залива Крымского полуострова / Т. В. Панкеева [и др.] // Юг России: экология, развитие. 2022. Т. 17, № 2. С. 62–75. EDN SDEUVT. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2022-2-62-75
  3. Современное состояние береговой зоны Крыма / под ред. Ю. Н. Горячкина. Севасто-поль : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2015. 252 с.
  4. Руднев В. И. Особенности рельефа дна прибрежной зоны Бакальской косы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. № 4. С. 15–21. EDN YSAXTN. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-4-15-21
  5. Крыленко В. В., Крыленко М. В., Алейников А. А. Исследование подводного рельефа Бакальской банки по данным космических снимков Sentinel-2 // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. № 2. С. 30–39. EDN VYVTKL. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2019-2-30-39
  6. Морские охраняемые акватории Крыма. Научный справочник / под ред. Н. А. Мильча-ковой. Симферополь : Н. Орiанда, 2015. 312 с.
  7. Особливості еволюції вздовжберегової літодинамічної системи «Тендра-Джарилгач» в умовах антропогенного перетворення / О. В. Давидов [и др.] // Науковий вісник Хер-сонського державного університету. Серія: Географічні науки. 2018. № 9. С. 105–114.
  8. Кукушкин А. С. Изменчивость распределения прозрачности вод Каркинитского залива // Морской гидрофизический журнал. 2009. № 2. С. 67–79. EDN VJFPQX.
  9. Распределение взвешенного вещества у западного побережья Крыма при воздействии сильных ветров различных направлений / А. А. Алескерова [и др.] // Исследование Земли из космоса. 2019. № 2. С. 74–88. EDN ZIPMWT. https://doi.org/10.31857/S0205-96142019274-88
  10. Горячкин Ю. Н., Репетин Л. Н. Штормовой ветро-волновой режим у черноморского побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комп-лексное использование ресурсов шельфа. 2009. № 19. С. 56–69. EDN YKTSVR.
  11. Харитонова Л. В., Фомин В. В. Численное моделирование ветрового волнения у западного побережья Крыма // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2011. Вып. 25, т. 1. С. 26–37. EDN WAPUED.
  12. Годин Е. А., Ингеров А. В., Галковская Л. К. Информационная поддержка прибрежных исследований: Каркинитский залив и Бакальская коса // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. № 4. С. 92–100. EDN ELBQTC. https://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-4-92-100
  13. 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
  14. 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
  15. 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, iss. 5. P. 798–805. EDN OHOJIR. https://doi.org/10.1134/S0001437010050164
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. Алескерова А. А., Кубряков А. А., Станичный С. В. Распространение взвешенного вещества под влиянием штормовых ветров у западного побережья Крыма по оптическим данным высокого разрешения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 1. С. 63–71. EDN TQPZJP.
  21. Accumulation and cross-shelf transport of coastal waters by submesoscale cyclones in the Black Sea / А. Kubryakov [et al.] // Remote Sensing. 2023. Vol. 15, iss. 18. 4386. EDN RNRNAH. https://doi.org/10.3390/rs15184386
  22. Кукушкин А. С. Сезонная изменчивость распределения прозрачности вод Каркинитского залива // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25, № 2. С. 181–189. EDN OOEZVV.
  23. Исследование полей концентрации взвеси на северо-западном шельфе Черного моря при взмучивании донных осадков движущимся циклоном / Д. В. Алексеев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2007. № 1. С. 3–20. EDN YOTXED.
  24. Эрозия и седиментация донных осадков в Каркинитском заливе во время шторма 10–11 ноября 2007 г. / Д. В. Алексеев [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2009. № 19. С. 93–105. EDN YKTSXF.
  25. Кушнир В. М. Параметры придонной динамики прибрежной зоны по данным космичес-ких съемок оптическими сканерами // Исследование Земли из космоса. 2013. № 3. С. 13–21. EDN QAXMET. https://doi.org/10.7868/S0205961413030020
  26. Современные методы и средства контроля морской среды / под ред. В. А. Иванова. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. 112 с.
  27. Дыкман В. З., Иванов В. А., Кушнир В. М. Нелинейные волны и турбулентность в при-брежной зоне о. Коса Тузла // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. C. 3–21. EDN TMJXFB.
  28. 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. № 29. С. 5–9. EDN UXWYMX.
  29. Гидрофизические и гидрохимические характеристики морских акваторий у устьев малых рек российского побережья Черного моря / П. О. Завьялов [и др.] // Океанология. 2014. Т. 54, № 3. С. 293–308. EDN SEEDFF. https://doi.org/10.7868/S0030157414030150
  30. Динамические процессы береговой зоны моря / под ред. Р. Д. Косьяна, И. С. Подымова, Н. В. Пыхова. Москва : Научный мир, 2003. 326 с.
  31. Booij N., Ris R. C., Holthuijsen L. H. A third-generation wave model for coastal regions. Model description and validation // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999. Vol. 104, iss. C4. P. 7649–7666. https://doi.org/10.1029/98JC02622
  32. Optical modeling and measurements of a coccolithophore bloom / T. J. Smyth [et al.] // Applied Optics. 2002. Vol. 41, iss. 36. P. 7679–7688. https://doi.org/10.1364/AO.41.007679

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.