Эволюция холодного промежуточного слоя Черного моря в 2000–2021 годах

Г. К. Коротаев, А. Л. Холод✉

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: antonholod@mail.ru

Аннотация

Цель. Исследовать пространственно-временную эволюцию холодного промежуточного слоя в глубоководной части Черного моря за период 2000–2021 гг. – цель настоящей работы.

Методы и результаты. На основе комплексного использования данных спутниковых измерений температуры морской поверхности, данных измерений буев-профилемеров Argo и двух реанализов, обеспечивающих регулярные трехмерные поля температуры, исследуются процессы формирования холодного промежуточного слоя в Черном море и его временная эволюция в течение 2000–2021 гг. За исследуемый интервал времени выделено четыре периода эволюции. В течение первого периода с 2000 по 2005 гг. холодный промежуточный слой был близок к климатической норме, активно обновлялся зимней конвекцией, занимал всю глубоководную часть моря и сохранял сплошность почти до конца года. Во второй период (2006–2011 гг.) после мощной вентиляции в 2006 г. последовали теплые зимы, что вызвало эрозию холодного промежуточного слоя у южных и восточных берегов, его фрагментацию и сокращение холодозапаса. В течение третьего периода (2012–2016 гг.) холодная зима 2012 г. временно восстановила холодный промежуточный слой, но в последующие теплые годы он стал сезонным, полностью исчезая к концу лета. В четвертый период (2017–2021 гг.) даже после холодной зимы 2017 г. холодный промежуточный слой сместился ближе к поверхности, что ускорило его деградацию, а к 2020 г. слой с температурой ядра меньше 8 °C полностью исчез.

Выводы. За период 2000–2021 гг. классический холодный промежуточный слой Черного моря с температурой ядра ниже 8 °C подвергся значительной деградации, завершившейся его полным исчезновением к 2020 г. Основная причина деградации – региональные климатические изменения, которые характеризуются увеличением частоты теплых зимних периодов и сокращением интенсивности и продолжительности зимней конвекции. Ускорение деградации холодного промежуточного слоя связано с подъемом его ядра к поверхности, уменьшением вертикальной протяженности, нарушением сплошности и усилением горизонтального перемешивания крупномасштабными течениями. Результаты, полученные по данным реанализов, согласуются с натурными наблюдениями и подтверждают тенденцию к утрате холодным промежуточным слоем своей классической идентификации по изотерме 8 °C, что свидетельствует о глубокой перестройке термической структуры Черного моря.

Ключевые слова

холодный промежуточный слой, Черное море, температура, эволюция, вертикальная структура, ретроспективный анализ, численное моделирование, натурные наблюдения

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ФГБУН ФИЦ МГИ FNNN-2024-0012 «Анализ, диагноз и оперативный прогноз состояния гидрофизических и гидрохимических полей морских акваторий на основе математического моделирования с использованием данных дистанционных и контактных методов измерений». Авторы выражают благодарность А. И. Мизюку за предоставленный массив данных реанализа Черного моря, полученный в Морском гидрофизическом институте РАН.

Информация об авторах

Коротаев Геннадий Константинович, научный руководитель ФГБУН ФИЦ МГИ (299011, Россия, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор, SPIN-код: 9861-2241, Scopus Author ID: 7004998153, WoS ResearcherID: K-3408-2017, gkorotaev@gmail.com

Холод Антон Леонидович, научный сотрудник, зав. отделом морских информационных и прогностических систем, лаборатория численного моделирования динамики физических и биогеохимических процессов в морских средах, ФГБУН ФИЦ МГИ (Россия, 299011, г. Севастополь, ул. Капитанская, д. 2), кандидат технических наук, SPIN-код: 3978-3077, Scopus Author ID: 55632951600, WoS ResearcherID: ABA-3482-2020, antonholod@mail.ru

Для цитирования

Коротаев Г. К., Холод А. Л. Эволюция холодного промежуточного слоя Черного моря в 2000–2021 годах // Морской гидрофизический журнал. 2026. Т. 42, № 4. С. 511–535. EDN PNPJDY.

Korotaev, G.K and Kholod, A.L., 2026. Evolution of Cold Intermediate Layer of the Black Sea in 2000–2021. Physical Oceanography, 33(4), pp. 541-564.

Список литературы

  1. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с. EDN XPERZR.
  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. Ostrovskii A. G., Zatsepin A. G. Intense ventilation of the Black Sea pycnocline due to vertical turbulent exchange in the Rim Current area // Deep-Sea Research Part 1: Oceanographic Research Papers. 2016. Vol. 116. P. 1–13. EDN WVZLUZ. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2016.07.011
  4. 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. EDN VLXBEL. https://doi.org/10.1029/2019JC015076
  5. 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.
  6. Climate Signals in the Black Sea From a Multidecadal Eddy-Resolving Reanalysis / L. Lima [et al.] // Frontiers in Marine Science. 2021. Vol. 8. 710973. EDN NSIDIK. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.710973
  7. 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. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2016-1-33-48
  8. 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. https://doi.org/10.7868/S0205961416010073
  9. Staneva J. V., Stanev E. V. Water mass formation in the Black Sea during 1991–1995 // Journal of Marine Systems. 2002. Vol. 32, iss. 1–3. P. 199–218. EDN XNUMNX. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(02)00038-6
  10. 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. EDN ICHYUN. https://doi.org/10.1134/S1028334X24602797
  11. 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.
  12. 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
  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. 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.
  16. Ovchinnikov I. M., Popov Yu. I. Evolution of the Cold Intermediate Layer in the Black Sea. Oceanology. 1987. Vol. 27, iss. 3. P. 555–560.
  17. Korotaev G. K., Saenko O. A., Koblinsky C. J. Satellite altimetry observations of the Black Sea level // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106. iss. C1. P. 917–933. EDN XKTZMP. https://doi.org/10.1029/2000JC900120

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.