Ю С Тучковенко - Сезонные особенности термохалинной циркуляции одесского региона северо-западной части черного моря - страница 1

Страницы:
1 

МІНІСТЕРСТВО ЕКОЛОГІЇ ТА ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНА ІНСПЕКЦІЯ ОХОРОНИ ЧОРНОГО МОРЯ МІНЕКОРЕСУРСІВ УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР ЕКОЛОГІЇ МОРЯ МІНЕКОРЕСУРСІВ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ОБЛАСНА РАДА ДЕРЖАВНЕ УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЇ І ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ

В ОДЕСЬКІЙ ОБЛАСТІ

УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

ОДЕСЬКОГО МІСЬКВИКОНКОМУ

ОДЕСЬКА ФІЛІЯ ІНСТИТУТУ БІОЛОГІЇ

ПІВДЕННИХ МОРІВ НАН УКРАЇНИ ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЦЕНТР НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ

І ЕКОНОМІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ЧОРНОГО МОРЯ

Одеса ОЦНТЕІ

2002

ББК26.221.8я46 Е40

УДК 504.42(045)

Друкується за рішенням Редакційно-видавничої Ради при Одеському ЦНТЕІ. Протокол № 9 від 25.10.2002 р.

Екологічні проблеми Чорного моря: 36. Матеріалів до 4-го Міжнар. Симпозіуму, 31 жовтня -1 листопада, 2002 p., Одеса/ Одеськ. центр наук.-техніч. та економіч. інформації; Ред.кол.: Г.Г. Мінічева, Б.М. Кац. -Одеса: ОЦЕГШ, 2002. - 327 с.

Даний збірник є четвертім в серії наукових публікацій матеріалів на щорічному міжнародному симпозіумі. Таким чином у збірнику надані матеріали щодо стану екосистеми Чорного моря присвячені основним підсумкам виконання Стратегічного плану дій по реабілітації і охороні Чорного моря, затвердженого 31 жовтня 1996р., підсумкового документа першого етапу виконання Міжнародної Чорноморської Екологічної Програми ООН. У збірнику надруковані матеріали, які відображають основні розділи Програми, а саме: швидке реагування при надзвичайних ситуаціях, моніторинг забруднення і стандарти якості навколишнього середовища, захист біологічної різноманітності, розробка загальної методології управління прибережною зоною моря, рибальство, освіта і громадська поінформованість в природоохоронній області. В статтях представлені результати наукових досліджень, які раніше не були надруковані. Подані дані, їх інтерпретація і закінчення належать авторам повідомлень і ні в коєму разі не можуть бути приписані членам Організаційного комітету, які склали даний збірник.

Збірник призначень для широкого кола спеціалістів у галузі біології і екології моря, океанографії, техногенної безпеки і охорони природи.

Відповідальні редактори: докт. біол. наук Г.Г. Мінічева канд. хім. наук Б.М. Кац

The Black Sea ecological problems: Collected papers / SCSEIO, Odessa: SCSEIO, 2002.- 327 p.

Present issue is devoted to the main results of Strategic Action Plan for the Rehabilitation and Protection (SAPRP) of the Black Sea (1996-2000) implementation. The SAPRP is a resulting document of the Black Sea Environmental Program (GEF/UN/UNDP) first step. The published materials have been reflected by the main Program sections: emergency response, pollution monitoring and environmental quality standards, protection of biodiversity, integrated coastal zone management, fisheries, environmental education and public awareness. These papers are the results of scientific research haven't been unpublished earlier. The findings, interpretations and conclusions expressed in papers are in own property of the authors and should not attributed in any manner to the members of Organization committee, which prepared this issue. The issue was design for specialists in the field of marine biology and ecology, oceanology, technogenic safety and environmental protection.

Editors in chief: doctor of biology G.G. Minicheva

1502010400 2002

ISBN 966-7635-20-1

ИнБЮМ АН УССР Одесский филиал

БИБЛИОТЕКА

ББ С26.221.8я46

у; к 504.42(045)

-4

© Складач

Одеський державний центр науково-технічної і економічної інформації, 2002.

E

СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОХАЛИННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ОДЕССКОГО РЕГИОНА СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ

2

Ю.С. Тучковенко ', С.А. Доценко   И.Г. Рубан

1 Одесский филиал Института биологии южных морей им. А.О. Ковалевского HAH Украины

2

Одесский государственный экологический университет, Украина

Неоднородность полей температуры и солености воды приводит к возникновению аномалий плотности в толще вод. Результатом этого яв­ляются горизонтальные градиенты плотности и давления, и, следова­тельно, горизонтальные течения, называемые термохалинными.

Основными исходными данными для расчетов послужили поля температуры и солености воды, полученные по результатам съемок ОФ ИнБЮМ акватории Одесского региона в период 1 9 8 8 - 1 9 9 9 гг. Темпера­тура и соленость во время проведения съемок определялись на поверхно­сти и у дна. Для расчетов были отобраны съемки, в которых станции по возможности охватывали большую часть района.

Для оценки в первом приближении термохалинной циркуляции ис­пользовалась диагностическая модель [1] без учета влияния ветра, яв­ляющаяся одним из обобщений классического динамического метода. В качестве расчетной была выбрана сетка с числом узлов 9x10 и шагом, равным 5,5 5 км. Значения температуры и солености воды в узлах сетки определялись путем интерполяции по картам соответствующих полей на поверхности и у дна. Для промежуточных горизонтов значения опреде­лялись либо путем линейной интерполяции (при отсутствии сезонного термоклина), либо заданием типичного вертикального распределения в летний период года. Типичное вертикальное распределение температуры и солености при наличии сезонного термоклина в летний период года формировалось по следующему принципу: глубина ВКС полагалась рав­ной 5 метрам, а сезонный пикноклин соответствовал слою 5-15 м; темпе­ратура и соленость на верхней границе термоклина полагались равными значениям этих характеристик в поверхностном слое, а на нижней грани

249це пикноклина - значениям характеристик в придонном слое в соответ­ствующих точках пространства.

В результате модельных расчетов были получены карты отклоне­ний уровня от невозмущенной поверхности и соответствующие им карты течений в виде векторов на горизонтах 0, 5, 10, 15 и 20 м. В целом, харак­тер пространственного распределения аномалий уровня и возникшей при этом циркуляции вод хорошо согласуется с пространственным распреде­лением температуры и солености воды на поверхности. Изолинии откло­нений уровня, в целом, повторяют положение изохалин и изотерм на го-верхности. Области подъема уровня соответствуют областям с более н>-сокой температурой и пониженной соленостью, т.е. областям вод пони­женной плотности. И, наоборот, области понижения уровня соответст­вуют областям с более плотными водами. Структура течений представ­ляет собой систему циклонических и антициклонических вихрей. Облас­тям пониженного уровня (более плотным водам) соответствует циклони­ческий характер циркуляции (циклонические круговороты), очагам по­вышенного уровня - антициклонический характер (антициклонические круговороты). Диапазон изменчивости модуля скорости течений соси-вил 0-97 см/с. Однако, доминирующие скорости находятся в диапазоне 0­30 см/с. Большие скорости наблюдаются только в зонах резких градиен­тов плотности. Результаты расчетов течений на горизонтах 5, 10, 15 и 20 м свидетельствуют, что при почти полном сохранении структуры образо­вавшейся циркуляции, скорости течений с глубиной заметно уменьша­ются и на 20-ти метровой глубине (на большей части акватории соответ­ствующей или близкой к дну) скорости течений близки к 0. Это соответ­ствует теоретическим представлением о термохалинной циркуляции и подтверждает тот факт, что в образовании термохалинной циркуляции в исследуемом районе определяющую роль играет неоднородность плот­ности поверхностного слоя. С уменьшением аномалий плотности с глу­биной естественно уменьшаются скорости термохалинных течений.

Полученные карты течений позволяют отметить некоторые сезонные особенности в характере термохалинной циркуляции Одесского региона. Наиболее сложные и динамичные ситуации наблюдаются весной. Посіуп-ление в район распресненных вод из Днепровского лимана совместно с ветровой деятельностью создают весьма сложную картину распределения температуры и солености в пространстве. Наиболее часто проникновение распресненных вод происходит вдоль северного берега. В таком случае центральная область района занята водой с повышенной соленостью. В ре­зультате этого в северо-восточной части и у северного берега района воз-

250никает антициклоническая термохалинная циркуляция. В центральной и южной части района в то же время возникает более обширная циклониче­ская циркуляция, в соответствии с нахождением здесь вод повышенной плотности. Локальные возмущения полей температуры и солености под действием ветра, приводят нередко либо к образованию системы вихрей различного знака, либо к смещению в пространстве основных круговоро­тов, но в целом не нарушают вышеозначенную основную картину.

Примером такой ситуации служит картина в мае 1995 г. Образовав­шееся вблизи Одесского залива ядро распресненной и теплой воды привело к образованию здесь небольшого по площади, но мощного антициклониче­ского круговорота и подъему уровня. Максимальная скорость течения при этом достигла 45 см/с при средней скорости около 20 см/с (рис. 1а). Значи­тельное распреснение у северного берега явилось доминирующей причи­ной антициклонического повышения уровня в этом районе. Основной же поток юго-западного направления определился максимальными градиента­ми солености в этой зоне и явился, очевидно, частью обширного циклони­ческого круговорота, выходящего за границы исследуемого района. Летом во всех случаях наблюдается одинаковая картина термохалинной циркуляции, отличающаяся лишь деталями. Главной особенностью явля­ется наличие основного антициклонического круговорота, занимающего практически все пространство акватории. Такой характер циркуляции в этот период связан с особенностями летнего пространственного распре­деления температуры и солености. С сокращением стока в летнее время все пространство акватории до глубины 10-12 м занято хорошо прогре-| той единой водной массой. Вблизи берегов, при этом, чаще всего наблю-| дается вода с несколько меньшей температурой и несколько более высо-Ї кой соленостью. Это результат апвеллинга вод при явлениях сгона. Ино-| гда это проявляется особенно ярко, например, в августе 1998 г. (рис.ів), в ] других случаях менее заметно (рис.1 г). Таким образом, наличие более плотных вод вдоль берегов ведет к образованию здесь небольших цикло-I нических вихрей, а основную территорию занимает единый антицикло­нический круговорот. Скорости течений в летний период, в целом, зна­чительно ниже по сравнению с весенним периодом. Максимальные зна­чения скоростей в различных съемках находились в интервале 11-25 см/с, \1 а средние - 5-6 см/с, так как в этот период на большей части акватории не наблюдается значительных плотностных градиентов. Лишь на границах 1 зон апвеллинга возникают более интенсивные течения.

В конце лета характер термохалинной циркуляции в районе суще­ственно изменяется (рис.ід) Такое изменение основного характера цир-

251

xte    x*    яш    яя    ля    tut шиш    »»    ш» іш

Рис.1. Расчетные отклонения уровенной поверхности (см) и термохалин-ная циркуляция в поверхностном слое в различные сезоны

252куляции в конце лета объяснимо возникновением плотностных контра­стов, вследствие увеличения в это время стока Днепра и поступления в северо-восточную зону района распресненных вод. Возрастают и скоро­сти течений, максимальные до 36 см/с, средние до 15-20 см/с.

В осенний период, с усилением стока Днепра, в районе возникают контрасты плотности, схожие с весенним сезоном. В таком случае подъ­ем уровня у северного берега сопровождается возникновением неболь­ших, но достаточно интенсивных антициклонических вихрей, сосущест­вующих с основным циклоническим круговоротом, занимающим боль­шую часть пространства акватории (рис.1е).

Подводя итог исследованию термохалинной циркуляции Одесского региона путем модельных расчетов, можно сделать вывод о том, что в течение большей части года в районе доминирует циклонический харак­тер термохалинной циркуляции. Главной причиной этого является пре­сный сток Днепра и Ю. Буга, способствующий такому распределению плотности в акватории, при котором чаще всего и возникает основной циклонический термохалинный круговорот. Только в летний сезон в районе преобладает термохалинная циркуляция антициклонического ти­па, что является следствием часто происходящих у берегов апвеллингов и ослабления в этот период речного стока и ветровой деятельности. И хо­тя интенсивность ее ниже, чем циклонической циркуляции весной или осенью, она носит более устойчивый характер.

Литература

1. Методы и результаты расчета циркуляции вод Мирового океана // Под ред. A.C. Саркисяна и Ю.Л. Демина. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 152 с.

253

Страницы:
1 


Похожие статьи

Ю С Тучковенко - Влияние ливневого стока на загрязнение прибрежной зоны г одессы

Ю С Тучковенко - Математическая модель качества водэкосистемы одесского региона северо-западной части черного моря

Ю С Тучковенко - Сезонные особенности термохалинной циркуляции одесского региона северо-западной части черного моря

Ю С Тучковенко - Якість вод екосистем шельфових зон морів в умовах антропогенного впливу

Ю С Тучковенко - К вопросу о реконструкции волноломов для улучшения экологической ситуации в пляжной зоне г одессы