К какому бассейну относится балтийское море: Нужно рассказать о Балтийском море по этому плану: Название моря. К бассейну какого океана

Нужно рассказать о Балтийском море по этому плану:
Название моря.
К бассейну какого океана

1)Балтийское море.
2)Балтийское море относится к бассейну Атлантического океана.
3).Его площадь 415 тыс. кв.км..Для сравнения-Черное море-422 тыс кв.км.,Азовское,только 39 тыс.кв.км.,Каспийское-375 тыс км.кв.,Баренцево-1405 тыс .кв.км.Белое-90 тысяч км.кв.Карское-883 тыс.кв.км.,море Лаптевых-650 тыс кв.км.,Восточно-Сибирское-901 тыс.кв.км.,Чукотское-582 тыс кв.км.,Берингово-2314 тыс кв.км.,Охотское-1590 тыс кв.км. и Японское-978 тыс.кв.км.Это моря,омывающие Россию.
4)Температура воды летом в Финском заливе составляет 15-17 °C, в Ботническом заливе  9-13 °C, в центре моря  14-17 °C. С увеличением глубины температура медленно понижается.Зимой средняя температура воды +6*С.
5)Если смотреть  на очертания моря,видна его расчленённость .Отдельные его части -Катгегат и проливы Малый и Большой Бельт, образуют естественый переход между Балтикой и Северным морем, а на севере и востоке к морю примыкают заливы: Ботнический, Финский и Рижский.
6)Острова Балтийского моря-Муху,Пель,Аланд,Вен,Зеландия,Меркет,Готланд,о,Хайумаа и другие..Полуострова-Самбийский полуостров,Ханко,Кургальский,Скандинавский п-ов.
7)Балтийское море — внутриматериковое море. Его  объем — 21,5 тыс. км³ ,средняя глубина — 51 м, наибольшая глубина — 470 м.Чем глубже,тем температура ниже.
8)Соленость Балтийского моря невелика,у него по солености-разные слои.
Соленость поверхностных вод  7-8 промиле,у дна намного солонее.
9)В Балтийское море впадает около сотни рек-больших и малых,из них-
Неман,Висла,Преголя,Пене,Одер,Леба,Лиелупе,Даугава,Пярну,Нарва,Не-ва,Турне-Эльв и другие.
10)Биологические ресурсы.- сельдь и треска, которые составляют около 90% всей добычи. Кроме того, добываются камбала, лосось. Имеются большие  запасы  ракообразных,а также моллюсков.
11) В Балтийское море сброшено большое количество химических ядовитых отходов.в нём имеется множество затопленных во  время войны кораблей,сбитых самолетов с необезвреженными боеприпасами.,сливаются отработанные воды предприятий,заводов,с одной стороны. А с другой стороны по морю и через него перевозится огромное количество грузов по всему миру. 
12)Балтийское море  покрывается льдом в отдельных местах. . Самый большой ледяной покров достигается в начале марта,неподвижный лед занимает северную часть Ботнического залива, восточную часть Финского.  А  плавучие льды бывают в центре. В суровые зимы толщина  льда достигает 1 м, а плавучих льдов — 40-60 см.Таяние начинается в конце марта,море ежегодно очищается ото льда.
13)В 10 вопросе ответ,можно добавить,что еще вылавливается много рыбы, такой,как семга,салака,шпроты.
14) Экологические проблемы освещены в 11 вопросе.Можно добавить,что из -за стоков в море,в нем стало расти огромное количество водорослей,,нарушающих экосистему моря.Нужны меры по обезвреживанию химических отходов моря.

Бассейн Балтийского моря — Все реки

Реки бассейна Балтийского моря:

 Отдельно выделены реки, относящиеся к подбассейнам крупных озёр:

Реки бассейна Ладожского озера

Реки бассейна Онежского озера 

Реки бассейна озера Ильмень

Реки бассейна Чудско-Псковского озера

Дальняя (Акминге)— река в Славском районе Калининградской области, впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Дейма— река в Калининградской области, правый рукав Преголи.

Западная Двина (Даугава)— река в России, Белоруссии и Латвии.

Веле́са— река в Тверской области, левый приток Западной Двины.

Ка́спля— река в России и Белоруссии, левый приток Западной Двины (Даугавы).

Межа— река в Тверской области, левый приток Западной Двины.

О́бша — река в Смоленской и Тверской областях, левый приток Межи, бассейн Западной Двины.

Торопа — река в Тверской области, правый приток Западной Двины.

Коваши — река в Ленинградской области.

Чёрная (Черновка) — река в Ломоносовском районе Ленинградской области, приток Коваши.

Луга — река в Новгородской и Ленинградской областях.

Вруда — река в Ленинградской области, правый приток Луги.

Оредеж — река в Ленинградской области, правый приток Луги.

Саба — река в Ленинградской области, левый приток Луги.

Матросовка (Гилия) — река в Калининградской области. Левый рукав реки Неман. Впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Нарва (Нарова) — река на границе России и Эстонии.

Плюсса — река в Псковской и Ленинградской областях, правый приток Нарвы.

Люта — река в Псковской области, левый приток Плюссы, бассейн Нарвы.

Россонь — река в Ленинградской области, соединяет реки Луга и Нарва.

Нева — река в Ленинградской области и Санкт-Петербурге.

Описание гидрографической сети притоков, рукавов и каналов Невы.

Мга — река в Ленинградской области, левый приток Невы.

Войтоловка — река в Ленинградской области, левый приток Мги, бассейн Невы.

Охта — река в Ленинградской области и Санкт-Петербурге, бассейн Балтийского моря, самый большой правый приток Невы.

Лу́бья (Лу́ппа) — река в Ленинградской области и Санкт-Петербурге, левый приток Охты.

Оккервиль (Чёрная) — река в Ленинградской области и Санкт-Петербурге, левый приток Охты.

Тосна — река в Ленинградской области, левый приток Невы.  

Саблинка (Скороходка) — река в Ленинградской области, левый приток Тосны.

Утка — ручей в Санкт-Петербурге, правый приток Невы.

Неман — река в Белоруссии, Литве, России.

Шешупе — река в Польше, Литве, России левый приток Немана.

  Шервинта — река в Литве и России, левый приток Шешупе.

Немони́н (Немони́нка, Шалтайк) — река в Калининградской области, впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Головкинский (Тимбер) — канал в Калининградской области, левый приток Немонина.

Ржевка (Ржавка, Лаунке) — река в Калининградской области, левый приток Немонина.

Злая (Арге) — река в Калининградской области, правый приток Ржевки (Ржавки), бассейн Немонина.

Прего́ля — река в Калининградской области, впадает в Калининградский (Вислинский) залив Балтийского моря.

Анграпа (Венгорапа) — река в Польше и Калининградской области России, левый приток Преголи.

Писса (немецкое Pissa) — река в Калининградской области, правый приток Анграпы.

Красная (Роминте) — река в Польше и России, левый приток Писсы, бассейн Анграпы, Преголи.

Гурьевка (Мюлен) — река в Калининградской области, правый приток Преголи.

Инструч (Инстер) — река в Калининградской области, правый приток Преголи.

Лава — река в Польше и России, левый приток Преголи.

Приморская (Гермауер Мюленфлюс) — река в Калининградской области.

Прохладная — река в Калининградской области.

Ко́рневка (Штрадик или Страдык) — река в Польше и Калининградской области России, левый приток Прохладной.

Майская (Пасмар) — река в Калининградской области, правый приток Корневки, бассейн Прохладной.

Разлив (Каркельнфлюс) — река в Славском районе Калининградской области, впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Широкая (Алге) — река в Славском районе Калининградской области, правый приток Разлива.

Рыбная (Лойефлюс) — река в Славском районе Калининградской области,  впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Хлебная (Акел) — река в Славском районе Калининградской области, впадает в Рыбную.

Селезнёвка (Ракколанйоки) — река в Финляндии и Выборгском районе Ленинградской области России.

Бусловка — река в Ленинградской области, правый приток Селезнёвки.

Серьга (Урпаланйоки) — река в Южной Карелии Финляндии и Ленинградской области России.

Сестра (Рая-йоки) — река в Ленинградской области и Курортном районе Санкт-Петербурга.

Систа — река в Ленинградской области.

Товарная (Тава) — река в Калининградской области, рукав Матросовки.  Впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Узкая (Рунгел) — река в Калининградской области. Впадает в Куршский залив Балтийского моря.

Черная — река во Всеволожском районе Ленинградской области и Курортном районе Санкт-Петербурга, впадает в Сестрорецкий Разлив.

Чёрная (Ваммельйоки) — река в Курортном районе Санкт-Петербурга, впадает в Финский залив Балтийского моря.

Гладышевка — река в Выборгском районе Ленинградской области, правый приток Чёрной.

Рощинка — река в Ленинградской области, левый приток реки Чёрной.

Чёрная Речка (Сапаоя) — река в Ломоносовском районе Ленинградской области, впадает в Финский залив.

Чулковка (Кисийоки, Нисайоки) — река в Выборгском районе Ленинградской области.

Характеристика рек Балтийского бассейна — урок. География, 10 класс.

К бассейну Балтийского моря относятся системы Немана, Западной Двины, Западного Буга, Вилии и Ловати.

Бассейн Немана

Северо-западную часть Беларуси занимаетбассейн Немана. По общей длине Неман уступает только Днепру и Западной Двине, но в пределах Беларуси его длина составляет \(459\) км. Площадь водосбора составляет \(35\) тыс. км². Река берёт начало на Минской возвышенности — в Узденском районе — и протекает среди живописных ландшафтов. Бассейн Нёмана охватывает возвышенности Белорусской гряды, поэтому река неоднократно меняет своё направление. Недалеко от Гродно долина реки сужается, и валуны местами образуют пороги. Ширина реки постепенно увеличивается до \(180\) — \(380\) м в нижнем течении. Русло Нёмана извилистое, с большим количеством мелей и перекатов. Река не имеет транспортного значения, но на ней осуществляется строительство ГЭС. Весенне половодье короткое — длится \(1\) — \(1,5\) месяца, а уровень воды редко поднимается на \(2\) — \(4\) м.

Крупнейшие притоки Немана — Западная Березина и Щара. За пределами страны в Неман впадает Вилия. На территории Беларуси она образует отдельный водосбор площадью \(11\) тыс. км².

Бассейн Западной Двины

Северные районы Беларуси охватывает бассейн реки Западная Двина, площадь которого в пределах республики превышает \(33\) тыс. км². Бассейн почти совпадает с границами Белорусского Поозерья. Река берёт начало на Валдайской возвышенности и несёт свои воды в Балтийское море. По общей длине Западная Двина уступает только Днепру. В пределах Беларуси её длина \(328\) м. Она протекает преимущественно по Полоцкой низменности.

Река и особенно её притоки характеризуются быстрым течением. В бассейне Западной Двины расположены многочисленные озёра. Крупнейшие притоки — Оболь, Дрыса, Улла, Дисна.

Долина Западной Двины глубоко врезана. Русло извилистое, с крутыми берегами, перекатами и островами. Средняя ширина реки \(100\) — \(300\) м. Особенности строения долины Западной Двины обусловили самый протяжённый период с ледовыми явлениями и самый высокий подъём уровня воды во время весеннего половодья (\(9\) — \(12\) м). На всём протяжении река судноходна. На ней находятся крупные города Витебск (порт), Полоцк и Новополоцк.

Бассейн Западного Буга

Юго-западные районы страны занимает бассейн Западного Буга. Река берёт начало на Подольской возвышенности, протекает по границе Беларуси и Польши и недалеко от Варшавы впадает в Вислу. В пределах Беларуси длина реки составляет \(154\) км, а площадь бассейна — около \(11\) тыс. км². Пойма низкая, заболоченная. Русло извилистое, шириной \(50\) — \(70\) м. Крупные притоки — Мухавец, Лесная.

На северо-востоке Беларуси расположен небольшой речной бассейн реки Ловать.

Источники:

Брилевский М.Н., Смоляков Г.С. География Беларуси: учеб. пособие для 10-го кл. учреждений общего среднего образования с рус. яз. обучения. — Минск: Нар. асвета, 2012. — 303 с.

К какому океану относится балтийское море — InTurist

Общая информация

Балтийское море соединяется с Северным морем проливами Эресунн (Зунд), большой и малой Бельты, Каттегат и Скагеррак. Омывает берега России, Эстонии, Латвии, Литвы, Польши , Германии, Дании, Швеции, Финляндии.

Морская граница Балтийского моря проходит по южным входам проливов Эресунн, большой и малой Бельты. Площадь 386 тыс. км². Средняя глубина 71 м. Берега Балтийского моря на юге и Ю.-В. преимущественно низменные, песчаные, лагунного типа; со стороны суши — дюны, покрытые лесом, со стороны моря — песчаные и галечные пляжи. На севере берега высокие, скалистые, преимущественно шхерного типа. Береговая линия сильно изрезана, образует многочисленные заливы и бухты.

Наиболее крупные заливы: Ботнический (по физико-географическим условиям является морем), Финский, Рижский, Куршский, Гданьская бухта, Щецинский и др.

Острова Балтийского моря материкового происхождения. Много небольших скалистых островков — шхер, расположенных вдоль северных берегов и сосредоточенных в группах Васийских и Аландских островов. Наиболее крупные острова: Готланд, Борнхольм, Сарема, Муху, Хиума, Эланд, Рюген и др. В Балтийское море впадает большое количество рек, наиболее крупные из которых Нева, Западная Двина, Неман, Висла, Одра и др.

Балтийское море — неглубокое шельфовое море. Преобладают глубины 40—100 м. Наиболее мелководными районами являются проливы Каттегат (средняя глубина 28 м), Эресунн, большая и малая Бельты, восточные части Финского и Ботнического заливов и Рижский залив. Эти участки дна моря имеют выровненный аккумулятивный рельеф и хорошо развитый покров рыхлых отложений. Большая же часть дна Балтийского моря характеризуется сильно расчленённым рельефом, имеются относительно глубокие котловины: Готландская (249 м), Борнхольмская (96 м), в проливе Сёдра-Кваркен (244 м) и наиболее глубокая — Ландсортсъюпет к югу от Стокгольма (459 м). Многочисленны каменные гряды, в центральной части моря прослежены уступы — продолжения кембрийско-ордовикского (от северного берега Эстонии к северной оконечности острова Эланд) и силурийского глинтов, подводные долины, затопленные морем ледниково-аккумулятивные формы рельефа.

Балтийское море занимает депрессию тектонического происхождения, являющуюся структурным элементом Балтийского щита и его склона. Согласно современным представлениям, основные неровности дна моря обусловлены блоковой тектоникой и структурно-денудационными процессами. Последним, в частности, обязаны своим происхождением подводные уступы глинтов. Северная часть дна моря сложена преимущественно докембрийскими породами, перекрытыми прерывистым покровом ледниковых и новейших морских отложений.

В центральной части моря дно сложено породами силура и девона, скрывающимися к югу под толщей ледниковых и морских осадков значительной мощности.

Наличие подводных речных долин и отсутствие под толщей ледниковых отложений морских осадков свидетельствуют о том, что в предледниковое время на месте Балтийского моря была суша. В течение по крайней мере последней ледниковой эпохи впадина Балтийского моря была полностью занята льдом. Только около 13 тыс. лет назад произошло соединение с океаном, и морские воды заполнили впадину; образовалось Иольдиевое море (по моллюску Joldia). Фазе Иольдиевого моря несколько раньше (15 тыс. лет назад) предшествовала фаза Балтийского ледникового озера, ещё не сообщавшегося с морем. Около 9—7,5 тыс. лет назад в результате тектонического поднятия в Центральной Швеции связь Иольдиевого моря с океаном прекратилась, и Балтийское море снова стало озером. Эта фаза развития Балтийского моря известна под названием Анцилового озера (по моллюску Ancylus). Новое опускание суши в районе современных Датских проливов, происшедшее около 7—7,5 тыс. лет назад, и обширная трансгрессия привели к возобновлению связи с океаном и образованию Литоринового моря. Уровень последнего моря был на несколько метров выше современного, а солёность больше. Отложения литориновой трансгрессии широко известны на современном побережье Балтийского моря. Вековое поднятие в северной части бассейна Балтийского моря продолжается и теперь, достигая на севере Ботнического залива 1 м за сто лет и постепенно уменьшаясь к югу.

Климат Балтийского моря морской умеренный, находится под сильным влиянием Атлантического океана. Характеризуется сравнительно небольшими годовыми колебаниями температуры, частыми осадками, довольно равномерно распределяющимися в течение года, и туманами в холодный и переходные сезоны. В течение года преобладают ветры западных направлений, которые связаны с циклонами, приходящими с Атлантического океана. Циклоническая деятельность достигает наибольшей интенсивности в осенне-зимние месяцы. В это время циклоны сопровождаются сильными ветрами, частыми штормами и вызывают большие подъёмы уровня воды у побережья. В летние месяцы циклоны ослабевают и их повторяемость уменьшается. Вторжение антициклонов сопровождается ветрами восточных направлений.

Растянутость Балтийского моря на 12° по меридиану определяет заметные различия климатических условий отдельных его районов. Средняя температура воздуха южной части Балтийского моря: в январе —1,1°С, в июле 17,5°C; средней части: в январе —2,3°С, июле 16,5°C; Финского залива: в январе —5°С, в июле 17°C; северной части Ботнического залива: в январе —10,3°С, в июле 15,6°C. Облачность летом около 60%, зимой более 80%. Среднее годовое количество осадков на севере около 500 мм, на юге свыше 600 мм, а в отдельных районах до 1000 мм. Наибольшее число дней с туманами падает на южную и среднюю часть Балтийского моря, где оно в среднем доходит до 59 дней в году, наименьшее — на севере. Ботнического залива (до 22 дней в году).

Гидрологические условия Балтийского моря определяются в основном его климатом, избытком пресных вод и водообменом с Северным морем. Избыток пресных вод, равный 472 км3 в год, образуется за счёт материкового стока. Количество воды, поступающей в осадках (172,0 км³ в год), равно испарению. Водообмен с Северным морем в среднем составляет 1659 км3 в год (солёная вода 1187 км³ в год, пресная — 472 км³ в год). Пресная вода стоковым течением уходит из Балтийского моря в Северное море, солёная — глубинным течением поступает через проливы из Северного моря в Балтийское море. Сильные западные ветры обычно вызывают приток, а восточные ветры — сток воды из Балтийского моря через все сечения проливов Эресунн, большой и малой Бельты.

Течения Балтийского моря образуют круговорот против часовой стрелки. Вдоль южного берега течение направлено на восток, вдоль восточного — на север, вдоль западного — на юг и у северного берега — на запад. Скорость этих течений колеблется от 5 до 20 м/сек. Под влиянием ветров течения могут менять направление и их скорость вблизи берегов может достигать 80 см/сек и более, а в открытой части — 30 см/сек.

Температура воды на поверхности в августе составляет в Финском заливе 15°C, 17°C; в Ботническом заливе 9°С, 13°C и в центральной части моря 14°C, 18°C, а на Ю.

стигает 20°C. В феврале — марте температура в открытой части моря 1°С—3°С, в Ботническом, Финском, Рижском и других заливах и бухтах ниже 0°С. Солёность поверхностной воды быстро уменьшается по мере удаления от проливов от 11‰ до 6—8‰ (1‰—0,1%) в центральной части моря. В Ботническом заливе она равна 4—5‰ (на С. залива 2‰), в Финском заливе 3—6‰ (в вершине залива 2‰ и меньше). В глубинном и придонном слоях воды температура 5°С и более, солёность меняется от 16‰ на З. до 12—13‰ в центральной части и 10‰ на севере моря. В годы увеличения притока вод солёность повышается на З. до 20‰, в центральной части моря до 14—15‰, а в годы уменьшения притока она падает в средние части моря до 11‰.

Лёд появляется обычно в начале ноября на север Ботнического залива и достигает наибольшего распространения в начале марта. В это время значительная часть Рижского, Финского и Ботнических заливов покрыта неподвижным льдом. Центральная часть моря обычно свободна ото льдов.

Количество льдов в Балтийском море меняется от года к году. В исключительно суровые зимы почти всё море покрывается льдом, в мягкие — только заливы. Северная часть Ботнического залива покрыта льдом 210 дней в году, средняя часть — 185 дней; Рижский залив — 80—90 дней, Датские проливы — 16—45 дней.

Уровень Балтийского моря подвержен колебаниям под влиянием изменений направления ветров, атмосферного давления (поступательно-стоячие длинные волны, сейши), притока речных вод и вод Северного моря.

риод этих изменений меняется от нескольких часов до нескольких суток. Быстро сменяющиеся циклоны вызывают колебания уровня до 0,5 м и более у берегов открытого моря и до 1,5—3 м в вершинах бухт и заливов. Особенно большие подъёмы воды, являющиеся, как правило, следствием наложения ветрового нагона на гребень длинной волны, бывают в Невской губе. Наибольший подъём воды в Ленинграде отмечен в ноябре 1824 (около 410 см) и в сентябре 1924 (369 см).

Колебания уровня, связанные с приливами, крайне невелики. Приливы имеют неправильный полусуточный, неправильный суточный и суточный характер. Их размер меняется от 4 см (Клайпеда) до 10 см (Финский залив).

Фауна Балтийского моря бедна видами, но богата количественно. В Балтийском море обитают солоноватоводная раса атлантической сельди (салака), балтийская килька, а также треска, камбала, лосось, угорь, корюшка, ряпушка, сиг, окунь. Из млекопитающих — балтийский тюлень. В Балтийском море ведётся интенсивный рыбный промысел.

Русские гидрографические и картографические работы начались в Финском заливе в начале 18 в. В 1738 Ф. И. Соймонов издал атлас Балтийского моря, составленный по русским и иностранным источникам. В середине 18 в. многолетние исследования в Балтийском море проводил А. И. Нагаев, который составил подробную лоцию. Первые глубоководные гидрологические исследования в середине 1880-х гг. были выполнены С. О. Макаровым. С 1920 проводились гидрологические работы Гидрографическим управлением, Государственным гидрологическим институтом, а после Отечественной войны 1941—45 были развёрнуты широкие комплексные исследования под руководством Ленинградского отделения Государственного океанографического института СССР.

Источник: wikiway.com

Балтийское море — одно из самых молодых морей мира. Оно начало формироваться ещё в девонский период, однако окончательно сформировалось только после ледниковых периодов. Изменялись контуры моря, размеры, название. B настоящее время в Балтийском море происходят тектонические движения. Образовались словно гигантские весы, ось которых проходит вдоль Финского залива: дно Ботнического залива за год поднимается на несколько см, а южные побережья тонут. По этой причине необходимо удлинять пристани северных портов. Чтобы море не затопило низменности побережий, делаются насыпи.

От Атлантического океана Балтийское море отделяют Скандинавский полуостров и Ютландия. С Северным морем его соединяют широкие проливы Скагеррак и Каттегат, а также более узкие проливы Эресун, Малый и Большой Бельт.

Площадь моря (без островов) 422 700 км2. По сравнению с другими морями, Балтийское небольшое, однако оно в 6,5 раз больше площади Литвы. Его длина- 1800км. Поперёк Балтийское море возле Литвы- около 370 км. Литве принадлежит 2% акватории моря.

Самое глубокое место – Ландсортская впадина (459 м). Берега Балтийского моря извилистые, побережья Швеции и Финского залива усыпаны маленькими невысокими скалистыми островками – шхерами. Южные и юго-восточные берега более ровные, низкие, с широкими пляжами. Такие берега есть и в Литве. Почти половина площади моря приходится на три больших залива – Ботнический, Финский и Рижский. В материк вдаются и более маленькие заливы, например,  Гданьский .

На юго-востоке есть лагуны, называемые заливами: Куршский и Калининградский. Их друг от друга отделяет Самбийский полуостров, известный своими самыми большими янтарными рудниками.

Солёность морской воды небольшая. В более глубокой западной части она достигает 11 промилле, у побережья Литвы- 6-8 промилле, в Ботническом заливе – только 2 промилле.

В Балтийское море впадают около 250 рек, за год на море выпадают 500 – 1000 мм осадков. Уровень Балтийского моря на 14 см выше, чем уровень Атлантического океана.

Из-за господствующих юго-западных ветров, впадающих рек, неровного дна, вода на поверхности моря по побережьям движется против часовой стрелки. Это – прибрежные течения.

Море довольно бурное. Во время бурь высота волн в открытом море достигает 8 метров, а у берегов 14 метров. Волны Балтийского моря короткие, поэтому более опасные и наносят большой ущерб.

практически закрытом Балтийском море приливы и отливы небольшие, можно сказать, их нет. Большие колебания уровня воды (до 2 м) вызываются из-за вызванных ветром напоров и сгона воды. Поверхностные слои воды в южной части Балтийского моря летом нагреваются до 23-24 градусов, в средней части – до 15-17. В Ботническом заливе вода редко бывает теплее 12-14 градусов. У литовского побережья самая высокая температура воды бывает в августе- 21-23 градуса. Зимой вода остывает до 2 градусов, а в Ботническом, Финском и Рижском заливах температура падает ниже 0 градусов – заливы замерзают. Очень холодными зимами и в Клайпедском порту образуется тонкий слой льда, но корабли его размельчают, а течения уносят в море.

Огромное богатство Балтийского моря – рыба. В нём водятся около 100 видов рыб. Возле литовских побережий их насчитывается около 70. В северной части Балтийского моря водятся тюлени. Они встречаются и возле побережья Литвы. За последние 10-15 лет условия растительного и животного мира в Балтийском море очень изменились: в море попадают различные вредные вещества, вылавливается всё больше рыбы, поэтому её ресурсы не успевают обновиться. Когда-то Балтийское море прославилось благодаря янтарю. Теперь на дне моря обнаружили нефть, газ, тяжёлые металлы, железо, никель, кобальт, марганец, медь. Используются песок и гравий со дна моря. Вокруг Балтийского моря много государств, через него проходят важные судоходные пути в Америку, страны Африки. Есть много крупных портов: Санкт-Петербург, Вентспилс, Любек. На Балтийском море также много курортов, в том числе и литовские курорты Паланга и Неринга.

Сможем ли мы и дальше купаться в Балтийском море?

В бассейне Балтийского моря проживает более 70 млн человек. Из городов, промышленных производств, сельскохозяйственных районов через реки в море каждый год попадает 100 000 тонн различных ядовитых веществ. У побережья Литвы Балтийское море больше всего загрязняет Клайпеда и реки, принадлежащие бассейну Нямунаса. Также много загрязнителей попадает из атмосферы. Море страдает и от судов, которые перевозят нефтепродукты.

21 ноября 1981 г. британский танкер Globe Asimi длиной 170 м во время бури заплыл на мель около Клайпедского порта и потерпел крушение. В море и Куршский залив вылилось 16,5 тысяч тонн мазута. Это была самая большая экологическая катастрофа в Балтийском море.

Балтийское море- внутреннее, обмен воды между ним и Атлантикой проходит очень медленно. Вода в Балтийском море полностью меняется только через 30 лет. Из-за медленного обмена воды и большого количества загрязнителей, Балтийское море считается одним из самых загрязнённых морей в мире. Ситуация понемногу меняется, так как возле городов строятся очистные сооружения, поля, по которым протекают реки, впадающие в Балтийское море, меньше удобряют минеральными удобрениями, в море плавают более новые и современные корабли, создаются программы по улучшению состояния Балтийского моря. Всё это уменьшает загрязнение, однако хороших результатов можно достичь

Источник: www.sites.google.com

Балтийское море

Физико-географическое положение

Балти́йское море — внутриматериковое море Евразии, расположенное в Северной Европы, частично омывает берега Западной и Восточной Европы. Относится к бассейну Атлантического океана. Балтийское море внутреннее, отделяется от океана Скандинавским полуостровом и омывает берега Ленинградской и Калининградской областей России. Море соединяется с океаном узкими и неглубокими проливами, что затрудняет водообмен. Полное обновление воды в море происходит за 20—40 лет. Балтийское море имеет крупные заливы: Ботнический, Финский, Рижский и Куршский залив. Площадь Балтийского моря 419 тыс. км², она почти равна площади Черного моря (422 тыс. км²). Длина береговой линии Балтики — 7 тыс. км. У России около 500 км побережья, то есть около 7%. Объём воды — 21,5 тыс. км³.

Впервые название моря упоминается северо-германским хронистом Адамом Бременским в 1075 году. Происхождение названия окончательно не выяснено. Наиболее распространены две версии. Согласно первой, название из (литов.) baltas, (латыш.) balts «белый», что может быть связано с цветом песчаных берегов этого моря. По другой версии, название образовано от (латин.) balteus «пояс», и связано это с тем, что это море продолжает цепочку морей, опоясывающих материковую Европу. В средневековой Руси оно называлось Варяжское море или Cвeйcкoeморе от этнонима свей – «шведы». На русских картах XVIII века употреблялась форма Балтическое море, но в употреблении закрепляется известное и сейчас название Балтийское море. Это же название употребляется и в других странах, омываемых этим морем, хотя в Германии оно также Восточное море, а в Эстонии Западное море. 

В Балтийское море впадает около 250 рек. Крупнейшие реки — Висла, Одер, Неман, Даугава, Нева. Наибольшее количество воды приносит за год Нева.

Мореплавание

Балтийское море в течение всей истории России являлось наиболее оживленным морским путем, но мореплавание на Балтийском море связано с рядом трудностей. Многочисленные острова, мели, узкости делают его весьма трудным для мореплавания. Поэтому была необходима точная карта моря. Между тем мореплаватели продолжали пользоваться картами, составленными старыми методами. 

Рельеф дна

Балтийское море находится в пределах материкового шельфа. Его история исчисляется десятками тысяч лет. Балтийское море не принадлежит к числу больших или глу­боких морей. Его максимальная глубина лишь около 470 метров. Да и то глубины в сотни метров — большая редкость в этом море. Средняя же его глубина — 55 метров. Здания, имеющие больше 18 этажей, высовывались бы, будучи поставлены на средней глубине этого моря. А иглу Московской телевизионной башни не смогла бы скрыть и максимальная его глубина/

Рельеф дна Балтийского моря неровный. Дно его котловины изрезано подводными впадинами, разделенными возвышенностями и островов. Для Балтийского моря характерна большая протяженность береговой линии. В нем много заливов, бухт и большое число островов. Они расположены как у материковых берегов, так и в открытом море; в одних частях моря острова сгруппированы большими архипелагами, в других стоят в одиночестве.

Донные осадки Балтийского моря представлены, в основном, илами и песком. Для грунтов Балтийского моря характерны камни и валуны, часто встречающиеся на дне моря. В прибрежных районах распространены песчаные отложения.

Климат и гидрологический режим

Климат Балтийского моря морской умеренных широт с чертами континентальности. Своеобразная конфигурация моря и значительная протяженность с севера на юг и с запада на восток создают различия климатических условий в разных районах моря.

Хозяйственное значение

В Балтийском море широко развит рыболовный промысел. Здесь вылавливают салаку, кильку, треску, сигу, минога, лосося и другие виды рыб. Также в этих водах добывают большое количество водорослей. На Балтийском море имеется много морских ферм, где выращиваются наиболее востребованные виды рыб. На побережье имеются большое количество россыпей полезных ископаемых. В районе Калининграда проводятся работы по добыче янтаря. В недрах Балтийского моря имеется нефть. Обнаружены железно-марганцевые конкреции. Санкт-Петербург — самый крупный порт на Балтике. Волго-Балтийским путём море соединяется с Волгой, через Беломорско-Балтийский канал – с Белым морем. Из-за небольших глубин в Финском заливе многие места недоступны судам со значительной осадкой. Тем не менее, все самые крупные из построенных круизных лайнеров проходят через датские проливы в Атлантический океан. Крупные порты России на Балтике: Балтийск, Выборг, Калининград, Санкт-Петербург. Хорошо развиты рекреационные ресурсы: курорты — Сестрорецк, Зеленогорск, Светлогорск, Пионерский и Зеленоградск.

Источник: russia.1pku.ru

Связь Балтийского моря с Атлантическим океаном осуществляется через Северное море, проливы Скагеррак, Каттегат и Датские проливы (Большой и Малый Бельт, Эресунн (Зунд) и Фемарн-Бельт), однако, эта связь затруднена из-за мелководности проливов (глубина на порогах 7-18 метров). Поэтому воды Балтики очень медленно обновляются за счет более чистых атлантических вод. Период полного обновления воды в Балтийском море составляет около 30-50 лет.

В Балтийском море низкое содержание соли. Его воды представляют собой смесь соленой воды из океана и пресной воды, поступающей из многочисленных рек. Степень солености моря в разных местах имеет отличающиеся друг от друга показатели, что обусловлено слабым вертикальным перемещением слоев воды. Если в юго-западной части моря она составляет 8 промилле (т.е. в каждом килограмме воды содержится 8 г соли), в западной части 11 промилле, то в центральной акватории – 6 промилле, а в Финском, Рижском и Ботническом заливах едва превышает отметку в 2-3 промилле (средняя соленость Мирового океана – 35 промилле).

Длина береговой линии Балтики – 7 тысяч километров. Побережье распределено между странами следующим образом: Швеции принадлежит 35% побережья, Финляндии – 17%, России – около 7% (примерно 500 километров). Оставшуюся часть побережья делят между собой Литва, Латвия, Эстония, Польша, Германия, Дания. Побережье моря и прилегающие земельные территории сильно заселены и интенсивно используются человеком. На побережье размещены транспортные комплексы, крупные промышленные предприятия. На Балтийский бассейн приходится одна десятая часть объема мировых морских перевозок.

Балтийское море сильно загрязнено в результате активной деятельности проживающих на его берегах людей. Экологические проблемы Балтийского моря связаны со многими сторонами жизни общества, такими как производство и потребление энергии, промышленность, лесное хозяйство, сельское хозяйство, рыболовство, туризм, транспорт, обработка сточные воды.

Главные экологические проблемы Балтики

Во-первых, избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий. Поскольку водообмен Балтики не очень активен, то концентрация азота, фосфора и других отходов в воде становится очень сильной. Из-за биогенных элементов в море органические вещества не полностью перерабатываются, а из-за недостатка кислорода они начинают разлагаться, выделяя губительный для морских обитателей сероводород. На дне Готландской, Гданьской, Борнхольмской впадин уже существуют мертвые сероводородные зоны.

Вторая значимая проблема Балтики – загрязнение воды нефтью. С различными стоками в акваторию ежегодно попадают тысячи тонн нефти. Пленка нефти, которая покрывает поверхность водного зеркала, не пропускает кислород вглубь. Так же на поверхности воды накапливаются токсичные вещества, вредные для живых организмов. Аварийные разливы нефти в большинстве случаев происходят в прибрежных и шельфовых зонах, наиболее продуктивных и в то же время уязвимых районах моря.

Третья проблема акватории Балтийского моря — накопление тяжелых металлов. Ртуть, свинец, медь, цинк, кобальт, никель попадают в основном в воды Балтики с атмосферными осадками, остальная часть попадает при прямом сбросе в акваторию или с речным стоком бытовых и промышленных отходов. Количество меди, поступающей в акваторию, составляет ежегодно около 4 тысяч тонн, свинца – 3 тысячи тонн, кадмия – около 50 тонн, а ртути – 33 тонн, на 21 тысячу кубических километров водного объема акватории.

Балтийское море благодаря географическому положению всегда находилось на перекрестке исторических событий. На дне Балтики находится не одно кладбище кораблей. Многие затонувшие суда имеют опасные грузы. Контейнеры, в которых находятся грузы, со временем разрушаются.

Десятилетиями в Балтике практиковалось затопление и захоронение устаревших бомб, снарядов, химических боеприпасов. После окончания Второй мировой войны по совместному решению стран антигитлеровской коалиции (СССР, Великобритания и США) и в соответствии с решением Потсдамской конференции 1951 года в различных районах Балтики, а также в проливах, соединяющих Балтийское море с Северным морем, было затоплено свыше 300 тысяч тонн немецкого химического оружия и боеприпасов.

Больше полувека боеприпасы лежат на дне Балтики, создавая потенциальную смертельную угрозу. Металл в морской воде разъедает ржавчина, и отравляющие вещества в любое время могут попасть в воду.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Источник: ria.ru

Географическая характеристика | Город Великие Луки

Город Великие Луки расположен на юге Псковской области.
Площадь города 60,1 км кв.

Климат
Климат умеренно-континентальный с продолжительной, снежной зимой с оттепелями и умеренно-теплым, часто дождливым летом.
В течение года преобладают южные и юго-западные ветры а также юго-восточные и западные. Наибольшие скорости ветра 4-6 м/с наблюдается в холодный период.
Безморозный период длится 130 дней. Устойчивые морозы наступают во второй декаде декабря и прекращаются в начале марта, продолжаясь в среднем 3 месяца. Годовая сумма осадков равна 602 мм. Распределение их по сезонам весьма неравномерное. За теплый период выпадает 425 мм осадков. Максимум их приходится на июль-август (83-76 мм в месяц).

Рельеф
Город расположен по обеим берегам реки Ловать. Река Ловать в пределах города протекает по моренной равнине, которая севернее существующей застройки переходит в озерно-аллювиальную низину. В пределах города рельеф равнинный с отдельными, невысокими холмами (5-7 м). Абсолютные отметки поверхности равнины 100-107 м, а низина 94-97 м Уклоны поверхности не превышают 2-5%. Наиболее ярко выражен холмисто-моренный рельеф на востоке, в районе д.д. Куракино — Дубрава и на западе за дер. Мордовище.

Гидрография
Город Великие Луки расположен на р. Ловать, которая принадлежит бассейну оз. Ильмень и относится к бассейну Балтийского моря. Река Ловать протекает по территории Псковской и Новгородской области. Ее длина 530 км, площадь бассейна 21,9 тыс. км2. Берет начало из оз. Ловатец на северо-востоке Беларуси, впадает в оз. Ильмень, образуя с р. Пола обширную дельту.
Территорию города, кроме р. Ловать, в меридиональном направлении пересекают долины её мелких притоков — речки Лазавица и Золотовка и ручьи Коломенка, Озерцовский, Безымянный и Мурзинка. Река Лазавица, в южной части города и ручей Безымянный на северо-западе перегорожены плотинами, образуя неглубокие, но широкие пруды — рыбопитомники.

Почвы
Почвы представлены мелко и среднезернистыми песками, пылеватыми, часто заторфованными, глинистыми песками, суглинками в пределах долин рек Ловати, Лазавицы и их притоков. В северной части территории города почвы песчаные с прослойками суглинков, глин и торфа.
На водораздельной части территории почвы представлены песками, супесями и суглинками небольшой мощности.
На значительной части территории города и в пределах поймы р. Ловать с поверхности залегают болотные отложения. Болотные массивы расположены, главным образом, в северной части территории, где этому способствует плоскоравнинный рельеф местности. По всей территории города широко распространены насыпные грунты. Мощность насыпных грунтов небольшая от 0,5 до 2 м, реже более 2 м.

Минерально-сырьевые ресурсы
Минерально-сырьевой комплекс — это совокупность всех горнодобывающих и перерабатывающих минеральное сырье предприятий (горнопромышленный комплекс), минерально-сырьевая база, а также обслуживающая горнопромышленный комплекс геологоразведочная отрасль.
В городе к производству минерально-сырьевого комплекса относится торфоперерабатывающий завод «Велторф». Основное направление деятельности — добыча и переработка фрезерного торфа, изготовление широкого ассортимента высококачественных торфяных смесей.
Разработка и добыча торфа ведется на месторождении «Гальский мох» с применением современной специальной техники.

Лесные ресурсы
Лесные ресурсы города представлены зелёными насаждениями общего пользования площадью 174,18 га. К ним относятся городские парки, зеленые насаждения улиц,Зеленая зона на юге Города (южнее рыбопитомника). Обеспеченность зелеными насаждениями на 1 жителя города составляет 17,4 кв. м.

§ 23. Основные речные бассейны

§ 23. Основные речные бассейны

1.     Вспомните, что называют речной системой и речным бассейном.

2.     Какие вы знаете реки, текущие по территории Украины?

Подавляющее большинство рек Украине (94%) принадлежит к бассейнам Черного и Азовского морей. Только реки западной части страны относятся к бассейну Балтийского моря. Отдельные небольшие реки на юге страны не имеют стока в Мировой океан. Такое распределение речного стока обусловлен общим строением поверхности Украине.

Удивительная Украины

Европейский водораздел

В Украине проходит Главный европейский водораздел. Он разделяет бассейны рек, стекающих в северные (Балтийское и Северное) и южные (Средиземное, Черное и Азовское) моря. Линия водораздела проходит через г. Львов, в пределах которого начинаются 7 малых рек: вода трех  из них стекает в Западный Буг, идущем в Балтийского моря, а четырех — в Днестр, который впадает в Черное море. Итак, капли дождя, упавшие на гребень крыши львовского дома, могут впоследствии оказаться в разных морях, удаленных друг от друга более чем на тысячу километров.

Рис. Поверхностные воды

Работа с картой

1.     Бассейн которой реки занимает наибольшую площадь в Украине?

2.     Куда впадают большинство крупных рек Украины?

3.     Какие реки можно назвать пограничными? На границе с какими странами они протекают?

4.     Назовите самые правые притоки Днепра.

Реки бассейна Черного моря. Во все времена во всем мире реки играли важную роль в жизни и деятельности человека. Кое-где они так сильно вошли в быт, хозяйственную деятельность и культуру народов, ставших их национальными символами. Так же невозможно представить Украину без Днепра-Славутича. Он для нас не только мощная водная артерия, живописная окраса, но и отражение души нашего народа, его истории. На берегах Днепра сформировалось ядро Украинского государства — златоверхий Киев, родилась первая украинская демократия — запорожское казачество, с его обрыва созерцает родные пространства национальный гений Тарас Шевченко.

Днепр плывет серединой Украине с севера на юг. Он собирает воды почти с половины площади страны, получая их из северных, западных и восточных территорий. Река берет начало из небольшого болота на Валдайской возвышенности в России на высоте 220 м над уровнем моря. Далее течет по территории Беларуси и в Украину входит как большая равнинная река с широкой долиной. Она имеет извилистое русло с отмелями, рукавами и островками. Глубина Днепра составляет 3 — 12 м, ширина — 700 - 1500 г. В его поймах много озер-стариц, заболоченных участков. Правый берег реки высокий и гористый, а левый — низкий и равнинный. Там, где Днепр пересекает Украинский кристаллический щит (между Днепропетровском и Запорожьем), некогда были пороги, которые полностью перегораживали реку. Теперь все они затоплены водами Днепровского водохранилища. Ряд водохранилищ, сооруженных на Днепре, не только затопила пороги, но и значительно изменила его берега, спрямили русло. Среди воды много островов (Хортица в пределах г. Запорожье, Труханов в пределах г. Киева). Несколькими устьями впадает Днепр в Днепровский лиман, А из него одной широкой устьем — в Черное море.

Днепр имеет более 1150 малых, средних и крупных притоков. Крупнейшие из них Припять (Права) и Десна (Левая) приносят почти половину годового речного стока. Среди притоков Припяти длинными есть Стир і Горынь со Случью, А среди приток Десны — Сейм. Большими правыми притоками являются также Тетерев, Рось, Ингулец, Левыми —  Сула, Псел, Ворскла, Орель, Самара. Питание главной реки и ее притоков смешанное. Весной таяние снега приводит наводнение, летом и зимой наблюдается межень, осенью иногда случаются паводки. Ледостав длится с декабря до марта. Днепр имеет большой годовой сток (53,5 км³), Поэтому является важным источником водоснабжения для населения и различных отраслей хозяйства. Днепровские воды «напаивают» сотни городов и сел, расположенных на его берегах, а также каналами направляются для промышленных нужд Донбасса и Кривбасса, Орошение сухих степей Причерноморья и Крыма. Днепр — важная транспортная магистраль. Река судоходна на всей длине. Важное значение Днепра и как источники энергоресурсов. Его воды вращают турбины нескольких гидроэлектростанций, которые производят самую дешевую электроэнергию. Однако вследствие строительства водохранилищ были затоплены большие площади плодородных земель, перенесены на новые места много поселений, уничтожены немало культурных и исторических памятников. Ежегодно растет загрязнение днепровских вод. Особенно опасным является загрязнение радионуклидами, попавших в донные отложения в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Поэтому Днепр требует надлежащей защиты.

Рекорды Украине

Длинной рекой Украина является Днепр: его общая протяженность от истоков до устья составляет 2 201 км, а в пределах Украины — 981 км. Это третья по длине и площади бассейна река Европы (после Волги и Дуная).

Названия рассказывают

Древние греки называли Днепр Борисфен
(широкое место), Римляне — Данаприс, а славяне — Славута. Название Днепр связывают с древнейшее зафиксированными вариантами: латинском Данаприс, восточнославянской Данапра, Украинская Днипер, Русском Днепр, белорусском Дняпр. Относительно ее происхождения есть несколько версий: от фракийского Данная – вода и пр.
– то, что разливается, глубокая вода. Параллельные названия Славута,
Славутич вероятно образовались от праславянских слов: Слоу
– течь или слава – чистая, прозрачная, Или Сельтой – славиться, или  словить
– знаменитый.

Удивительная Украины

Днепровские пороги

Чтобы точно определить, что такое пороги, скажу вам, что это русское слово означает скалистые камни. Пороги — словно цепь этих камней, протянутую поперек реки. Некоторые из камней под водой, другие — на уровне с поверхностью воды, третьи выступают на 10 футов над водой, и они велики, как дома, очень близко друг к другу, так что это выглядит словно плотина, загораживает течение реки, которая потом приходит в одних местах с высоты 6 — 7 стоп, зависимости от того, какой уровень воды Борисфена.

Гийом де Боплан, 1651 г.

Рис. Река Днепр в пределах Киева

Второй по длине и площади бассейна рекой в Украина является Южный Буг. Это единственная из крупнейших рек, которая полностью собирает свои воды с территории Украины. Крупнейшими притоками являются Синюхаи Ингул. Бассейн реки основном находится в пределах Украинского щита, поэтому она и ее притоки порожистые. На отдельных участках встречаются каньоны с гранитными берегами. Южный Буг впадает в лиман, являющийся ответвлением Днепровского лимана. Судоходная река только в нижнем течении. На реке построено несколько малых гидроэлектростанций, на ее берегах расположены три областных центра.

Названия рассказывают

Южный Буг впервые упоминает Геродот в Vст. до н. н.э. под названием Гипанис – Лошадиная (На ее берегах тогда водились табуны диких лошадей), турки называли ее Акси
– Белая вода. В местной произношении название звучит Бог, Реже Бег, предположительно на праславянском языке означает поток, ручей.

Рекорды Украине

Самая длинная река, полностью протекающая в Украину, - это Южный Буг длиной 806 км.

Днестр имеет длину 1 362 км, в пределах Украины — 705 км. Его исток находится на склонах Карпат. В верховьях это типично горная река, в среднем течении он превращается в равнинную реку с широкой долиной. Между Подольской и Предкарпатской возвышенностями долина Днестра сужается и приобретает каньйоноподобные формы. Его русло чрезвычайно извилистая. Бросается Днестр в широкий Днестровский лиман, Который узким устьем соединен с Черным морем. Крупнейшие притоки — Стрый,  Лимница, Серет, Збруч, Смотрич, Мурафа. Днестр и его притоки имеют смешанный тип питания. Наводнение наступает весной, летом и осенью бывают наводнения. Воды Днестра используются для водоснабжения населенных пунктов и предприятий, орошения полей. На реке построен ГЭС. В среднем и нижнем течении Днестр судоходный, однако сейчас река почти не используется как транспортный путь. На берегах Днестра находятся такие известные историко-культурные центры, как Галич, Хотин, Белгород-Днестровский.

Названия рассказывают

Днестр впервые упоминается Геродотом под названию Тирис, Позднее скифы называли его Тирас, Молдаване и румыны — Нистру, Украинский — Днестр. Вероятно эти названия означают быстрая вода.

На границе Украины с Румынией своей нижним течением (Длиной 175 км) протекает вторая по длине река Европы — Дунай (Общая протяженность — 2 960 км). Он является одной из самых полноводных рек Европы. Впадает в море несколькими устьями. Одно из них — Килийское — Протекает по границе Украины и Румынии. Ним проходит наибольший сток проходит. Килийскаячасть дельты активно выдвигается в Черное море на расстояние до 180 м в год. Дельта изрезана многочисленными протоками, покрытая озерами, поросшая камышом. Это дунайские плавни — уникальное место зимовки и отдыха во время перелетов многих птиц. Дунай имеет смешанный тип питания, в котором преобладают дождевые воды. Река замерзает только в очень холодные зимы. Крупнейшими притоками Дуная, берущие начало в Украине, Тиса, Прут с Черемошем і Сирет. Они начинаются в Карпатах, где должны стремительное течение, множество порогов и водопадов. Их воды несут много ила и камни, впоследствии откладываются на равнинах. Дунай — важная транспортная магистраль Европы.

Рис. Прут у истока на склонах Говерлы

Названия рассказывают

До нашей эры нижнюю часть Дуная греки называли Истр, Верхнюю — Данувий, А кельты — Дунавиус, венгры — Дуна, Румыны Дунапреа, Болгары — Дунав, что означает большая текучая вода.

Рекорды Украине 

Полноводной рекой Украина является Дунай, годовой сток которого составляет около 123 км³, Что вдвое больше, чем в Днепра.

Удивительная Украины

Международная река

Дунай протекает через Германию, Австрию, Словакию, Венгрию, Сербию, Хорватию, Болгарию, Румынию, Украину. Каналом он соединен с Рейном, который судоходен на территории Германии, Швейцарии, Франции и Нидерландов. Этой водной транспортной сетью из Украины можно добраться до крупнейшего порта мира — Роттердам, который находится в устье Рейна.

Рис. Долина реки Днестр возле с. Нагоряны, Могилев-Подольский р-н, Винницкая обл.

Рис. На Южном Буге возле с. Луполове Ульяновского р-на Кировоградской обл. сомкнулись границы трех областей

Реки бассейна Азовского моря. Крупнейшая река на востоке Украины - Северский Донец, Который является притоком Дона. Верховья и низовья реки находятся в России, длина в пределах Украины — более 670 км. Течет в извилистом русле, имеет довольно широкую долину. При пересечении Донецкого кряжа долина сужается, случаются скалистые склоны. Наивысший уровень воды в реке бывает весной, а летом она сильно мелеет. Крупнейшие притоки — Оскол, Айдар, Лугань. На реке многие города и промышленных предприятий, загрязняющих ее сточными и шахтными водами.

К средним по длине рек бассейна Азовского моря принадлежат Кальмиус, Берда, Молочная, Салгир. Они протекают в засушливых районах и поэтому маловодные, а Салгир в нижнем течении пересыхает.

Рис. Река Северский Донец

Реки бассейна Балтийского моря и внутреннего стока. До Балтийского моря несут свои воды Западный Буг и Сян, Которые являются притоками  Вислы. Западный Буг и его притоки начинаются и текут на равнинной территории, тогда как карпатский верховья Сана является горным.

К бассейну внутреннего стока относятся некоторые реки в Одесской области. В частности Большой, Средний и Малый Куяльник. Они впадают в Хаджибейский и Куяльницкий лиманы, которые потеряли связь с Черным морем. Реки летом пересыхают.

Запомните

Большинство рек Украине принадлежат к бассейну Черного и Азовского морей, значительно меньше — к бассейну Балтийского моря и внутреннего стока.

Территорией Украина протекают вторая и третья по длине реки в Европе — Дунай и Днепр.

Наибольшей по длине и площади бассейна рекой Украина является Днепр.

К крупнейших рек Украины принадлежат также Южный Буг, Днестр, Северский Донец.

Вопросы и задания

1. Расскажите о речную систему Днепра. Каким городам Украины Днепр дал названия?

2. Как особенности рельефа отразились на характере течения и строении речной долины Днестра?

3. Какие реки Украины относятся к бассейну Азовского моря? Какие особенности их питания и гидрологического режима?

4. Какое значение имеют реки в жизни и хозяйственной деятельности человека.

5. Какие реки протекают в вашей области? Попробуйте дать им гидрографическую характеристику.

6 *. Люди всегда почитали реки. Они воспеты и изображены в разных художественных произведениях. Используя литературные и другие источники, подберите поэтические строки, отрывки прозы и репродукции картин, посвященные рекам.

Практическая работа 4

Подпишите на контурной карте главные реки и их притоки, названия которых указаны в параграфе.

Нямунас. Информация о реке

Весь год

Плотина

ZW (WW 1-)

Нямунас (Неман, Нёман, Мемель) течёт в Республике Беларусь (по Минской и Гродненской областям), в Литве (по Алитусскому, Каунасскому, Мариямпольскому, Таурагскому и Клайпедскому уездам), и по границе Литвы и России (по Калининградской области).

Длина реки 937 км (в Литве 475 км), 116 км река течёт по границе Литвы и Белоруссии и Литвы и России, площадь бассейна 98 200 км² (в Литве 46 000 км²). Начинается в Республике Беларусь, на южных склонах Минской возвышенности (здесь она носит название Неманец), 45 км на юг от Минска. Впадает в Куршский залив Балтийского моря, образуя дельту с островами. Основные рукава: Гилия (Матросовка) и Русне, который делится на рукав Скирвите (Северная) и Атмата.

Верховья: от истоков до устья реки Катра 459 км течёт по территории Белоруссии.

Среднее течение: от устья реки Катра (немного выше г. Гродно, Белоруссия) до устья реки Нярис. От устья реки Катра до устья реки Чарна Ганча (Юодойи Анчя) (60 км) течёт по территории Белоруссии, дальше 17 км Нямунас служит государственной границей между Литвой и Белоруссией, дальше по территории Литвы. Река пересекает моренные гряды, долина в основном узкая и глубокая, без поймы, зажатая между высокими террасами. Берега крутые, во многих местах разрушаемые рекой, русло очень извилистое. Очень большие и резкие излучины находятся дежду д. Пуня и г. Бирштонас. Там, где река пересекает моренные гряды, дно русла становится каменистым и нередко порожистым. Первая группа порогов (перекатов) находится немного выше г. Гродно (Гродненские Ворота). В Литве группы порогов (перекатов) находится у г. Мяркине — пороги Байоре, Мяшка, Сакалай, Жирклес, Сювеяс, у г. Алитус — пороги Кяуле, Паршюкас, Куйлис, Авинас, Кряуле, у г. Балберишкис — пороги Барбера и Буршалас. Глубина реки в среднем течений 1,5-3 м, ширина русла от 80 м до 200-300 м в порожистых местах. Средний уклон 23 см/км, максимальный уклон в отрезке реки (14 км) ниже устья реки Мяркис — 43 см/км и в отрезке реки (13 км) ниже устья реки Пяршяке — 38 см/км. Скорость течения в порожистых участках даже летом превышает 2 м/с.

Низовье: 208 км в Литве, от г. Смалининкай до рукава Русне река служит государственной границей между Россией и Литвой. Река делится на рукава Гилия (Матросовка, левый) и Русне (правый). Рукав Русне полноводнее — это главный рукав. 13 км до устья Русне делится на полноводный рукав Скирвите (Северная, левый) и широкий, но мелководный Атмата (правый). Главным рукавом считается Атмата, несмотря что Скирвите полноводнее. Атмата впадает в Куршский залив 40 км на юг от г. Клайпеда. В низовьях русло реки Нямунас намного шире и прямее чем в среднем течений. Средний уклон 10,5 см/км, в отрезке 32 км до устья только 3 см/км. Русло неустойчивое, дно реки песчаное. Много мелей и островов, некоторые из них после очередного паводка исчезают, образуются новые. Глубина реки 1,5-5 м. Долина от г. Каунас до г. Смалининкай выраженная, 1,5-2 км ширины. Склоны крутые и высокие (30-35 м). Ширина поймы до 0,5 км. Долина ниже г. Смалининкай не выраженная. Между устьем реки Юра и г. Советск Нямунас пересекает Вилкишкский кряж и впадает низменность дельты Немана, в которой у реки широкие луга, заливаемые во время паводков.

В бассейне Немана имеется много озёр, озёрность достигает 2,5 %. Питание реки смешанное. Преобладает снеговое питание, в низовьях — дождевое. Весеннее половодье длится с середины марта до конца мая. Летом межень, прерываемая дождевыми паводками, более характерными для осени и зимы. Весной по реке стекает 41-46%, летом 15-18%, осенью 19-22%, зимой 17-21% всего годового стока. Осенний ледоход обычно с конца ноября по декабрь. Замерзает обычно в декабре, но зимой, во время оттепели, возможно временное вскрытие и ледоход. Река вскрывается в конце марта, иногда в феврале или апреле. Скорость течения до 1 м/с, во время паводков до 1,5-1,8 м/с. За год в Куршский залив по реке Нямунас стекает около 21 км3 воды. Расход воды у г. Гродно: средний максимальный 957 м3/с, средний 200 м3/с; у г. Бирштонас: средний максимальный 1170 м3/с, средний 274 м3/с;у д. Лампеджяй: средний максимальный 2320 м3/с, средний 467 м3/с; у г. Смалининкай: средний максимальный 2655 м3/с, средний 547 м3/с; Среднегодовой расход воды в устьях — 678 м³/с.

Судоходство на Немане — от г. Бирштонас до плотины Каунасской ГЭС, и от Каунаса до устья. Рекомендуемые средства сплава — каяки, байдарки, надувные лодки и плоты.

© 2014 J.D.Endriukaitis

(PDF) Бассейн Балтийского моря

1 Бассейн Балтийского моря 9

численная модель потока подземных вод. Испытательные районы для пополнения подземных вод к северу —

к востоку от Висмара (Мекленбург-Передняя Померания, Германия) рассчитаны на 24% от

недавних среднегодовых осадков 600 мм в испытательном районе, и моделируется расход подземных вод подводной лодки

до 14% осадков. На основе сценариев климата

, рассчитанных Шведским метеорологическим и гидрологическим институтом

(SMHI) и Центром Хэдли (HC), три сценария уровня моря в сочетании с

четыре сценария осадков моделируются для стационарных условий подземных вод в

чтобы оценить потенциальную реакцию при разряде.Смоделированные сценарии показывают, что

изменений в пополнении запасов подземных вод как следствие вызванных климатом изменений в количестве

осадков приводят к заметным изменениям расхода подводных подземных вод.

Основой для моделирования и управления является непрерывный мониторинг (Часть VIII)

морской системы, и за последнее десятилетие методы дистанционного зондирования

были успешно разработаны. Kratzer et al. сосредоточить внимание на последних достижениях в области качества воды

мониторинг Балтийского моря с использованием методов дистанционного зондирования в сочетании с оптическими измерениями на месте

.Здесь экосистема Балтийского моря наблюдается через

ее биооптических свойств, которые определяются концентрацией оптических составляющих в воде

, определяющих спектральное ослабление света. Авторы объясняют различия в изучении морской и прибрежной среды. Дан обзор

существующих подходов к мониторингу, а также обсуждаются рабочие онлайн-системы

, сочетающие дистанционное зондирование и автономные измерения на месте.

Благодарности Каждую статью рецензировали как минимум два рецензента. Здесь мы выражаем нашу

благодарность их ценным критикам и советуем авторам вносить исправления. Рецензентами, которые согласились идентифицировать

, являются Оле Беннике, Микаэль Берглунд, Рейнхард Дитрих, Мартин Экман, Берит

Эриксен, Риманте Гобайт, Альгимантас Григелис, Маттиас Хауфф, Уильям В. Хай, Хейко Хюнеке 9000 Хюнеке2, Томас Лейпе, Роберт Мокрик, Ральф Отто Нидермейер, Ренате Пилкайтете,

Вернер Штакебрандт, Шимон Усцинович, Борис Винтерхальтер, Анджей Витковски и Ловиса

Зиллен.

Мы благодарим доктора Терезу Радзеевскую за ее помощь в лингвистическом улучшении некоторых статей.

Михал Томчак оказал ценную помощь в создании этого тома; мы в большом долгу перед ним за его усилия.

Мы также благодарим издательство Springer за поддержку в создании этой книги

.

Эта книга адресована профессионалам и студентам, занимающимся геофизическими и социальными науками,

экономики и прибрежной инженерии, а также лицам, принимающим решения в области управления морскими системами.Книга

должна не только обобщить состояние дел в исследовании бассейна Балтийского моря, но также повысить осведомленность общества о новых междисциплинарных проблемах и инициировать обсуждение

инновационных исследовательских проектов, создания международных исследовательских лабораторий и мониторинг

стратегий, включая проектирование технических разработок.

Во время работы над этой книгой 20 июля 2010 года скончался один из авторов, профессор доктор Терри Хили, Гамильтон, Новая Зеландия,

.Родившись 28 ноября 1944 года, он слишком рано покинул международную научную эру

. Мы, его коллеги и друзья, сохраним память о

выдающемся ученом и, прежде всего, прекрасном человеке.

Экосистема Балтийского моря | Скансен

Балтийское море — это большая и почти полностью замкнутая морская территория, расположенная далеко на холодном севере. Это ни по-настоящему соленая, ни по-настоящему пресноводная вода, и для ее замены требуется поколение.Это огромный водосборный бассейн, в котором различные виды деятельности местного населения в конечном итоге влияют на морскую среду. Это тяжелые условия для жизни в Балтийском море. Он почти полностью огорожен сушей. Единственное сообщение с океанами — через Датские проливы и Северное море. Балтийское море состоит из Ботнического, Финского и Балтийского заливов.

Ботнический залив включает Ботнический залив, Ботническое море, северное море Аландских островов и северное море архипелага.Северный Кваркен расположен на границе Ботнического моря и Ботнического залива. Таким образом, половина Северного Кваркена принадлежит Ботническому заливу, а половина — Ботническому морю. Согласно Национальному атласу Швеции, собственное Балтийское море состоит из Северной Балтики, Центральной Балтики, Южной Балтики и Гданьского залива. По данным Шведского метеорологического и гидрологического института, он состоит из южного моря Аландских островов, южного архипелагового моря, южного моря Бельта, моря Аркона, Борнхольмского моря, восточного Готландского моря, северного Готландского моря, западного Готландского моря. , Рижский и Финский заливы.

Во многих случаях Море Бельта, пролив Эресунн и Каттегат также входят в то, что обычно называют регионом Балтийского моря.

С севера на юг

Из Балтийского моря вода течет на север через звуки и вдоль западного побережья Швеции в поверхностные течения Балтийского моря, благодаря чему реки Каттегат и Скагеррак богаты видами. Когда соленая вода преодолевает высокие пороги датских звуков, глубокие ямы Балтийского моря заполняются богатой кислородом соленой водой.На замену всей воды в собственном Балтийском море уходит около 30 лет. Это означает, что выбросы загрязняющих веществ в Балтийское море остаются здесь очень долго. Балтийское море часто описывают как экосистему, бедную видами, но количество видов варьируется с севера на юг. Балтийское море простирается от Аландского моря до пролива Эресунн. Это морской район с самыми суровыми природными условиями, а также он получает больше всего загрязняющих веществ из близлежащих населенных пунктов и интенсивного судоходства.Ботнический залив является самой северной частью Балтийского моря и состоит из двух морских бассейнов: Ботнического залива и Ботнического моря. Около 80 процентов воды в Ботническом заливе — это пресная вода из крупных рек, впадающих в морскую зону. Морская область довольно мелкая, а низкая соленость означает, что стратификация воды слабая. Водная масса часто перемешивается от дна к поверхности, и для замены всей воды в Ботническом заливе требуется чуть более четырех лет.

Соленость — ключ к успеху

Для региона Балтийского моря характерны большие различия в солености. Этот показатель снижается с примерно 25 частей на тысячу (частей на тысячу) в Каттегате до 8 частей на тысячу (частей на тысячу) в Южном Балтийском море и всего 2 частей на тысячу в Северном Ботническом заливе. Это существенно влияет на жизнь в Балтийском море. Лишь немногие виды могут выжить в таких солоноватых условиях. Число крупных морских видов упало с почти 1000 в Каттегате до 50 в Ботническом заливе.Вместо этого здесь водятся выносливые пресноводные виды, которые живут недалеко от побережья и становятся все более многочисленными по мере того, как мы посмотрим на север. Таким образом, Балтийское море представляет собой экосистему, бедную видами, и многие виды близки к пределу их распространения. Оба эти фактора означают, что экосистема очень чувствительна к внешним воздействиям. Проще говоря, он мало сопротивляется разрушению.

Воздействие на человеческую популяцию

Девяносто миллионов человек живут в большом водосборном бассейне Балтийского моря.Большинство из них проживает в южной части страны, и около половины из них — в Польше. Это высокоразвитый индустриальный район с интенсивным лесным хозяйством на севере и сельским хозяйством на юге. Питательные вещества, токсины окружающей среды и другие загрязнители стекают с суши и рано или поздно попадают в море, как и многие загрязнители, переносимые по воздуху. Были предприняты значительные усилия для устранения крупнейших источников выбросов и сбросов. В результате все больше и больше мелких рассеянных источников в совокупности оказывают самое сильное воздействие на Балтийское море.Неэффективно удаляемая необрастающая краска в чувствительных районах архипелага является примером широкомасштабного воздействия со стороны многих людей. Девять стран непосредственно граничат с регионом Балтийского моря. Еще пять стран частично расположены в пределах водосборного бассейна. У Швеции самая длинная береговая линия, поэтому она должна взять на себя особенно большую ответственность.

Эти страницы содержат фактическую информацию от havet.nu — сайт, управляемый Стокгольмским университетом, университетом Умео, Гетеборгским университетом и Шведским университетом сельскохозяйственных наук (SLU) в рамках сотрудничества Шведского института морской среды и веб-агентства Azote.

границ | Основные статистические данные о притоке в Балтийский регион — пересмотренная версия

Введение

Расширение зон кислородного минимума (ОМЗ) в прибрежных и окраинных морях, а также в тропических океанах часто рассматривается как индикатор продолжающегося изменения климата (Stramma et al., 2008; Кабель и др., 2012). Среди множества драйверов адвекции ОМЗ и обновления воды ниже смешанного слоя решающее значение для кислородного баланса в ОМЗ (Conley et al., 2009; Fischer et al., 2013; Neumann et al., 2017). В Балтийском море в начале 1980-х наблюдалось сильное сокращение так называемых основных балтийских притоков (MBI), что привело к снижению глубоководного обновления (Fischer and Matthäus, 1996). Одновременно с этим увеличивалось ОМЗ в центральной части Балтики (Carstensen et al., 2014; Feistel et al., 2016). Связь между изменением климата, изменением баротропного водообмена с Северным морем и расширением бескислородных территорий в центральной части Балтики интенсивно изучалась (например, Meier et al., 2011; BACC II Author Team, 2015; Lehmann et al., 2017). Тем не менее, не обнаружено четкого механизма, описывающего, как климатические изменения в атмосферной циркуляции могут вызвать наблюдаемое снижение частоты MBI.

Большой избыток пресной воды и очень ограниченный водообмен с Северным морем поддерживают солоноватоводные условия в Балтийском море (HELCOM, 1986).Высокий речной сток в восточной и северной части и приток соленой воды через Датские проливы создают эстуароподобную циркуляцию (Meier et al., 2006). Притекающая плотная соленая вода распространяется в глубокие слои и вызывает сильный вертикальный градиент солености в центральной части Балтийского моря с ярко выраженным галоклином на глубине около 60–80 м. Приток соленой воды уравновешивается апвеллингом, диапикнальным перемешиванием и оттоком солоноватой воды в поверхностный слой. Сильная стратификация на галоклине ограничивает вертикальную вентиляцию от поверхности до верхнего перемешанного слоя.Таким образом, единственным источником обновления глубинных вод и вентиляции Балтийского моря является боковая адвекция богатой кислородом воды с высоким содержанием соли.

Водообмену с Северным морем препятствуют мелководные и узкие связи, море пояса и пролив. Ограничивающие поперечные сечения — пороги Дарсс в проливе Бельт и Дрогден в проливе (рис. 1) с глубиной порога 19 м и 8 м и площадями поперечного сечения 612 500 м ² и 52 750 м ² соответственно.Поток через эти каналы обусловлен баротропными и бароклинными градиентами давления в переходной зоне Балтийского и Северного морей (Lass et al., 1987; Lass, 1988; Feistel et al., 2006). Соответственно, события притока делятся на баротропные и бароклинные притоки. Последние обусловлены градиентом солености между Балтийским и Северным морями и возникают в основном в спокойных летних условиях. В остальное время года баротропное воздействие значительно превышает бароклинное воздействие.Воздействие ветра и перепады атмосферного давления устанавливают разницу в уровне моря между Каттегатом и западной частью Балтийского моря, что приводит к баротропным притокам. Чтобы оказать значительное влияние на глубоководные условия в центральной части Балтийского моря, прилив должен переносить большие количества соленой и хорошо насыщенной кислородом воды в западную часть Балтийского моря. Эти события обычно считаются основным притоком в Балтийский регион.

РИСУНОК 1. Топография Балтийского моря и расположение станций временных рядов, использованных в этом исследовании.Гедсер Рев (GR), Дарсс Силл (DS), Дрогден Силл (DR), Оскарсгрундет (OG), Калксгрундет (KG), Борнхольмская впадина (BD), Готландская впадина (GD), Ландсорт (LO).

После длительного периода застоя в декабре 2014 г. наблюдался экстремальный MBI (Mohrholz et al., 2015). Он сопровождался группой средних притоков до и после основного притока (Naumann et al., 2016). Поступающая соленая и богатая кислородом вода достигла ОМЗ центральной части Балтийского моря и превратила бывшую бескислородную глубинную воду в кислородные условия.Однако эффект вентиляции был более коротким, чем ожидалось, из-за наблюдений, сделанных после MBI в последние десятилетия (Neumann et al., 2017). Этот факт инициировал пересмотр вклада МБИ в кислородное обеспечение глубоких бассейнов центральной Балтики. Удивительно, но обзор существующих временных рядов частоты MBI выявил убедительные доказательства того, что временной ряд MBI, установленный Фишером и Маттеусом (1996; обозначается как FM96), является предвзятым. Есть четыре основных вопроса, которые противоречат значительному сокращению частоты MBI в последние десятилетия:

1.Средняя соленость Балтийского моря не отражает долгосрочного тренда, хотя количество и интенсивность MBI сильно снизились с начала 1980-х годов (Matthäus et al., 2006).

2. С начала 1980-х годов временные ряды FM96 MBI отражают значительную нехватку второстепенных MBI, которые должны быть наиболее частой группой MBI. Это указывало на предвзятость метода обнаружения MBI.

3. Существует несоответствие между частотой MBI в FM96 и событиями больших изменений объема (LVC), полученными на основе изменений среднего уровня моря в Балтийском море (Lehmann and Post, 2015; Lehmann et al., 2017).

4. И недавние исследования с использованием «современных» числовых моделей предсказывают незначительное увеличение частоты MBI с потеплением климата и повышением уровня моря в переходной зоне между Балтийским и Северным морем (Schimanke et al., 2014; Hordoir et al. , 2015).

Определения MBI были предоставлены Вольфом (1972); Franck et al. (1987) и совсем недавно Фишер и Маттеус (1996). Обнаружение MBI основано в основном на доступных долгосрочных временных рядах солености, собранных в море Бельт и проливе датскими легкими кораблями.События баротропного притока были классифицированы с использованием комбинации эмпирических пороговых значений для вертикального градиента солености, донной солености и продолжительности условий притока (подробности см. В цитируемой литературе). Слабым местом этих определений является отсутствие прямой связи с водным транспортом, поскольку текущие измерения были доступны лишь изредка. Таким образом, Леманн и Пост (2015) изобрели концепцию «больших изменений объема», чтобы вывести интенсивность событий притока из соответствующего изменения общего объема воды в Балтийском море.Они обнаружили значительную разницу между частотой MBI и LVC, особенно с конца 1980-х годов, и объяснили уменьшение частоты MBI отрицательной тенденцией в восточных типах атмосферной циркуляции с одновременным увеличением западных типов циркуляции (согласно Jenkinson and Collison, 1977). Однако Rutgersson et al. (2014) не обнаружили устойчивых долгосрочных тенденций в ветровом воздействии и осадках в районе Балтийского моря, несмотря на выраженную межгодовую изменчивость. Также Schimanke et al.(2014) показали, что вероятность типичных метеорологических форсированных условий для MBI не изменилась. Только период с 1983 по 1993 год показывает отсутствие MBI, благоприятствующего метеорологическим форсированным условиям.

Исключительный MBI в декабре 2014 г. предоставил возможность сравнить различные подходы для оценки объема притока и количества соли. Mohrholz et al. (2015) использовали прямые измерения солености и течений на пороге Дарсс, общее изменение объема Балтийского моря и гидродинамическую модель для независимых оценок интенсивности притока.В пределах своей неопределенности все методы показали сопоставимые результаты. Также определение FM96 MBI было применено к двум различным временным рядам в море Бельта (Gedser Rev и Darss Sill). Результаты показали высокую чувствительность полученной интенсивности FM96 MBI от местоположения измерений временных рядов и дали первую подсказку по причине предполагаемой систематической ошибки в серии FM96 MBI.

Общая цель этого исследования состоит в том, чтобы установить улучшенные непрерывные временные ряды MBI за период с 1887 года по настоящее время на основе доступных долгосрочных наблюдений.Пробелы во временных рядах FM96 для Первой и Второй мировых войн будут заполнены, и будут исследованы долгосрочные тенденции частоты баротропных притоков. В документе также будет представлен критический обзор частоты и силы притока за последние 120 лет, а также рассматривается проблема текущего определения MBI.

Материалы и методы

Объемный транспорт

Интенсивный баротропный приток вызывает быстрое увеличение общего объема воды V Балтики.Таким образом, водный баланс Балтийского моря можно использовать для расчета объема притока соленой воды из Северного моря. Временное изменение общего объема воды V зависит от речного стока R , испарения E , осадков P и объема потока через Датский пролив Q .

∂V∂t = Q + R + E + P⁢ (1)

Используя средний уровень моря η и площадь поверхности A Балтийского моря к востоку от Датских проливов, объем транспортировки Q через Датские проливы составляет:

Q (t) = 1A∂∂tη (t) −R (t) −E − P⁢ (2)

Испарение и осадки приблизительно уравновешивают друг друга (HELCOM, 1986).Климатологическое значение среднего количества осадков за вычетом излишка испарения рассматривается с постоянным значением 39,7 км ³ a ^-1 , игнорируя небольшую временную изменчивость этого потока пресной воды.

Средний уровень моря

Для расчета объемов транспорта через Датские проливы требуются последовательные временные ряды среднего уровня Балтийского моря и речного стока в Балтийское море. Временные ряды для среднего уровня моря в Балтийском море были получены из наблюдений в Landsort и Landsort Norra, опубликованных сервером SMHI Opendata (SMHI, 2018b).Станция Landsort является лучшим отображением среднего уровня моря в Балтийском море, что хорошо подтверждается несколькими исследованиями (Lisitzin, 1974; Jacobsen, 1980; Franck and Matthäus, 1992; Feistel et al., 2008). Станция расположена в центральной части Балтийского моря недалеко от узловой линии первого режима баротропного бассейна (Wübber, Krauss, 1979; Jönsson et al., 2008). Почасовые данные об уровне моря доступны с ноября 1886 г. по сентябрь 2006 г. для станции Landsort (17,87 ° E 58,74 ° N) и с октября 2004 г. для станции Landsort Norra (17.86 ° в.д. 58,77 ° с.ш.). Для обоих временных рядов был изменен тренд, чтобы удалить долгосрочный сигнал эвстатического и изостатического подъема суши. Перекрывающийся диапазон с октября 2004 г. по сентябрь 2006 г. использовался для согласования обоих наборов данных друг с другом. Стандартное отклонение оставшихся различий между двумя станциями составляло 2,04 см для почасовых данных. В перекрывающемся диапазоне построенные временные ряды уровня моря состоят из среднечасовых значений данных уровня моря без тренда, объединенных с обеих станций.

Местное ветровое воздействие во временных масштабах до нескольких дней является причиной случайных сильных изменений уровня моря во временных рядах, отфильтрованных через фильтр нижних частот.Чтобы удалить этот мешающий сигнал, был применен пороговый фильтр, который устанавливает предел максимального изменения уровня моря за день. Мелкие и узкие Датские проливы демонстрируют ограниченную транспортную способность и действуют как фильтр нижних частот для общего изменения объема за время (Lass, 1988). Для данной разницы уровня моря Δη _s между Каттегатом и западной частью Балтийского моря перенос Q можно оценить с помощью квадратичного закона трения (Jacobsen, 1980; Omstedt, 1987).

Q = Δηs − BKf⁢ (3)

Где K _f — это эмпирический коэффициент трения для Морского пояса или Звука, а B — поправочное смещение для разницы уровней моря из-за бароклинного градиента давления вдоль канала. Значение B обычно составляет порядка нескольких сантиметров. Неопределенность этой оценки переноса составляет около 10% (Mattsson, 1996). Нижние пределы K _f равны 1.6 ⋅ 10 ^-10 с ² м ^-5 и 2 ⋅ 10 ^-11 с ² м ^-5 для моря Звука и Пояса, соответственно (Jakobsen et al., 1997, 2010). Перепад уровня моря между Каттегатом и западной частью Балтийского моря редко превышает 100 см (Hela, 1944). Максимальный наблюдаемый перепад уровня моря между станциями Гедсер и Хорнбек с 1900 года по настоящее время составлял 280 см. Используя ограничения для K _f и максимальный перепад уровня моря Δη _s , равный 300 см, верхний предел транспортировки через Датские проливы составляет около 45 км ³ d ^-1 .Это соответствует максимальному среднему изменению уровня моря на 12 см d ^-1 и сравнивается с оценками, данными Хелой (1944) и Лассом (1988). Изменения уровня моря Landsort выше этого предела не вызваны водообменом с Северным морем и были удалены из временного ряда.

Другие резко выраженные краткосрочные колебания уровня моря в Ландсорте, которые не превышают порог максимального изменения уровня моря, вызваны сейшами, инерционными движениями, приливами и частично местным ветровым воздействием.Эти процессы не имеют отношения к транспорту в Датских проливах. Самый медленный из этих сигналов — первая сейша собственно Балтики с периодом 27 часов. Чтобы исключить краткосрочные колебания процессов, которые не влияют на общее изменение объема, временной ряд уровня моря был подвергнут фильтрации нижних частот с использованием фильтра Баттерворта 4-го порядка с частотой отсечки 0,0347 ч ^-1 (1,2 дня). Отфильтрованные временные ряды уровня моря Landsort использовались в качестве среднего уровня Балтийского моря для расчета изменений общего объема.

Речной сток

Второй важной составляющей водного бюджета является избыток пресной воды из рек, впадающих в Балтийское море. В среднем средний речной сток 436 км ³ a ^-1 почти сопоставим с общим притоком соленой воды из Северного моря и примерно в 10 раз больше, чем чистый поток пресной воды от осадков и испарения в море. поверхность. Однако речной сток демонстрирует большую сезонную и межгодовую изменчивость, которая учитывается при оценке объемов переноса.Данные о речном стоке были получены из нескольких источников. К сожалению, они не охватывают весь временной диапазон с 1886 года по сегодняшний день. Данные о годовом расходе с 1950 по 2012 год можно найти в информационных бюллетенях ХЕЛКОМ (Kronsell and Andersson, 2013). Оценки годового стока реки с 1901 по 1949 год были взяты из Cyberski et al. (2000). Реконструированные данные по стоку за период до 1901 г. из Hansson et al. (2011). Месячные данные по стоку за 1921–1975 гг. Доступны у Mikulski (1982), а также у Cyberski et al.(2000) за 1976–1990 годы. С 1981 по 2017 год ежедневный сброс из выходных данных модели HYPE (настройка: E-HYPEv3.1.3_GFD; HYPE_version_4_10_9) обеспечивается SMHI (2018a). Модель откалибрована с использованием суточных данных со станций речного стока.

Используя приведенные выше данные, были построены временные ряды годовых расходов за период 1887–2017 гг. И месячные временные ряды за период 1921–2017 гг. Кроме того, на основе набора данных Mikulski (1982) была рассчитана месячная климатология стока за период 1921–1940 гг.Климатология и временные ряды годовых расходов используются для расчета данных о ежемесячных расходах за период 1887–1920 гг. Это позволило восстановить временные ряды месячных расходов за весь период 1887–2017 гг. После этого данные о суточных расходах были интерполированы из месячных временных рядов. Подробный статистический анализ стока Балтийской реки выходит за рамки данного исследования и может быть найден, например, в Bergström and Carlsson (1994).

Полученные временные ряды почасового изменения уровня моря и суточного стока используются для расчета временного ряда общего баротропного переноса объема Q (t) в Балтийское море в соответствии с уравнением (2).Климатологическое значение среднего количества осадков за вычетом излишка испарения считается с постоянным дневным излишком 0,109 км ³ д ^-1 .

Данные о солености

Для расчета массы соли, импортированной во время притока, требуется информация о солености поступающей воды. Для некоторых периодов данные о солености в Море Пояса и Звуке доступны с наблюдений плавучих маяков, стационарных станций и буев. Временной масштаб процессов притока порядка нескольких дней требует, по крайней мере, ежедневных наблюдений, чтобы охватить событие притока с надлежащим разрешением.Для моря Бельта, а именно для района Дарсс-Силл, ежедневные данные о солености доступны с датского легкого судна «Gedser Rev» в период с 1897 по 1976 год. В этом наборе данных есть два основных пробела из-за мировых войн I и II (Feistel et al. , 2008). Второй набор данных ежедневных наблюдений солености со станции Darss Sill МАРНЕТ доступен за период с 1992 года по настоящее время. Фишер и Маттеус (1996) использовали тот же набор данных. Соленость в обоих местах измерялась на разной глубине и в несколько разных положениях в последующие периоды измерений.Для оценки последовательных суточных временных рядов средней солености за весь период исследований данные были интерполированы по вертикали на эквидистантный вектор глубины с разрешением 1 м. Поскольку вертикальный градиент солености слаб во время баротропного притока, интерполяция вызывает лишь небольшую погрешность. Интерполированные профили солености были усреднены для получения дневных временных рядов средней солености на восточной окраине пояса s _B (t) .

Смещение во временном ряду солености вызвано разными точками наблюдения.Станция MARNET Darss Sill расположена примерно в 47 км к востоку от позиции легкого корабля Gedser Rev. Поперечное сечение моря Бельта почти удваивается с 0,461 км ² на Гедсер-Рев до 0,844 км ² на станции МАРНЕТ (Mohrholz et al., 2015). Между двумя станциями поступающая соленая вода разбавляется за счет уноса солоноватой поверхностной воды из бассейна Аркона. К сожалению, не существует перекрывающегося периода наблюдений временных рядов в обоих положениях, что позволяет оценить уменьшение солености.Однако результаты модели предполагают среднее уменьшение солености притекающей воды примерно на 1,5 между обеими станциями (Mohrholz et al., 2015). Таким образом, средняя соленость, измеренная на пороге Дарсс, была увеличена на это смещение, чтобы получить последовательные временные ряды для всего периода исследования.

Данные о солености в море Бельта охватывают 68% периода времени с 1887 по 2017 годы. Основные пробелы во временных рядах средней солености существовали до 1897 года, во время обеих мировых войн (ноябрь 1915 — февраль 1920 и ноябрь 1939 — сентябрь 1945) , а также с апреля 1976 г. по ноябрь 1991 г.Для этих промежутков задана соленость притекающей воды со средними значениями 18,2 и 21,7 для Море пояса и Пролива соответственно. Каковы средние значения для 90 крупных притоков в период с 1897 по 1976 год (Fischer and Matthäus, 1996). Стандартное отклонение этих средних значений составляет 1,2 и 1,4. Применение постоянной солености притока вызывает неопределенность 7-8% в общей соленой массе событий притока, которые имели место в периоды без наблюдений солености.

Данные о солености для Звука доступны из наблюдений с легковых судов в Оскарсгрундете (55 ° 35′N, 12 ° 51′E) и Калксгрундет (55 ° 37′N, 12 ° 53′E), опубликованных сервером SMHI Opendata ( SMHI, 2018b).Данные охватывают период с января 1883 года по декабрь 1961 года в Оскарсгрундете и с января 1883 года по декабрь 1922 года в Калксгрундете соответственно. Оба временных ряда содержат несколько пробелов. Наиболее полный период с ежедневными наблюдениями — с января 1883 г. по декабрь 1922 г. После этого частота наблюдений была сокращена до 10-дневного интервала. Другой набор данных о солености в Звуке был получен из базы данных EMODNET. Этот временной ряд охватывает период с июня 2001 г. по июль 2010 г. для станции Дрогден (55 ° 32′N, 12 ° 43′E).Станция расположена примерно в 8 км к юго-востоку от исторической позиции плавучего маяка Оскарсгрундет, но внутри пролива (сравните Рисунок 1).

Транспортировщики соли

Для расчета переноса соленой воды в Балтийское море временной ряд общего объема переноса Q (t) был разделен с фиксированным соотношением на объемы переносов через ленту Q _B (т) и звук Q _S (т) .

Q (t) = r⋅QB (t) + (1 − r) Qs (t) с r = 0.78

Отношение анализировалось несколькими авторами и обычно составляло от 75 до 80% для моря Бельта и от 25 до 20% для пролива (например, Jacobsen, 1980; Mattsson, 1996). Соотношения 80/20%, 78/22% и 75/25% были применены для проверки его воздействия на общую массу соли, импортируемой во время MBI. Ниже индексы B и S используются для обозначения аналогичных переменных для пояса и звука. Если используемые уравнения одинаковы для обоих каналов, дается только уравнение для пояса.

Обычно существует фронт солености между солоноватыми поверхностными водами Балтийского моря и солеными поверхностными водами Каттегата. В условиях оттока этот фронт расположен на северной окраине Датского пролива. Прежде чем произойдет приток соленой воды в западную часть Балтийского моря, фронт солености должен сместиться за пределы Дарссского порога в Поясе и Дрогденского порога в проливе. Этот период притока до тех пор, пока соленая вода не достигнет порога Дарсс, описывается как период, предшествующий МБИ (Matthäus and Franck, 1992), который обычно длится 5–25 дней.В это время Море Пояса и пролив промывают соленой водой Каттегат. Из-за различных объемов и транспортных возможностей обоих каналов фронт солености достигает Балтики сначала в проливе, а через несколько дней — в море пояса. Поскольку временные ряды солености имеют большие промежутки, по этим данным невозможно было определить периоды, когда фронт солености расположен на балтийской стороне порогов для всего периода исследования. Вместо этого транспорты в поясе и проливе, полученные из изменения объема Балтики, использовались для оценки приблизительных позиций p _B (t) и p _S (t ) фронта солености для каждого канал.В условиях притока смоделированный фронт солености смещался от Каттегата [ p (t) = 0 ] в сторону Балтики до тех пор, пока он не достигал балтийской кромки канала [ p (t) = 1 ], и наоборот. Позиции фронтов рассчитывались пошагово для каждого временного шага t с использованием эффективного буферного объема V _buffer 110 км ³ для Морского пояса и 10 км ³ для Звука, соответственно:

pB (t + 1) = pB (t) QB (t) ⋅ΔtVbufferwithpB (t + 1) = 1⁢ для pB (t + 1)> 1pB (t + 1) = 0⁢ для pB (t + 1 ) <0

Объемы буфера были получены из топографических данных Seifert et al.(2001), за исключением более крупных участков Кильской бухты и Мекленбургской бухты в море Бельта. Буферные объемы сравниваются с объемами притока солоноватой воды в предшествующий период недавнего MBI в декабре 2014 г. (Mohrholz et al., 2015), которые были оценены в 103 и 110 км ³ для моря Бельта с использованием двух независимых методов расчета. .

Временные ряды объема поступающей воды были получены из временных рядов баротропного переноса в обоих каналах:

VB (t) = QB (t) ⋅Δt⁢ с VB (t) = VB (t) ⁢ для QB (t)> = 0 VB (t) = 0⁢ для QB (t) <0

Перенос соли S (t) в Балтийское море был рассчитан путем умножения объема поступающей воды V (t) на среднюю соленость s для Морского пояса и залива.Только перевозки в случаях, когда фронт солености p (t) расположен на балтийской стороне каналов [ p (t) = 1 ], учитывались как импорт соленой воды в Балтийское море.

SB (t) = VB (t) ⋅sB (t) ⁢ с SB (t) = SB (t) ⁢ для pB (t) = 1SB (t) = 0⁢ для pB (t) <1

Обнаружение событий MBI

После этого MBI должны быть обнаружены во временном ряду притока и массы импортированной соли. Прямое применение критериев MBI, разработанных FM96, невозможно, поскольку они основаны на стратификации и солености дна в поясе и проливе.Этот метод является косвенной мерой для транспортировки физиологического раствора. Критерии, согласно которым приток должен длиться не менее пяти дней подряд на пороге Дарсс, чтобы его можно было засчитать как MBI, могут быть применены к нашему временному ряду по транспортировке. Однако он является искусственным в том смысле, что при этом значении не происходит естественного падения частотного распределения длительностей событий притока.

Из временного ряда объемов притока были определены единичные события баротропного притока путем идентификации всех периодов с непрерывным направленным внутрь переносом объема [V (t)> 0].Это приводит к большому количеству краткосрочных баротропных притоков в обоих каналах, поскольку высокая изменчивость переноса в проливах вызывает частые изменения направления потока. Это часто разбивает более крупные притоки на несколько второстепенных событий. Franck et al. (1987) считали два последовательных события притока как один, если перерыв между двумя событиями был короче 2 дней, а донная соленость и коэффициент стратификации соответствовали определенным пределам. Это было неприменимо для нашего подхода к объемным перевозкам и транспортировке соли.Для принятия решения о том, относятся ли последующие события притока к одному более крупному событию притока, снова использовался временной ряд уровня моря в Ландсорте. Время реакции уровня Балтийского моря на внешнее баротропное воздействие, например, изменение уровня моря в Каттегате, составляет около 10 дней (Lass, 1988). Это применяется, чтобы определить, принадлежат ли последовательные события притока к одному основному притоку. Временные ряды среднего уровня моря были отфильтрованы фильтром Баттерворта с отсечкой 10 дней. В этом временном ряду, отфильтрованном через фильтр нижних частот, устранены краткосрочные колебания среднего уровня Балтийского моря, которые вызывают кратковременное изменение направления потока в Датских проливах.Теперь последующие события притока, которые происходят в тот же период монотонного повышения уровня моря, полученные из 10-дневного временного ряда среднего уровня моря, отфильтрованного через фильтр нижних частот, были объединены в одно событие притока. Это снизило общее количество событий баротропного притока с 2781 до 2022 в период с 1887 по 2017 год.

После этого для каждого события притока были рассчитаны время начала и окончания притока, начало перелива солевого раствора, общий объем притока, объем соленой воды и масса импортированной соли для обоих транспортных каналов.Около 70% (1415) случаев баротропного притока были достаточно сильными, чтобы переносить соленую воду в Балтийское море. Эти события бывают двух типов: притоки, которые переносят соленую воду исключительно через пролив в Балтийское море, и притоки с притоком соленой воды через оба канала. Для статистического анализа и сравнения с временными рядами MBI Фишера и Маттеуса (1996) были извлечены три подмножества событий притока. Комплект DD1 охватывает все мероприятия с притоком соленой воды в течение минимум 1 дня на пороге Дрогден в проливе Саунд.Набор DS1 содержит события притока с притоком солевого раствора через пролив и по крайней мере 0,5-дневным притоком солевого раствора на порог Дарсс. Все события, которые длились не менее 5 дней на Дарссском пороге, были обобщены в наборе DS5, наиболее сопоставимом с временным рядом FM96. DS5 — это подмножество DS1, которое является подмножеством событий DD1.

Состояние дна в бассейнах Центрального Борнхольма и Восточного Готланда

Пересмотренные временные ряды событий MBI были подтверждены данными об условиях окружающей среды в глубоком слое (85–90 м) Борнхольмской котловины и восточной части Готландской котловины (200 м).Данные о температуре глубинной воды, солености и концентрации кислорода были получены из базы данных ICES (Международный совет по исследованию моря [ICES], 2014) и из базы данных IOW ODIN. Данные были собраны в основном в рамках конкретных национальных мероприятий по мониторингу в соседних странах Балтии и в ходе многочисленных исследовательских проектов. Хотя методы наблюдения и отбора проб для температуры, солености и концентрации кислорода менялись со временем, все доступные данные были объединены в один временной ряд для каждого параметра.Данные о солености приведены в единицах практической солености согласно ТЭОС-10 (IOC et al., 2010). Концентрации кислорода даны в старой единице [мл л ^-1 ], поскольку это исходная единица для большинства данных по кислороду. Временной ряд глубинных вод Борнхольмского бассейна охватывает период с 1960 по настоящее время и состоит из 2930 точек данных, собранных в районе станции Борнхольмская глубина (BY5, 55 ° 15′N 15 ° 59′E). Временные ряды солености для восточной части Готландской впадины содержат данные с 1877 г. по настоящее время.Большинство из 924 точек данных было собрано после 1951 г. на станции Готландская глубокая или вблизи нее (BY15, 57 ° 19′N 20 ° 03′E).

Результаты

Последовательность событий баротропного притока была рассчитана для трех различных соотношений переноса между морским поясом и проливом (75/25, 78/22 и 80/20) и для переменной предписанной солености, временами без наблюдений за соленостью (соленость Звук / пояс : 17,2 / 20,7, 18,2 / 21,7 и 19,2 / 22,7). Результаты были усреднены, и была рассчитана неопределенность массы импортированной соли для каждого случая притока.Общее количество событий притока в определенных подмножествах DS5, DS1 и DD1 за период 1897–2017 гг. Составило 132, 296 и 1415, соответственно. Импортированная соляная масса из явлений притока подгруппы DS5 изображена на Рисунке 2 вместе с их неопределенностью и соленостью на 200 м в бассейне восточного Готланда. Суммарная солевая масса наиболее сильных событий колеблется от 2 до 5 Гт. Экстремальные явления с импортом соли более 4 Гт наблюдались в 1898, 1921, 1951 и 2014 годах. Самым сильным явлением является приток в декабре 1951 года с 4.66 Гт импорт соли. Усредненные свойства событий притока подмножеств DS5, DS1 и DD1 сведены в Таблицу 1.

РИСУНОК 2. Время и общая солевая масса событий баротропного притока из набора притока DS5 (синие столбцы) и их неопределенность (красный диапазон) по сравнению с временными рядами солености на глубине 200 м в центрально-восточном бассейне Готланда.

ТАБЛИЦА 1. Количество событий баротропного притока и усредненные свойства для подмножеств притока DS5, DS1, DD1 и последовательности притока FM96 за период 1887–2017 гг.

Для оценки долгосрочных тенденций количество баротропных притоков в год и соответствующий импорт соли в год были рассчитаны для трех подмножеств притока. Из-за их стохастической природы частота событий, а также годовой импорт соли демонстрируют большие колебания из года в год, особенно для подгруппы DS5. Таким образом, количество событий притока было объединено в последующие 5-летние секции, а временные ряды импорта соли были отфильтрованы сглаженным текущим средним фильтром нижних частот с периодом отсечения 11 лет.Результаты показаны на Рисунке 3. Годовое количество событий притока подмножеств DD1 и DS1 отражает только незначительные изменения от года к году. Набор притока DS5 имеет ярко выраженную межгодовую изменчивость, которая проявляется в количестве событий притока для 5-летних участков. Долгосрочные средние числа событий притока выявили 10, 23 и 108 событий за 10 лет для подмножеств DS5, DS1 и DD1, соответственно. Также ежегодно импортируемая масса соли увеличивается с 1,58 до 2,54 и 4,02 Гт для трех временных рядов.Число баротропного притока и годовой импорт соли для подгрупп DS1 и DS5 отражают меж десятилетние колебания с расчетным периодом в 20–30 лет. Локальные минимумы количества более крупных притоков (DS5) и годового поступления соли для всех подмножеств были обнаружены в 1905, 1930, 1960, 1987 и 2007 годах. Локальные максимумы наблюдались в 1898, 1920, 1940, 1975 и 1996 годах. Кроме того, 2017 год кажется близким к локальному максимуму, хотя может и не достигнуть реактивного уровня. Статистический анализ не выявил значимых долгосрочных тенденций ни в одном из наборов данных.

РИСУНОК 3. Количество событий баротропного притока в год в подмножествах DD1, DS1 и DS5 (вверху) . Количество событий баротропного притока за 5-летний период в подмножестве DS5 (в середине) и 11-летнем временном ряду с фильтром нижнего прохода по массе соли, ежегодно импортируемой событиями притока подмножеств DD1, DS1 и DS5 (внизу) .

Разделение притока солей между речным морем и проливом варьировалось в зависимости от конкретных событий притока (рис. 4).Как правило, происходит смещение вклада в импортированную массу соли из Звука в Морское Поясное море с увеличением силы событий притока. Для большинства случаев слабого притока отношение массы соли, проходящей через Морской Пояс, к массе соли через Пролив значительно ниже 1. Однако были также некоторые слабые события с отношением, превышающим 2. События с импортом соли более чем 2 Гт всегда имеют отношение выше 1, что указывает на то, что пояс является основным источником импорта соли. Как и ожидалось, количество импортируемой соли напрямую связано с изменением уровня моря в Ландсорте во время активного притока, поскольку предполагаемый перенос в Датских проливах основан на этом изменении уровня моря.Большинство случаев притока было связано с изменением уровня моря от 30 до 60 см. События притока с изменениями уровня моря ниже 20 см были исключительно незначительными событиями с импортом соли менее 0,5 Гт в Балтийское море (Рисунок 4, правая панель).

РИСУНОК 4. Разделение импорта соли между поясом моря и проливом во время баротропного притока (слева) , и отношение общего изменения уровня моря в Ландсорте к общему импорту соли (справа) . События подмножеств DS5 отмечены синим, DS1 красным и DD1 желтым.

Для дальнейшего анализа баротропные притоки были отсортированы по классам размеров в соответствии с их импортированной соленой массой. Были определены два набора классов разного размера: один с разрешением 0,5 Гт для всего периода с 1887 по 2017 год, а второй с разрешением 1 Гт для анализа месячного распределения. Для исследования долгосрочного изменения распределения классов размеров притока ряды притока были разбиты на три последовательных 40-летних периода с 1896 по 1935 год, с 1936 по 1975 год и с 1976 по 2015 год.Частота событий притока по классам размеров следует примерно экспоненциальному распределению, если учитывать все события баротропного притока (DD1). Для событий с переносом солевого раствора на пороге Дарсс (DS1 и DS5) количество небольших притоков уменьшается на один-два порядка, тогда как классы более высокого размера остаются неизменными (Рисунок 5). Месячное распределение количества событий притока зависит также от силы притока. Меньший приток через пролив (DS1) происходит примерно одинаково и распределяется в течение года с частотой на 10–20% зимой.За весь период с 1887 по 2017 год через пролив наблюдается около одного небольшого баротропного притока в месяц. Баротропные явления, которые также проходят через подоконник Дарсс, ограничиваются зимним сезоном с максимальной частотой в декабре.

РИСУНОК 5. Частота событий притока, отсортированная по их классам размера (слева) и ежемесячное распределение всех событий притока (справа) подмножеств притока DD1, DS1 и DS5.

Подмножества притока DS1 и DS5 сравнивались с временными рядами FM96 за три 40-летних периода (Рисунок 6).FM96 содержит всего 96 MBI за этот период, что на 20 событий меньше, чем набор DS5. Однако в FM96 есть два пробела без данных во время Первой и Второй мировых войн, всего 10,5 лет. В период с 1896 по 1935 год количество событий сопоставимо между сериями FM96 и DS5 (Таблица 2). Кроме того, распределение классов по размеру почти одинаково, учитывая неопределенность из-за различных методов оценки и небольшого количества притоков. Месячное распределение притоков показывает некоторые различия для меньших притоков.Как и ожидалось, набор данных DS1 содержит большее количество второстепенных притоков, чем FM96 и DS5, поскольку эти события не соответствуют критериям продолжительности 5 дней на пороге Дарсс, и поэтому они не классифицируются как MBI. Однако количество средних и крупных притоков сопоставимо с FM96 и DS5. Распределение притока за период с 1936 по 1975 год соответствует форме предыдущего периода. И снова FM96 и DS5 отображают почти одинаковое количество событий притока во всех классах размеров. Также в этот период количество событий небольшого притока в наборе данных DS1 выше, чем в FM96 и DS5.Месячное распределение средних и крупных событий сопоставимо между тремя сериями притока. Существенная разница FM96 и DS5 наблюдалась за 40-летний период с 1976 по 2015 год. Количество событий притока в FM96 снизилось с 40 и 45 событий в предыдущие периоды до только 11 за последние 40 лет. Это было вызвано в основном отсутствием малых и средних притоков. Временные ряды DS5 и DS1 не показали аналогичного поведения. Здесь количество притоков остается на уровне предыдущих периодов.Также их ежемесячное распределение не изменилось за третий 40-летний период.

РИСУНОК 6. Ежемесячная частота классов притока в течение трех последующих 40-летних периодов 1896–1935 гг. (вверху) , 1936–1975 гг. (посередине), и 1976–2015 гг. (внизу) для притока серии FM96, DS5 и DS1.

ТАБЛИЦА 2. Количество событий баротропного притока серий притока FM96, DS5 и DS1 за три 40-летних периода и различных классов размеров.

Для анализа корреляции между событиями FM96 и новым временным рядом события из подмножеств DS5, DS1 и DD1 были связаны с одновременными событиями FM96. Все 108 событий FM96, которые произошли после 1887 года, присутствуют в подмножестве DD1. Ряд 93 и 61 события FM96 были обнаружены в подмножествах DS1 и DS5 соответственно. Импортированная соляная масса событий притока из серии FM96 была коррелирована с событиями подмножества DS5. Линейная аппроксимация по происхождению показала, что коэффициент корреляции R ² равен 0.8 (рисунок 7). События FM96, которые не содержались в подмножестве DS5, относятся к классам размеров ниже 2 Gt. В обоих наборах данных были обнаружены все сильные и экстремальные явления.

РИСУНОК 7. Корреляция событий FM96 и связанных событий притока подмножеств DS5 (синий), DS1 (красный) и DD1 (желтый). Соответствие исходной точки и ее доверительный интервал 99% обозначены сплошными черными и пунктирными линиями.

Время и сила событий притока временных рядов DS5 и DS1 сравнивались с временным поведением солености и концентрации кислорода в глубоководном слое (85–90 м) бассейна Борнхольма за период с 1960 г. по настоящее время.MBI потенциально достаточно сильны, чтобы изменить условия окружающей среды, по крайней мере, в западной части Балтики. Таким образом, события притока должны оставить свой след в глубоководных свойствах Борнхольмского бассейна. Временные ряды солености изображают зубчатый узор (рис. 8). Резкое повышение солености глубоководных вод произошло примерно через 20–30 дней после притока. За скачками следует фаза медленного уменьшения солености из-за диапикнального перемешивания и уноса слабосоленой воды из перекрывающего верхнего слоя.Большие скачки солености с изменением более 2 г / кг ^-1 связаны со средним и сильным притоком 1969, 1972, 1975, 1982/83, 1993, 2003 и 2014 годов. события вызывают скачки солености. Есть некоторые средние притоки, которые почти не влияют на соленость глубоководных вод в бассейне Борнхольма, например, 1964, 1973, 1984 или 1994. Эти события произошли в периоды с высокой соленостью глубоководных вод, установленной предшествующим притоком. Не каждый скачок солености может быть связан с притоком DS5.Также некоторые из событий DS1 были достаточно сильными, чтобы значительно изменить соленость глубоководных вод (например, 1986, 1989, 1992, 2006 и 2010 годы). Это было приурочено к периодам с засолением дна.

РИСУНОК 8. Временные ряды придонной солености (черный) и концентрации кислорода (красный) в Борнхольмской впадине (85–90 м), наложенные на события баротропного притока подмножеств DS5 (синие столбцы) и DS1 (зеленые столбцы) ).

Более чувствительным параметром для отслеживания событий притока в Борнхольмский бассейн является концентрация кислорода в глубинных водах.Хотя частота отбора проб была ниже, чем для солености. Почти каждое событие притока временных рядов DS5 и DS1 может быть обнаружено по концентрации кислорода в глубоководных водах, поскольку биогеохимический распад кислорода происходит намного быстрее, чем диапикнический захват слабосоленой воды в глубоководный объект. Хорошими примерами являются периоды с высокой соленостью после сильного притока, такого как 1972, 1993 или после 2014 года. Тогда соленость глубоководной воды все еще была на высоком уровне, тогда как концентрация кислорода была достаточно низкой, чтобы проследить следующий приток.

Обсуждение

Используя независимые и последовательные временные ряды уровня Балтийского моря, речного стока и солености, баротропная активность притока за последние 120 лет была реконструирована, и прежние пробелы в серии FM96 MBI были заполнены. Пересмотренный ряд притока включает любой баротропный приток в Проливе и Белом море, который длится не менее 1 дня на пороге Дрогден (набор притока DD1). Это не согласуется с определением MBI Фишера и Маттеуса (1996). Для сравнения результатов этого исследования с серией FM96 были выбраны все события притока с поступлением физиологического раствора не менее 5 дней на порог Дарсс.Эта группа баротропных притоков (DS5) больше всего похожа на классический MBI.

Как и ожидалось, приток DS5 происходит в основном в осенне-зимний период с сентября по апрель с максимальной частотой с ноября по январь, аналогично классическому MBI (Matthäus and Schinke, 1994). До 1983 года оба алгоритма для определения крупных баротропных притоков выявляли почти все события MBI, хотя расчетная сила особенно различалась между сериями притоков DS5 и FM96 (Рисунок 9).Это подтвердило применимость нового алгоритма, который использует уровень моря Landsort. Поскольку до 2006 г. изменений в методах наблюдений за уровнем моря не происходит, метод должен также давать надежные данные за период после 1983 г. В отличие от нынешних данных по ряду притока FM96, который предполагает сильное уменьшение частоты основного притока Балтийского моря с Это исследование 1980-х годов показывает, что частота основных притоков в Балтийский регион не отражает долгосрочной тенденции в течение последнего столетия. Однако существует выраженная межгодовая изменчивость с временным масштабом 25–30 лет.

РИСУНОК 9. Сравнение последовательности MBI DS5 (вверху) с FM96 (внизу) . Серые области обозначают периоды без данных. Внизу изображена доступность наблюдений временных рядов на Gedser Rev и Darss Sill.

Алгоритмы обнаружения крупных баротропных притоков, использованные Фишером и Маттеусом (1996), и это исследование основаны на различных подходах. В классическом подходе использовались вертикальные профили солености на пороге Дарс и Саунд, предполагая, что баротропные условия притока характеризуются высокой соленостью и слабой вертикальной стратификацией.Кратковременное изменение направления потока во время притока этим методом не обнаруживается. Алгоритм обнаружения MBI FM96 имеет два основных ограничения. Во-первых, MBI не были получены напрямую от водного транспорта через Датские проливы. Во-вторых, применение фиксированных эмпирических порогов минимальной солености и вертикальной стратификации решающим образом зависит от места проведения измерений на порогах. Однако алгоритм FM96 дает надежные результаты, если доступны непрерывные наблюдения за соленостью и стратификацией в Датских проливах.

Оценка переноса на основе изменения уровня моря Landsort предоставляет более прямые оценки водообмена с Северным морем, хотя краткосрочные колебания во временных масштабах от часов до 1,5 дней были отфильтрованы. Это может привести к более высокой неопределенности для событий короткого притока, но события баротропного притока по шкале MBI с продолжительностью перелива не менее 5 дней на пороге Дарсс менее подвержены влиянию. Расчет массы завезенной соли иногда бывает простым, когда доступны измерения солености в датских проливах.Введение искусственных фронтов солености и средней солености притока на порогах Дарсс и Дрогден позволяет оценить импорт соли также в периоды без наблюдений за соленостью, хотя неопределенность импорта соли возрастает. Это позволило реконструировать непрерывную и последовательную серию событий баротропного притока. Изменение коэффициента переноса между Море Пояса и Проливом в наблюдаемых пределах оказывает лишь незначительное влияние на силу событий притока.

Mohrholz et al.(2015) предположили, что текущая статистика MBI смещена с момента окончания наблюдений плавучего маяка на Gedser Rev в 1976 году. В частности, отсутствие слабых и средних притоков после 1980 года противоречит обычному частотно-интенсивному распределению MBI, приведенному Фишером и Маттеусом. (1996) за период 1897 — 1976 гг. (Ср. Рис. 6). События баротропного притока изображают экспоненциальное частотное распределение. Самые маленькие события имеют самую высокую частоту. Чем крупнее события, тем реже они происходят.Нет значительного изменения атмосферного воздействия, которое могло бы объяснить сдвиг частотного распределения в сторону более значительных притоков.

Одновременно с уменьшением активности притока в ряду притока FM96 примерно в 1980 г. также набор притока DS5 показывает заметное падение частоты событий притока, которое объясняется межгодовой изменчивостью частоты притока. К сожалению, этот минимум повторяемости больших притоков произошел в то же время, когда были прекращены непрерывные наблюдения за соленостью на Гедсер Рев.В течение следующего десятилетия обнаружение MBI проводилось с использованием наблюдений за размером соленого глубоководного объекта в бассейне Аркона. Данные были собраны в ходе регулярных мониторинговых рейсов и случайных наблюдений IOW, связанных с проектами. Частота наблюдений была примерно раз в два месяца. Таким образом, незначительные события притока короткой продолжительности были отфильтрованы грубым пространственным разрешением и низкой частотой дискретизации наблюдений. Низкая частота MBI в серии FM96 между 1976 и 1991 годами может быть объяснена как временным падением частоты MBI из-за межгодовой изменчивости, так и окончанием непрерывных наблюдений солености на станции Gedser Rev.

В 1991 году на пороге Дарсс была установлена ​​новая наблюдательная платформа, которая с тех пор используется для непрерывного мониторинга водообмена через море Бельта. Эта станция является частью немецкой сети MARNET и расположена в 47 км к востоку от исторического местоположения плавучего маяка Gedser Rev. Площадь поперечного сечения моря Бельта увеличивается между обоими позициями с 0,46 км ² до 0,84 км ² . Станция МАРНЕТ Дарсс Силл расположена на краю бассейна Аркона примерно в 20 км к востоку от топографического Силла Дарсс.На пути соленой воды от Gedser Rev до Darss Sill и далее к станции MARNET Darss Sill унос окружающей солоноватой воды снижает соленость поступающей воды на 1–1,5, и даже изменяется стратификация. Из-за увеличения глубины воды к востоку от топографического силла Дарсс, приток соленого водоема погружается под солоноватоводную поверхность. На станции МАРНЕТ Дарсс Силл поверхностный слой состоит в большинстве случаев из поверхностных вод бассейна Аркона даже в условиях притока.Только сильные притоки, как в декабре 2014 г., охватывают также поверхностный слой на станции МАРНЕТ. Смещение в ряду притока FM96 после 1991 г. вызвано в основном смещением непрерывных наблюдений за соленостью к краю бассейна Аркона без корректировки критериев идентификации MBI. Как нижняя средняя соленость притекающей воды на станции МАРНЕТ, так и более сильная стратификация привели к сильному сокращению обнаруженных случаев притока. Это особенно повлияло на идентификацию событий незначительного притока, которые больше не признавались как MBI.Однако также некоторые более крупные баротропные притоки не соответствовали критериям MBI. Хорошим примером является приток в ноябре 1996 года, который принес около 80 км ³ высокосоленой воды в Балтийское море, но не соответствовал критериям MBI на пороге Дарсс (Matthäus et al., 1996). По завезенной массе соли от 1,5 до 1,7 Гт этот приток следует классифицировать как средний по величине MBI.

Дополнительным свидетельством того, что перенос соли в Балтийское море не изменился, является его стабильная средняя соленость в течение последних десятилетий.Используя хорошо установленные долгосрочные средние значения объема и средней солености поступающей соленой воды около 480 км ³ с соленостью 17, общий импорт соли в год можно оценить в 8,2 Гт. Баротропный приток вносит примерно половину этого количества в 4Gt (Таблица 3), что также было подтверждено результатами Stigebrandt (1983). Более крупные события DS5, которые по сравнению с классическим MBI, вносят всего 1,6 Гт в год с большими межгодовыми колебаниями. Это всего 20% годового импорта соли в Балтийское море.Однако они имеют решающее значение для обновления глубокой воды и вентиляции. Более мелкие баротропные притоки (DD1 — DS5) поставляют в Балтийское море в среднем 2,44 Гт соли с гораздо более низкой годовой изменчивостью ± 0,8 Гт и почти постоянным числом около 10 событий в год. Импорт соли на более мелкие мероприятия составляет в среднем 30% от общего импорта соли в Балтийское море. Долгосрочная изменчивость импорта соли в результате баротропного притока в основном вызвана изменчивостью событий DS5 (сравните Рисунок 3).

ТАБЛИЦА 3. Вклад баротропных притоков в общий годовой импорт соли Балтийского моря.

Вклад моря Бельта и пролива в общий импорт баротропной соли зависит от масштабов притока. Если все баротропные явления будут признаны, на Sound будет приходиться 2,79 Гт импортируемой соли в год по сравнению с 1,23 Гт соли, проходящей через порог Дарсса, что составляет соотношение 69 и 31%. Линтруп и Якобсен (1999) оценили ежегодный импорт соли через пролив Звука 2.3–4 Гт, на основе наблюдений за течением и соленостью в период с 1994 по 1997 год. Поток через пролив в течение всего года в основном баротропный. Таким образом, оценка импорта соли в 2,79 Гт в год соответствует их результатам. Коэффициент переноса между проливом Пролив и Морским поясом только для событий DS5 составлял от 45 до 55%, со среднегодовым импортом соли 0,71 Гт и 0,87 Гт соответственно. Как и ожидалось, перенос соли в море пояса превышает перенос соли в случае крупных баротропных явлений.

Классификация событий баротропного притока как MBI остается открытым вопросом.Распределение классов размеров баротропных притоков имеет почти экспоненциальную форму. В распределении нет локального минимума, который дает правильное обоснование разделения между MBI и второстепенными баротропными событиями. Правило, согласно которому MBI должно длиться не менее 5 дней подряд на пороге Дарсса, также в некотором роде искусственно. Как показано на Рисунке 5, произошли события DS1, обычно не классифицируемые как MBI, которые транспортируют до 2 Гт соли в Балтийское море. В то время как значительное количество событий DS5 ограничено классами размера 0.5 и 1.0 Gt. Lehmann and Post (2015) ввели термин «большие изменения объема» (LVC), которые представляют собой баротропные притоки с общим изменением объема для Балтийского моря более чем на 100 км ³ за период 40 дней, независимо от количества импорт соли. Это определение включало речной сток и было пересмотрено Lehmann et al. (2017). Согласно их пересмотренному определению, для LVC требуется минимальный чистый приток в 60 км ³ из Северного моря. Эти LVC-события имеют более высокую частоту, чем FM96 MBI.Mohrholz et al. (2015) рассчитали эффективный буферный объем около 110 км ³ для моря Бельта, который обычно должен быть заменен соленой водой до того, как начнется приток соленой воды на пороге Дарс. Таким образом, текущий подход LVC кажется не подходящим для замены классического определения MBI, и на самом деле он не был предназначен Lehmann et al. (2017). Наиболее полезный подход был уже указан Фишером и Маттеусом (1996) при использовании общего объема импорта соли для их модифицированной классификации MBI.Хотя классификация событий баротропного притока на MBI и меньшие притоки может быть устаревшей с текущей точки зрения, можно применить классификацию размера FM96 без использования термина MBI. Затем баротропные притоки просто классифицируются как слабые, умеренные (или средние), сильные и очень сильные (или экстремальные) явления с использованием пределов импорта соли 1, 2 и 3 Гт соответственно. Однако это всего лишь предположение, и его необходимо обсудить в научном сообществе. Подобная классификация не имеет никакого отношения к экологическому воздействию конкретного баротропного притока.Безусловно, увеличивает вероятность того, что соленые воды притока достигают глубоких слоев центральной Балтики с его размерами, но также стратификация солености Балтики до притока имеет решающее влияние на обновление и вентиляцию глубинных вод. Включение экологических аспектов в классификацию MBI, таких как обеспечение кислородом глубинных слоев центральной Балтики, представляется возможным и полезным с точки зрения экосистемы. Однако это в значительной степени усложняет классификацию событий притока, поскольку требуемые данные отсутствуют до 1950 г.И даже сегодня временное и пространственное разрешение собранных данных недостаточно, чтобы проследить экологическое воздействие каждого конкретного случая притока.

Заключение

Основные результаты этого исследования резюмируются следующим образом:

1. Построен непрерывный ряд баротропного переноса соленой воды в Балтийское море за период с 1887 г. по настоящее время, что позволяет провести статистический анализ распределения явлений баротропного притока.

2.В отличие от серии притока FM 96, рассмотренная серия событий баротропного притока не отражает долгосрочного тренда в частоте событий и соответствующем годовом переносе соли за последние 130 лет.

3. Частота крупных баротропных притоков (события DS5) имеет ярко выраженную долгосрочную изменчивость с основным периодом около 25–30 лет.

4. Небольшие баротропные притоки происходят в течение года с низкой межгодовой изменчивостью и обеспечивают в среднем 30% общего переноса соли в Балтийское море.

5. Уменьшение частоты притока в серии FM96 после 1980-х годов можно объяснить систематической погрешностью, вызванной отсутствием ежедневных наблюдений за соленостью в период с 1976 по 1991 год и последующим смещением точки наблюдения на восток, без корректировки критериев идентификации MBI. .

6. Наблюдаемая временная изменчивость баротропных притоков соленой воды не объясняет увеличение периодов застоя в глубоководных районах Балтийского моря и распространение аноксических условий на дне в центральной части Балтийского моря.Это подчеркивает влияние усиления эвтрофикации как основного движущего фактора, как утверждают Зиллен и др. (2008); Конли и др. (2009) и ряд других исследований.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы связать долгосрочную изменчивость частоты притока с региональной изменчивостью климата и установленными климатическими индексами, например, САК. Кроме того, метод оценки переноса баротропных солей, используемый в этом исследовании, может быть дополнительно улучшен с помощью дополнительных данных in situ по датским проливам и независимых расчетов переноса, полученных на основе местных разностей уровней моря между Каттегатом и западной частью Балтийского моря.Однако это не изменит основных выводов, сделанных выше.

Заявление о доступности данных

Ежедневные временные ряды общего переноса через Датские проливы, полученные на основе изменения уровня моря Landsort / Landsort Norra, и реконструированная последовательность событий притока солей хранятся в базе данных IOW ODIN (https: //odin2.io-warnemuende. де). Эти временные ряды предоставляются с лицензией Creative Commons (CC) типа CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 /).

Авторские взносы

Автор заявляет, что представленное исследование является его собственным оригинальным исследованием.

Финансирование

Эта работа финансируется институциональными фондами Института исследований Балтийского моря им. Лейбница в Варнемюнде в рамках исследовательского направления 3 «Изменение экосистем» и долгосрочной программы наблюдений за Балтийским морем, проводимой институтом.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование было бы невозможно без общедоступности наблюдений на местах, наблюдений, предоставленных несколькими учреждениями соседних с Балтийским морем стран. Эти данные основаны на повседневной работе бесчисленного количества людей. Их работа заслуживает большого признания. Данные об уровне моря Landsort и Landsort Norra, данные наблюдений за соленостью в Звуке с легких кораблей и данные стока из модели HYPE были предоставлены сервером OpenData SMHI.Данные о плавучем маяке на Gedser Rev были опубликованы DMI. Дополнительные гидрографические данные по Датскому проливу, центральному бассейну Борнхольма и бассейну восточного Готланда были предоставлены базами данных ICES, HELCOM и EMODNET. Данные со станции MARNET Darss Sill собираются в рамках немецкой программы морского мониторинга, финансируемой BSH и выполняемой IOW.

Список литературы

Авторская группа BACC II (2015). Вторая оценка изменения климата в бассейне Балтийского моря. Берлин: издательство Springer International Publishing.

Google Scholar

Бергстрём С. и Карлссон Б. (1994). Сток рек в Балтийское море: 1950-1990 гг. Ambio 23, 280–287.

Google Scholar

Карстенсен, Дж., Андерсен, Дж. Х., Густафссон, Б. Г., и Конли, Д. Дж. (2014). Деоксигенация Балтийского моря в прошлом веке. Proc. Natl. Акад. Sci. США 111, 5628–5633. DOI: 10.1073 / pnas.1323156111

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Конли, Д.J., Björck, S., Bonsdorff, E., Carstensen, J., Destouni, G., Gustafsson, B.G., et al. (2009). Процессы, связанные с гипоксией в Балтийском море. Environ. Sci. Technol. 43, 3412–3420. DOI: 10.1021 / es802762a

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cyberski, J., Wróblewski, A., and Stewart, J. (2000). Притоки речных вод и объем воды Балтийского моря 1901-1990 гг. Hydrol. Earth Syst. Sci. Обсуждать. 4, 1–11. DOI: 10.5194 / hess-4-1-2000

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Файстель Р., Науш, Г., и Хаген, Э. (2006). Необычная активность притока в Балтийский регион в 2002–2003 гг. И различные глубоководные свойства. Oceanologia 48, 21–35.

Google Scholar

Feistel, R., Seifert, T., Feistel, S., Nausch, G., Bogdanska, B., Hansen, L., et al. (2008). «Цифровое приложение», в State and Evolution of the Baltic Sea , edds R. Feistel, G. Nausch, and N. Wasmund (Hoboken, NJ: Wiley), 625–667.

Google Scholar

Фейстель, С., Фейстель, Р., Неринг Д., Маттеус В., Науш Г. и Науманн М. (2016). Гипоксические и бескислородные регионы Балтийского моря, 1969–2015 гг. Meereswiss Ber Warnemünde 100: 2016. DOI: 10.12754 / msr-2016-0100

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фишер, Х., Маттеус, В. (1996). Важность дрогденского порога в звуке для основных притоков Балтийского моря. J. Mar. Syst. 9, 137–157. DOI: 10.1016 / S0924-7963 (96) 00046-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фишер, Т., Banyte, D., Brandt, P., Dengler, M., Krahmann, G., Tanhua, T., et al. (2013). Диапикнальное снабжение кислородом тропической зоны кислородного минимума Северной Атлантики. Биогеонауки 10, 5079–5093. DOI: 10.5194 / bg-10-5079-2013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Франк, Х. и Маттеус, В. (1992). Состояние уровня моря, связанное с основными притоками в Балтийский регион. Beitr. Meereskunde 63, 65–90.

Google Scholar

Франк, Х., Маттеус, В.и Сэммлер Р. (1987). Основные притоки соленой воды в Балтийское море в текущем столетии. Gerlands Beitr. Geophys. Лейпциг 96, 517–531.

Google Scholar

Ханссон, Д., Эрикссон, К., Омштедт, А., и Чен, Д. (2011). Реконструкция стока рек в Балтийское море, 1500–1995 гг. Междунар. J. Climatol. 31, 696–703. DOI: 10.1002 / joc.2097

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хела И. (1944). Über die schwankungen des wasserstandes in der ostsee mit besonderer berücksichtigung des wasseraustausches durch die dänischen gewässer. Ann. Акад. Sci. Фенн. 134, 1–108.

ХЕЛКОМ (1986). Водный баланс Балтийского моря. Труды по окружающей среде Балтийского моря. Хельсинки: ХЕЛКОМ.

Хордуар, Р., Аксель, Л., Лептиен, У., Дитце, Х., Кузнецов, И. (2015). Влияние повышения уровня моря на динамику поступления солей в Балтийское море. J. Geophys. Res. Океаны 120, 6653–6668. DOI: 10.1002 / 2014JC010642

CrossRef Полный текст | Google Scholar

МОК, SCOR, IAPSO (2010). Международное термодинамическое уравнение морской воды — 2010: расчет и использование термодинамических свойств. Париж: ЮНЕСКО.

Google Scholar

Якобсен, Т. С. (1980). Проект Пояса. Балтийский морской водообмен — измерения и методы. Дания: Национальное агентство по охране окружающей среды.

Google Scholar

Якобсен Ф., Хансен И. С., Оттесен Хансен Н.-Э. и Оструп-Расмуссен Ф. (2010). Гидравлическое сопротивление в Большом поясе, самом большом проливе между Северным и Балтийским морями. Estuar. Побережье. Shelf Sci. 87, 325–332. DOI: 10.1016 / j.ecss.2010.01.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Якобсен Ф., Линтруп М. и Мёллер Дж. С. (1997). Наблюдение за удельным сопротивлением в звуке Øresound. Hydrol. Res. 28, 217–232. DOI: 10.2166 / nh.1997.0013

CrossRef Полный текст

Дженкинсон, А. Ф., и Коллисон, Ф. П. (1977). Первоначальная климатология штормов над Северным морем, Меморандум синоптического климатологического отделения , Vol.62. Bracknell: Метеорологическое бюро.

Google Scholar

Йонссон, Б., Дёёс, К., Найкандер, Дж., И Лундберг, П. (2008). Стоячие волны в Финском заливе и их связь с балтийскими сейшами в масштабах всего бассейна. J. Geophys. Res. 113: C03004. DOI: 10.1029 / 2006JC003862

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кабель, К., Морос, М., Порше, К. Х., Нойман, Т., Адольфи, Ф., Андерсен, Т. Дж. И др. (2012). Влияние изменения климата на экосистему Балтийского моря за последние 1000 лет. Nat. Клим. Изменить 2, 871–874. DOI: 10.1038 / nclimate1595

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ласс, Х. У. (1988). Теоретическое исследование баротропного водообмена между Северным морем и Балтийским морем и изменений уровня моря в Балтийском море. Beitr. Meereskunde 58, 19–33.

Google Scholar

Ласс, Х.У., Швабе, Р., Маттеус, В., и Франк, Э. (1987). О динамике водообмена между Балтийским и Северным морями. Beitr. Meereskunde 56, 27–49.

Google Scholar

Леманн А., Хёфлих К., Пост П. и Мирберг К. (2017). Пути глубоких циклонов, связанных с большими изменениями объема (LVC) и основными притоками в Балтийский регион (MBI). J. Mar. Syst. 167, 11–18. DOI: 10.1016 / j.jmarsys.2016.10.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леманн, А., Пост, П. (2015). Изменчивость моделей атмосферной циркуляции, связанная с большими изменениями объема Балтийского моря. Adv. Sci. Res. 12, 219–225. DOI: 10.5194 / asr-12-219-2015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линтруп, М. Дж., И Якобсен, Ф. (1999). Важность рудных и дрогденских порогов для притока Балтийского моря. J. Mar. Syst. 18, 345–354. DOI: 10.1016 / S0924-7963 (98) 00018-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лисицын, Э. (1974). Изменения уровня моря. Амстердам: Эльзевир.

Google Scholar

Matthäus, W., и Франк, Х. (1992). Характеристики основных балтийских притоков — статистический анализ. Продолж. Полка Res. 12, 1375–1400. DOI: 10.1016 / 0278-4343 (92)

-W

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Matthäus, W., Nehring, D., Feistel, R., Nausch, G., Mohrholz, and Lass, H.U. (2006). «Приток соленой воды в Балтийское море», в Состояние и эволюция Балтийского моря, 1952–2005 , ред. Р. Фейстель, Г. Науш и Н. Васмунд (Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley), 265 –309.

Matthäus, W., Nehring, D., Lass, H.U., Nausch, G., Nagel, N., and Siegel, H. (1996). Балтийское море в 1996 году — продолжение стагнации и снижение концентрации фосфатов. Deutsche Hydrogr. Z. 48, 161–174.

Google Scholar

Matthäus, W. и Schinke, H. (1994). Средние модели атмосферной циркуляции, связанные с основными притоками в Балтийский регион. Deutsche Hydrogr. Z. 46, 321–339. DOI: 10.1007 / BF02226309

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mattsson, J.(1996). Некоторые комментарии к баротропному течению через Датские проливы и разделению потока между морем Бельта и Эресунном. Tellus 48A, 456–464. DOI: 10.3402 / tellusa.v48i3.12071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мейер, Х. Э. М., Андерссон, Х. К., Эйлола, К., Густафссон, Б. Г., Кузнецов, И., Мюллер-Карулис, Б. и др. (2011). Гипоксия в климате будущего: исследование модельного ансамбля для Балтийского моря. Geophys. Res. Lett. 38: L24608.DOI: 10.1029 / 2011GL049929

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Майер, Х. Э. М., Фейстель, Р., Пьечура, Дж., Арнеборг, Л., Бурчард, Х., Фиекас, В., и др. (2006). Вентиляция глубоководных вод Балтийского моря: краткий обзор современных знаний по наблюдениям и моделям. Oceanologia 48, 133–164.

Google Scholar

Микульски, З. (1982). Приток реки в Балтийское море 1921–1975 гг. Варшава: Польская академия наук.

Google Scholar

Mohrholz, V., Науманн М., Науш Г., Крюгер С. и Грэве У. (2015). Свежий кислород для Балтийского моря — исключительный приток солей после десятилетия застоя. J. Mar. Syst. 148, 152–166. DOI: 10.1016 / j.jmarsys.2015.03.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Науманн М., Науш Г. и Мохрхольц В. (2016). «Последовательность четырех основных притоков в Балтийский регион в период 2014–2016 гг. — обзор распространения и изменения окружающей среды», в Труды 1-й публикации Международного секретариата Балтийской Земли о множественных факторах, влияющих на изменения системы Земли в регионе Балтийского моря Нида, Куршская коса, Литва.9, 13–17.

Google Scholar

Нойман, Т., Радтке, Х., Зайферт, Т. (2017). О важности основных притоков Балтийского моря для насыщения кислородом центральной части Балтийского моря. J. Geophys. Res. Океаны 122, 1090–1101. DOI: 10.1002 / 2016JC012525

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Омштедт А. (1987). Водяное охлаждение на входе в Балтийское море. Tellus 39A, 254–265. DOI: 10.3402 / tellusa.v39i3.11758

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рутгерссон, А., Яагус, Дж., Шенк, Ф., и Стендель, М. (2014). Наблюдаемые изменения и изменчивость атмосферных параметров в регионе Балтийского моря за последние 200 лет. Клим. Res. 61, 177–190. DOI: 10.3354 / cr01244

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шиманке, С., Дитрих, К., Мейер, Х. Э. М. (2014). Алгоритм, основанный на колебаниях давления на уровне моря, для определения основных событий притока в Балтийский регион. Теллус 66A: 23452. DOI: 10.3402 / tellusa.v66.23452

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зайферт, Т., Таубер, Ф., и Кайзер, Б. (2001). Сферическая сетка высокого разрешения для топографии Балтийского моря , 2-е изд., Стокгольм: Научный конгресс Балтийского моря, 25–29.

Google Scholar

ГМЗ (2018а). Гидрологические прогнозы для окружающей среды. Настройка модели HYPE 3-1-1. Норрчёпинг: SMHI.

Стигебрандт А. (1983). Модель обмена воды и соли между Балтикой и Скагерраком. J. Phys. Oceanogr. 13, 411–427. DOI: 10.1175 / 1520-0485 (1983) 013 <0411: AMFTEO> 2.0.CO; 2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Страмма, Л., Грегори, К., Джонсон, Г. К., Спринтолл, Дж., И Мохольц, В. (2008). Расширение зон минимума кислорода в тропических океанах. Наука 320, 655–658. DOI: 10.1126 / science.1153847

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Г. (1972). Salzwassereinbrüche im Gebiet derwestlichen Ostsee. Beitr. Meereskunde 29, 67–77.

Google Scholar

Wübber, C., и Krauss, W. (1979). Двумерные сейши Балтийского моря. Oceanol. Acta 2, 435–446.

Google Scholar

Зиллен, Л., Конли, Д. Дж., Андрен, Т., Андрен, Э., и Бьорк, С. (2008). Случаи гипоксии в Балтийском море в прошлом и роль изменчивости климата, изменения окружающей среды и антропогенного воздействия. Науки о Земле. Ред. 91, 77–92. DOI: 10.1016 / j.earscirev.2008.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

JMSE | Бесплатный полнотекстовый | Многослойная стратификация в Балтийском море: выводы из модельного исследования с учетом условий окружающей среды

1.Введение

Балтийское море — солоноватое море, расположенное в северной части Европы от 53 ° до 66 ° северной широты и от 20 ° до 26 ° восточной долготы. Он связан с Атлантическим океаном через Датские проливы. Балтийское ледяное озеро зародилось 13 000 лет назад, а его нынешнее солоноватое состояние возникло 7 000 лет назад. В течение 2000 лет соленость была близка к нынешнему уровню (средняя соленость: 7 частей на тысячу). Балтийское море граничит с девятью прибрежными странами с общим населением 85 миллионов человек (см. Рис. 1, [1]).Максимальная длина и ширина 1600 км и 193 км соответственно. Площадь поверхности 377 000 км ² , средняя глубина 55 м и водный объем 20 000 км ³ . Его максимальная глубина составляет 459 м, он находится между Стокгольмом и островом Готланд. Балтийское море — мелководное море, состоящее из ряда бассейнов, соединенных между собой узкими порогами (рис. 2). Несмотря на подписанное в 1974 г. соглашение HELCOM по Балтийскому морю, состояние Балтийского моря ухудшилось (http: // www.helcom.fi). Уровни питательных веществ в воде и отложениях высоки, а плохие кислородные условия и «мертвое дно» существуют на больших архипелагах как в Швеции, так и в Финляндии [2]. Однако в течение последних нескольких десятилетий были предприняты значительные усилия в направлении более эффективного и устойчивого управления Балтийским морем. Здесь важную роль играет гидродинамика Балтийского моря, которая является предметом интенсивных исследований с 1930-х годов. Количество доступных журнальных статей и других публикаций превышает несколько сотен.В центре внимания этих исследований — обменные процессы, особенно перенос солей из Северного моря, и возраст воды. Некоторые из основных участников — Мейер [3], Леман и Хинрихсен [4]. Здесь работа Omstedt et al. Следует упомянуть [5], поскольку он представляет состояние знаний о различных гидродинамических характеристиках Балтийского моря. Есть также несколько отличных книг, охватывающих множество различных аспектов, в том числе Feistel et al. [6], Леппяранта и Мирберг [7], а также Харфф и др. [8]. За общим обзором литературы заинтересованный читатель может обратиться к исчерпывающему обзору Даргахи и Цветкович [9].

Настоящее исследование касается гидродинамики Балтийского моря с акцентом на детали стратификации, которая является основной особенностью моря. Новаторскими особенностями работы являются относительно длительный период моделирования, составляющий 10 лет, и использование полного набора внешних граничных условий с максимальным пространственным и временным разрешением в сочетании с высокоточной батиметрией. Основные цели заключались в создании точной и проверенной трехмерной гидродинамической модели для исследования конкретных характеристик стратификации, которые не рассматривались в предыдущих исследованиях.В следующем абзаце мы представляем краткое изложение предыдущих исследований стратификации.

Балтийское море сильно стратифицировано сильными вертикальными градиентами солености и температуры. Стратификацию обычно называют двухслойной структурой, состоящей из верхнего и нижнего слоев. Между верхним и нижним слоями существует переходный средний слой, известный как галоклин и термоклин соответственно. Глубина галоклина сильно колеблется: от 40 до 80 м в более глубоких областях до 10–30 м в более мелких [7].Более низкие значения обнаружены в Рижском заливе (среднее значение = 25 м) и в бассейне Арконы, со средним значением 25 м для обоих регионов [10,11]. Поверхностная соленость колеблется на севере со средним значением от 3 ppt (частей на тысячу) до 8 ppt на юге, то есть в бассейне Аркона. Соответствующее среднее значение в нижнем слое находится в диапазоне 4–12,5 ppt. Однако в открытом море соленость значительно выше. Средние значения в Каттегатте (регион, в котором Балтийское море впадает через Датский пролив) составляют 22 и 31 процент соответственно (те же ссылки).Суоминен и др. [12] изучали градиенты поверхностной солености и их временные колебания в Архипелаговом море в северной части Балтийского моря на основе полевых данных солености за период с июля 2007 года по август 2008 года. высокая соленость в открытых морских акваториях по направлению к собственно Балтике. Наиболее крутые градиенты наблюдались в полузамкнутой части архипелага. Одним из важных результатов было то, что использование временных средних значений солености было недостаточным для целей управления прибрежными районами в регионе.Глубина галоклина контролируется ветровым перемешиванием и адвекцией, которые, по-видимому, мало меняются со временем. Väli et al. [11] изучили вариации галоклина в 1961–2007 гг. Два периода были идентифицированы с мелким галоклином в период 1970–1975 годов и с глубоким галоклином в течение 1990–1995 годов. Главный вывод заключался в том, что содержание пресной воды и абсолютная скорость ветра контролируют глубину галоклина в Балтийском море. Однако они обнаружили, что скорость ветра оказывает умеренное влияние на среднюю глубину галоклина в самом Балтийском море из-за низкого влияния стока.Важным вопросом является влияние пресной воды на стратификацию Балтийского моря. Ордуар и Мейер [13] изучали динамику пресной воды, которая весной попадает в собственно Балтийское море. Они показали, что пресная вода достигает центра Балтийского моря только после конца лета. Небольшое количество пресной воды может достигнуть входа в Балтийское море за один сезон. Прибытие пресной воды увеличивает вертикальную стратификацию, что, в свою очередь, может спровоцировать начало весеннего цветения.Они также обнаружили, что сезонные изменения стока пресной воды были тесно связаны с изменениями зонального ветра. Важным результатом стала корреляция годовой изменчивости сезонного максимума стока пресной воды с Североатлантическим колебанием. Температурная стратификация в Балтийском море имеет среднюю трехслойную структуру по аналогии со стратификацией солености. Слои обычно называют эпилимнионом (верхним слоем), термоклином (средний слой) и гиполимнионом (нижним слоем).Как и в других крупных водоемах, существует сезонный цикл стратификации, который определяется изменениями в энергетическом балансе. Однако в случае с Балтийским морем есть две особенности. Во-первых, осенние и весенние перевороты четко не определены, а во-вторых, гиполимнион имеет почти постоянную температуру с небольшими сезонными колебаниями. В зимние периоды слой эпилимниона имеет более низкую температуру, чем слой гиполимниона. Балтийское море контролируется с помощью 22 станций, как показано на Рисунке 3.Типичная разница температур на манометре BY15 составляет около 5 ° C. Весной, после таяния льда, быстро развивается тонкий более теплый поверхностный слой, который устанавливает термоклин. Толщина слоя значительно варьируется с севера на юг, но можно использовать среднее значение около 15 м. Температурный градиент в слое эпилимниона высокий. Например, при BY15 температура может изменяться от 1,5 ° C до 5 ° C на глубине 60 м. Ниже этой глубины температура быстро увеличивается, чтобы достичь постоянной температуры гиполимнионного слоя (около 5 ° C).Слой с переходной температурой известен как дикотермический слой, который представляет собой холодный слой, зажатый между двумя слоями с более высокими температурами (дикотермический). Дикотермический слой был впервые открыт экспедицией Экмана 1877 г. в Балтийское море (см. Фонселиус [14]). Слой, по-видимому, образовался в результате вертикальной конвекции поверхностных вод зимой. Далее поясняется, что эта холодная поверхностная вода с предыдущей зимы сохранилась между термоклином и галоклином (см. Фонселиус [14]).Дикотермический слой развивается в высоких широтах с холодным климатом. Питер [15] сообщает о развитии слоя мощностью 100 м в районе Индийского океана в Антарктике. Сообщаемая мощность в Балтийском море находится в диапазоне 5–30 м, сохраняется летом и исчезает осенью [7]. Здесь отметим, что измеренные профили температуры в южных бассейнах подтверждают формирование дикотермического слоя даже весной.

Стратификация наиболее сильна летом из-за высокого поступления солнечной радиации и теплых температур воздуха.Толщина поверхностного слоя увеличивается примерно до 20 м в летний период из-за вертикального перемешивания, вызванного ветром. Температура внутри слоя почти постоянна. Ниже поверхностного слоя развивается сильный термоклин с резким перепадом температуры около 10 ° C на глубине около 10 м (например, температурный профиль BY15). Под термоклином имеется также дикотермический слой толщиной около 30 м при BY15. Слой гиполимниона имеет относительно постоянную температуру 4–5 ° C, что близко к температуре максимальной плотности воды.Толщина слоя значительно варьируется: от 30 м на мелководье до 100 м на более глубоком участке. Отрицательный эффект сильной стратификации ограничивает обмен между слоями эпилимниона и гиполимниона.

Осенью поверхностные тепловые потери начинают увеличиваться, а глубина термоклина увеличивается. Например, в бассейне Восточного Готланда термоклин достигает глубины около 40 м. Более низкие температуры вызывают уменьшение температурного градиента, что, в свою очередь, ослабляет термоклин.Изменения температуры в термоклине вызывают развитие слабого положительного температурного градиента в гиполимнионном слое (например, 1 ° C на 100 м).

2. Материалы и методы

Материалы, использованные для моделирования Балтийского моря, состояли из основных геометрических и различных данных о потоках и метеорологических данных за период 2000–2009 гг., Как указано ниже.

• Береговая линия и батиметрия в формате ГИС.

• Суточный сток 24 шведских рек, 38 финских рек и пяти восточноевропейских рек (т.э., Даугава, Неман, Нева, Одра, Висла).

• Среднемесячный расход воды для четырех рек Восточной Европы (например, Лиелупе, Нарва, Пярну и Нарва). Ежедневные записи отсутствовали.

• Температура воды для всех рек.

• Принудительные метеорологические данные (температура воздуха, точка росы, облачность, давление, скорость и направление ветра) с 3-часовыми интервалами в виде данных сетки.

• Осадки в виде интенсивности дождя на 19 станциях с дневными интервалами.

• Данные о качестве воды с 15-дневными интервалами для 22 различных станций по всему морю. Данные включали температуру воды, соленость, растворенный кислород и фосфор.

• Высота волн, уровень моря и воды на нескольких станциях по другую сторону моря.

Основными источниками данных были Шведский метеорологический и гидрологический институт, SMHI [16], и Финский метеорологический институт, FMI [17]. Метеорологические данные с привязкой к сетке были получены из http: // www.smhi.se/en/research/research-departments/analysis-and-prediction, вычислено на основе фактических измерений. Среди множества переменных, влияющих на гидродинамику большого водоема, наиболее важными являются батиметрия и приток пресной воды. Поэтому особое внимание было уделено повышению качества и надежности данных батиметрии. Оцифрованные данные батиметрии для Балтийского моря были получены из Института исследований Балтийского моря им. Лейбница [18]. Этот набор данных часто использовался в предыдущих моделях Балтийского моря, а также хорошо согласуется с опубликованными батиметрическими картами.Этот набор данных плохо справился с разрешением различных каналов вдоль береговой линии Финляндии и на Стокгольмском архипелаге. Аландское море и его архипелаг также были плохо воспроизведены. Последние проблемы вызвали значительную закупорку потока в вышеупомянутых областях. Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, необходимо было уточнить батиметрию с использованием нескольких различных разрешений в диапазоне от 50 м до 400 м, которые зависели от регионов модели. Основное внимание уделялось участкам вдоль береговой линии и взаимосвязанным системам каналов.Модификации были выполнены комбинированным методом с использованием опубликованных карт и других баз данных в ARCGIS. Окончательная батиметрия была проанализирована с использованием стандартных статистических методов, чтобы получить представление о распределении глубин и его взаимосвязи для разрешения вертикальных слоев в исследуемой области. Было замечено, что глубины менее 100 м покрывают 80% моря. Это важный результат, поскольку он указывает на необходимость более точного разрешения вертикальной сетки на глубине 0–100 м.

2.1. Описание модели

Использовалась трехмерная, зависящая от времени гидродинамическая модель GEMSS ^® (Обобщенная система моделирования окружающей среды для поверхностных вод).GEMSS была разработана и поддерживается компанией Environmental Resources Mangement, Inc., Малверн, Пенсильвания, США. GEMSS — это интегрированная система трехмерных гидродинамических и транспортных моделей, встроенная в ГИС. GEMSS является общественным достоянием [19] и использовалась для аналогичных исследований в Соединенных Штатах и ​​во всем мире. Эдингер и Бучак [20,21] первыми представили теоретическую основу модели. Модель была усовершенствована за счет реализации транспортных схем более высокого порядка, создания различных составляющих модулей, включения различных вспомогательных программных инструментов, взаимодействия с ГИС, инструментов визуализации, графического пользовательского интерфейса (GUI) и постпроцессоров [22,23,24,25, 26].Гидродинамические и транспортные отношения развиваются из горизонтального баланса импульса, непрерывности, составляющего переноса и уравнения состояния. Подробная математическая формулировка модели как в гидростатической, так и в негидростатической формах описана в [17,19], поэтому здесь не будет повторяться. Уравнения гидродинамики являются полунеявными по времени, обладают преимуществом вычислительной стабильности и не ограничиваются условием Куранта. Вертикальный коэффициент дисперсии импульса и вертикальный сдвиг оцениваются по соотношению Фон Кармана, модифицированному с помощью числа Ричардсона.Также включены схемы закрытия турбулентности более высокого порядка (модель с двумя уравнениями и модель замыкания по второму моменту Меллора и Ямады [27]. Модель с двумя уравнениями, используемая в GEMSS, основана на модели Generic Length Scale (GLS), предложенной Умлауф и Бурчард [28] и Уорнер и др. [29]. Продольные и поперечные коэффициенты масштабируются до размеров ячейки сетки с использованием поля дисперсионных соотношений, разработанного Окубо [30] и модифицированного для включения градиентов скорости с использованием отношения Смагоринского [31].Ветровое напряжение и напряжение сдвига у дна вычисляются с использованием квадратичных соотношений с соответствующими коэффициентами трения. Транспортный модуль может работать в полностью явных или полностью неявных режимах в вертикальном направлении, одновременно выполняя явные вычисления в горизонтальном направлении [32]. GEMSS использует криволинейную горизонтальную разнесенную сетку конечных разностей с переменным шагом, которая основана на контрольном объеме, с высотой и составляющей концентрацией, вычисляемой в центрах ячеек и скоростях через интерфейс ячеек.Z-уровень переменной толщины используется для определения сетки в вертикальном направлении. Дополнительные детали модели можно найти в технической документации GEMSS [32,33,34,35]. Модуль волновой динамики GEMSS имеет две волновые модели, то есть стационарную линейную и нелинейную модель. В настоящем исследовании использовалась нелинейная модель. Модель учитывает влияние волн на нижние касательные напряжения с помощью уравнения Мэдсена и Гранта [36]. В текущем исследовании использовалась упрощенная линейная модель льда, которая связывает рост толщины льда с разницей температур между водой и тающим льдом, а также льдом в равновесии.Основываясь на исследованиях чувствительности, линейная модель льда является достаточно хорошей моделью для настоящего исследования, которое проводилось в течение длительного периода времени для понимания гидродинамических характеристик. Кроме того, в текущем исследовании использовался модуль отслеживания частиц GEMSS, чтобы понять время прохождения, возраст воды [37] и процессы вертикального перемешивания в различных бассейнах Балтийского моря с использованием текущего индекса устойчивости, определенного в [38]. Модель недавно была использована первым автором для исследования гидродинамических и связанных с ними характеристик качества воды в Сальтсйо [33] и озере Тана в Эхиопии [34].

2.2. Настройка модели

Настройка модели включала несколько основных этапов создания сетки модели, интерполяции батиметрии в сетку, определения граничных условий, которые включают приток реки, уровни воды, осадки и форсирование метеорологических условий.

Сетка модели была создана с помощью инструмента генератора сетки GEMSS ^® . Криволинейная сетка с неоднородной аппроксимацией границами в горизонтальной плоскости (x-y) с неоднородным z-слоем в вертикальной плоскости была создана для исследуемой области и показана на рисунке 4.Размеры сетки 195 × 200, примерный размер ячейки 4,8 км. Окончательная батиметрия, описанная в предыдущем разделе, использовалась для интерполяции глубин для каждой ячейки сетки в исследуемой области. Поскольку глубины менее 100 м покрывают почти 80% Балтийского моря, вертикальные слои были спроектированы таким образом, чтобы иметь более высокое разрешение на этой глубине. Общее количество вертикальных слоев, использованных в данном исследовании, составило 47, с толщиной от 1,5 м до 12 м.

2.2.1. Входные данные

Граничные условия модели состояли из расхода, напора (уровней воды), осадков и условий метеорологического воздействия.Истинный динамический характер входных данных — важная проблема, которая напрямую влияет на результаты любого гидродинамического моделирования. Здесь входными данными являются гидрографы расхода реки и неблагоприятные метеорологические условия. Амплитуда и частота данных контролируют различные гидродинамические свойства, такие как процессы стратификации и перемешивания. Инструмент генератора контрольных файлов GEMSS использовался для определения всех данных о воздействии, необходимых для текущего исследования.

Граничные условия стока были определены для 69 рек из 72, которые входят в моделируемый регион.Для определения точного местоположения рек использовался файл GIS. Данные по реке включали расход стока, температуру и соленость воды. Мы предположили, что реки входят в модель через сетку водной поверхности.

Уровень воды был установлен на открытой границе с Северным морем, как показано на Рисунке 1 красной линией (ширина ≈104 км). Координаты GPS: 54 ° 28 ′ N, 12 ° 50 ′ E и 55 ° 22 ′ N 13 ° 03 ′ E в южном и северном направлениях соответственно. Для определения уровня воды использовались данные гидропоста Skanör (55 ° 26 ′ с.ш., 12 ° 50 ′ в.д.).На открытой границе использовались профили температуры и солености воды со станции мониторинга BY1 (см. Рисунок 3).

Данные об осадках в мм / день были применены на региональном уровне путем разделения поверхности Балтийского моря на 19 регионов, каждый с соответствующей интенсивностью дождя. Для условий метеорологического воздействия использовались как точечные, так и сеточные данные. Данные с координатной привязкой охватывают весь Балтийский водосборный бассейн с сеткой квадратов (1 ° × 1 °). Сетка охватывает территорию: 49,5 ° –71,5 ° северной широты, 7-й долготы.5 ° –39,5 ° в. Д. Данные с привязкой к сетке охватывают 32 года, начиная с 1970 г. Метеорологические данные с привязкой к сетке представляют геострофический ветер и были преобразованы в скорость ветра на открытой поверхности, необходимую для модели, с использованием закона степени 2/3. Второй набор — это точечные данные, которые доступны в основном вдоль береговых линий.

2.2.2. Инициализация

Инициализация модели — важная часть любого гидродинамического моделирования, особенно в случае больших водоемов, таких как Балтийское море. Большое время пребывания делает выходные данные модели чувствительными к выбору метода.В настоящем исследовании мы инициировали модель, используя данные, имеющиеся на всех станциях мониторинга температуры и солености воды. В общей сложности 22 станции мониторинга (см. Рис. 3) использовались для интерполяции температуры и солености для всей сетки модели в начале моделирования модели 1 января 2000 г.

2.3. Моделирование

В настоящем исследовании мы использовали следующие установки как для частичного, так и для полного моделирования, то есть один год и 10 лет.

• Вертикальная дисперсия: два уравнения с формулировкой Меллора – Ямады.

• Смешиваемая дисперсия: рецептура Окубо.

• Транспортная диффузия: метод Прандтля.

• Поверхностный теплообмен: термин за термином, определяющий все термины источника и поглотителя тепла при взаимодействии с атмосферой.

• Транспортная модель: Quick.

• Вертикальный импульс: негидростатический.

• Сила Кориолиса: с использованием модельной сетки.

Максимальный временной шаг, использованный при моделировании, составлял 360 с.Функция автоматического временного шага, доступная в GEMSS ^® , использовалась таким образом, чтобы временной шаг модели был ниже максимального временного шага из-за экстремальных форсированных условий, таких как большая скорость ветра и речной сток. Моделирование калибровки и проверки проводилось на сетке модели длиной 4,8 км, показанной на Рисунке 4. Модель была запущена в 2000 году для калибровки. Проверка модели проводилась в течение полных 10 лет с использованием файлов перезапуска, созданных в ходе калибровочного прогона.

4. Обсуждение

Понимание стратификации в крупных водных объектах имеет важное экологическое значение из-за его непосредственной связи с динамикой качества воды.Сильная термическая стратификация может иметь ряд неблагоприятных последствий, среди которых снижение качества воды и пространственное распределение рыб [41]. Любая длительная стратификация может снизить растворимость кислорода, что приводит к его дефициту в глубоководных массах. Более глубокие водные массы в Балтийском море особенно уязвимы для эвтрофикации ниже галоклина или в регионах, подверженных термической стратификации [42]. Мы знаем, что эвтрофикация является наиболее серьезной и сложной экологической проблемой для Балтийского моря [1].Следовательно, точное знание динамики стратификации необходимо для управления эвтрофикацией в Балтийском море. Река Нева, самая большая река, впадающая в Финский залив (в предыдущем обсуждении называлась заливом) от восточного побережья (2500 м ^3). / с), существенно влияет на стратификацию в Персидском заливе. Вода с нулевой соленостью из реки создает постоянный шлейф, который распространяется на запад на расстояние 50–150 км. Соленость плюма колеблется от 0% до 5% и распространяется на глубину около 15 м.Максимальное расширение происходит в ранние весенние периоды. Сезонные графики поперечного сечения показаны на Рисунке 14 на S116 для 2000 года. Стратификация в районе Невы, по-видимому, имеет постоянную многослойную структуру с небольшими сезонными вариациями. Характерная трехслойная структура находится во внутренней части Персидского залива. Характеристики стратификации в бассейне Северного Готланда аналогичны характеристикам стратификации во внутреннем регионе Персидского залива. Интересно отметить значительное повышение солености до 9.5%, что приурочено к бассейну Северного Готланда и придонному слою. Прогноз модели трехслойной стратификации солености во всех бассейнах Балтийского моря в целом согласуется с предыдущими исследованиями [8]. Стратификация солености имеет сильную сезонную изменчивость, но намного слабее, чем соответствующая изменчивость температуры. Сводка прогнозируемых моделями данных солености за весь 10-летний период с разбивкой на сезонные нормированные толщины слоев приведена в таблице 3. Нормализованные значения более применимы, чем абсолютные значения, приведенные в литературе, поскольку толщину слоя можно оценить как функцию глубины.Последние значительно различаются внутри бассейнов и между бассейнами. Чтобы проверить правильность обобщения, мы сравнили модель и измеренные значения солености на всех станциях и обнаружили хорошее согласие между данными. В таблице 4 приведен пример, в котором результаты модели сравниваются с результатами измерений на станции C3 (расположенной в Ботническом море; см. Рисунок 3) за 2000 год. Очевидно, прогнозируемые средние толщины находятся в пределах диапазона данных измерений, которые подтверждают Наше обобщение Детальное исследование термической стратификации за 10-летний период (т.е., 2000–2009) выявили некоторые новые особенности. Настоящее исследование выявило многослойную структуру, содержащую несколько термоклинных и дикотермических слоев. Статистический анализ всех результатов моделирования позволил получить средние характеристики термической стратификации, выраженные как средние температуры и нормированные толщины слоев (таблица 2). Трехслойная структура, описанная Леппярантой и Мирбергом [7], кажется чрезмерно упрощенной.

Слой термоклина имеет резкий температурный градиент, который соединяет верхний и нижний два слоя.Мы обнаружили, что трехслойная модель действительна только зимой. В северных бассейнах вертикальные градиенты температуры значительно ниже, чем в южных (в 3 раза). Мы связываем разницу с образованием ледяного покрова зимой и весной в северных бассейнах (т.е. в бассейне Северного Готланда и выше), который влияет на поверхностный теплообмен и его обмен с находящимся над ним холодным воздухом. Слой льда действует как тепловой барьер, предотвращающий дальнейшие потери тепла из-за действия ветра и конвективного переноса.Следовательно, верхний слой довольно толстый и может занимать до 65% глубины в этих впадинах. После зимы трехслойная структура распадается на несколько слоев с увеличением или уменьшением температурных градиентов. Процесс происходит во всех бассейнах Балтийского моря. Здесь мы считаем, что основной движущей силой является усиление процессов перемешивания между бассейнами в периоды отсутствия льда. Интенсивный приток пресной воды из рек способствует повышению температуры поверхностных вод, увеличивая тем самым температурные градиенты.В среднем самый толстый слой — это придонный слой (≈50%) с небольшим градиентом температуры, за исключением бассейнов Борнхольма и Арконы. Мы полагаем, что низкие градиенты обусловлены низкоинтенсивными обменными процессами в северной котловине глубоководных регионов.

Бассейны Борнхольма и Арконы более мелкие и больше подвержены влиянию обмена более теплых и соленых вод с Северным морем. Это отражается в повышенных градиентах температуры в этих бассейнах (от ≈0,02 ° C / м до ≈0,5 ° C / м).Наше моделирование показывает широкий спектр слоистых свойств бассейнов. Однако на основании результатов, перечисленных в таблице 2, представляется возможным сделать несколько обобщений. Термоклин занимает около 25% глубины воды в каждом бассейне. Глубокий придонный слой составляет около 40% глубины воды с температурами около 3 ° C и 5 ° C в северном и южном бассейнах соответственно. Наши средние результаты по свойствам термической стратификации хорошо согласуются с результатами, полученными Леппярантой и Мирбергом [7].Здесь сообщаемая среднегодовая мощность галоклина составляет 10–20 м. Например, в Ботническом заливе мы получаем усредненную нормированную глубину 35% из таблицы 2. Средняя глубина составляет 40 м, что дает толщину 14 м, что вполне соответствует диапазону, указанному Леппярантой и Мирбергом [7]. также некоторые свидетельства апвеллинга и даунвеллинга вдоль побережья Балтийского моря [3,6,39,43]. Наличие дикотермического слоя свидетельствует об апвеллинге. Эти две особенности возникают, когда ветер заставляет поверхностные воды расходиться (перенос Экмана) или сходиться (нисходящий поток).Во время обоих процессов вода либо пополняется из глубинной области, либо вытесняется вниз [44]. Следовательно, изменения солености, которые в основном контролируются водным балансом, дополнительно модифицируются. Мы также рассмотрим обоснованность нормированных толщин слоя (таблица 2) в каждом бассейне, которые меняются только в зависимости от сезона. Начнем с изучения измеренных вертикальных профилей температуры для двух крайних точек F3 (Ботнический залив) и BY5 (Борнхольмское море). На рисунке 19 показаны измеренные вертикальные профили температуры в F3 и BY5 за 2000, 2008 и 2009 годы.Обратите внимание, что данные были довольно ограниченными, и поэтому линии являются только иллюстративными и не обязательно показывают правильные тенденции. Очевидно хорошее согласие с результатами моделирования, приведенными в таблице 2. Например, в таблице 2 прогнозируется наличие толстого верхнего слоя в зимний период (красная линия) на обеих станциях, что хорошо согласуется с графиками для F3 27 января 2000 г. и BY5 19 января 2000 г. Мы также можем отметить, что профиль формы сохраняются в течение периода моделирования. Однако значения температуры значительно варьируются.В заключение, мы полагаем, что нормированная толщина слоя дает разумные оценки со стандартным отклонением ± 15%. Интересной особенностью является экстремальный приток в январе 2003 года. Согласно Lehmann et al. [45], массивное вторжение солей с холодной и богатой кислородом водой из Северного моря произошло в Дарсс-Силл, который находится в нескольких километрах к западу от границы открытого моря, используемой в модельной области (см. Рисунок 1). Они считают это событие «самым важным притоком с 1993 года». Их результаты указывают на значительные изменения в распределении солености и температуры в более глубоких бассейнах Балтийского моря.В настоящем исследовании мы исследовали зарегистрированное событие, сравнив соленость поверхности и дна на всех станциях (см. Рисунок 3). Мы представляем результаты на Рисунке 20, иллюстрирующем временные ряды солености на станциях BY1, BY5 и BY15 в поверхностном и придонном слоях. Кривые на BY1 — это измеренные полевые данные, а кривые на BY5 и BY15 — это результаты модели. Результаты модели нанесены на график с семидневными интервалами для облегчения сравнения с полевыми данными. Из этого рисунка видно несколько важных особенностей:

• Событие произошло 18 января 2003 г. при солености 29%.

• Пиковая соленость достигла станции BY5 почти за месяц, которая упала до 19%.

• Пиковая соленость снизилась до 12,5% на станции BY15 почти через пять месяцев.

Мы вычислили горизонтальный диффузионный (ϑD∂C2∂x2) и адвективный перенос (Um∂C∂x), используя вышеизложенную информацию и расстояния между тремя станциями (Таблица 5). Типичный коэффициент диффузии (ϑD) для Балтийского моря составляет 10 ³ м ² / с [7]; адвективная скорость обычно равна 0.1 м / с в бассейнах Арконы и Борнхольма (настоящее исследование). Можно сделать вывод, что диффузионный перенос намного быстрее адвективного. При использовании обоих видов транспорта наблюдается значительное сокращение в бассейне Восточного Готланда. Интересно отметить, что временные изменения солености дна кажутся случайными, в отличие от солености поверхности. Поверхностная соленость имеет меньшие амплитуды и не имеет соответствующих пиков, как соленость дна. Мы полагаем, что уходящая пресная вода играет важную роль в снижении амплитуды солености.

5. Выводы

Для Балтийского моря была разработана интегрированная система трехмерного моделирования с использованием общедоступной модели GEMSS ^® . Модель была откалибрована и проверена с использованием данных за 10 лет за 2000–2009 гг. Мы включили граничные условия и батиметрию с максимально возможной точностью, чтобы служить улучшением по сравнению с предыдущими исследованиями. Затем модель была использована для исследования вертикальной структуры Балтийского моря, чтобы понять процессы стратификации и обмена в различных бассейнах.В этой статье подробно рассматриваются как термическая стратификация, так и стратификация солености, с акцентом на структурные свойства слоев.

Гипотеза заключалась в том, что свойства слоя могут быть выражены безразмерными числами, действительными для всех сезонов. В частности, важным открытием стало обнаружение более холодных областей (дикотермических) в структуре слоев. Детальное исследование термической стратификации за 10-летний период (т.е. 2000–2009 гг.) Выявило некоторые новые особенности. Преобладает многослойная структура, содержащая несколько термоклинных и дикотермических слоев.Статистический анализ результатов моделирования позволил получить средние термические характеристики, выраженные как средние температуры и нормированные толщины слоев.

Трехслойная структура, описанная в литературе, кажется довольно упрощенной. Текущее исследование показало, что трехслойная модель работает только зимой.

Свойства слоистости значительно различаются среди бассейнов, поэтому слоистая структура не может быть обобщена.Тем не менее, некоторые обобщения кажутся возможными. Термоклин занимает около 25% глубины воды в каждом бассейне. Глубокий придонный слой составляет около 40% глубины воды, с температурами около 3 ° C и 5 ° C в северных и южных бассейнах, соответственно.

Трехслойная стратификация солености преобладает во всех бассейнах Балтийского моря, что в целом согласуется с предыдущими исследованиями. Стратификация солености имеет сильную сезонную изменчивость, но она намного слабее, чем соответствующая изменчивость температуры.Нам удалось обобщить сезонные нормированные толщины слоев на весь 10-летний период. Использование нормализованных значений выгодно по сравнению с абсолютными значениями, приведенными в литературе, что позволяет оценить толщину слоя как функцию глубины.

Это исследование дает подробный анализ термической стратификации и солености в Балтийском море за последнее десятилетие и может использоваться в качестве основы для различных экологических оценок (например, кислородного голодания и пониженного перемешивания питательных веществ между слоями [1]).Он расширяет предыдущие исследования стратификации в Балтийском море, касающиеся как степени, так и природы стратификации.

Балтийское море как машина времени для будущего прибрежного океана

Начало ухудшения прибрежных экосистем предшествовало индустриальной эпохе ( 4 , 11 , 12 ) и продолжается в значительной степени не ослабевая сегодня ( 13 ). К 2100 году ( 1 ) ожидается дальнейшее резкое усиление основных возмущений, вызванных глобальным изменением климата, таких как повышение температуры, закисление и изменение режима выпадения осадков.Эти факторы усугубляют региональные и местные воздействия, включая эвтрофикацию, потерю среды обитания, перелов, перемещение видов и загрязнение. Здесь мы утверждаем, что в настоящее время Балтийское море уже создает комбинации множественных давлений, имитирующих те, которые ожидаются для многих прибрежных районов в будущем (рис. 1, A – D; таблица 1; и таблица S1, A и B), превращение Балтики в подходящую машину времени для глобального прибрежного океана. Антропогенные возмущения одновременно, и часто более серьезно, чем где-либо еще, затронули экосистему Балтийского моря.Например, тенденции потепления до 0,6 К за десятилетие превышают средний мировой уровень океана в ≈3 раза, несмотря на тот факт, что некоторые полярные регионы нагреваются еще быстрее (рис. 1B) ( 14 ), а потепление увеличивает уязвимость прибрежных систем к нагрузке питательными веществами ( 15 ). Части балтийского водоема отрицательно выделяются очень высокими уровнями закисления океана по сравнению с другими прибрежными регионами мира, где имеются такие ряды данных (рис. 1C). Из-за местного подъема вод, обогащенных диоксидом углерода и дефицита кислорода, а также низкой буферной способности солоноватого Балтийского моря, поверхность P co ₂ (парциальное давление CO ₂ ) может намного превышать значения, прогнозируемые для сценарии выбросов углерода, совместимые с целью 2 ° C ( 1 , 16 ).Высокие значения P co ₂ часто совпадают с низкими значениями кислорода, усугубляя физиологический стресс для организмов и популяций ( 17 ). Загрязнение питательными веществами из-за интенсивного сельского хозяйства в северной Европе и сбросов из сточных вод привело к высокой нагрузке питательными веществами, переносимыми через воду, начиная с 1950-х годов ( 18 ). Кроме того, скорости атмосферного осаждения химически активного азота в настоящее время являются одними из самых высоких в мире для всех морских районов, включая водосборные бассейны ( 19 ).Это отложение азота, в свою очередь, вызывает эвтрофикацию и сопутствующий серьезный глубокий пелагический и бентосный дефицит кислорода (рис. 1D). Бескислородные «мертвые зоны» увеличиваются во всем мире, но особенно резко увеличились в 10 раз за последние 115 лет в Балтийском море ( 20 ), что превратило его в один из районов океана, наиболее сильно пострадавших от гипоксии ( Балтийское море является одним из наиболее интенсивно промысловых морских районов, и рыболовство привело к сокращению популяций нескольких рыб ( 21 ), что, в свою очередь, способствовало сдвигам прибрежных и морских экосистем (см. Разделы, посвященные режиму смены) ( 22 ).Судоходство является интенсивным и увеличивает риски аварий, разливов нефти и перемещения видов ( 23 ). Наконец, загрязнение от наземных производств привело к накоплению большого количества стойких органических микрозагрязнителей в отложениях и биомагнификации у высших хищников. Несмотря на недавние улучшения, загрязнение остается серьезной проблемой для потребления человеком жирной рыбы из Балтийского моря ( 24 ), хотя есть районы океана, которые имеют более высокие уровни возмущений для отдельных переменных (например, высокий уровень Арктики из-за потепления океана) в совокупности взаимодействие возмущений, которым подвергается балтийская экосистема, является одним из самых сильных для любого морского региона (Таблица 1 и Таблица S1A).Недавние экспериментальные данные свидетельствуют о синергетическом взаимодействии совокупного давления, такого как потепление, деоксигенация и подкисление ( 25 ). Таким образом, уникальная мультистрессорная ситуация в Балтийском море напоминает прибрежные процессы, все более ожидаемые в прибрежных зонах будущего глобального океана ( 13 , 25 ), подчеркивая роль Балтийского моря как подходящей машины времени.

Выбросы парниковых газов в России: спутники обнаруживают и отслеживают утечки метана в стране

Утром в пятницу, 4 июня, в подземном газопроводе, проходящем через древнее государство Татарстан, произошла утечка.И не маленький.

В другую эпоху массовая утечка могла бы остаться незамеченной.

Но фотограф Washington Post, используя спутниковые снимки и отслеживая координаты GPS, нашел вероятное место в часе ходьбы от ближайшей дороги общего пользования, в 490 милях к востоку от Москвы. Там он увидел глубокую трещину и следы шин на площади в половину футбольного поля, по бокам которых стояли желтые знаки, предупреждающие о подземных трубопроводах между деревьями.

(Артур Бондар для The Washington Post)

Эпизод отражает фундаментальный сдвиг в климатической политике.Многие страны и компании давно исказили или просто неверно подсчитали, сколько метана на основе ископаемого топлива они выпустили в воздух.

Теперь новые спутники, предназначенные для определения местоположения и измерения парниковых газов, вращаются вокруг Земли, и их количество на подходе. Эти небесные стражи предвещают эру прозрачности данных, поскольку их покровители стремятся защитить планету, сокращая разрыв между количеством метана, которое, как известно ученым, находится в атмосфере, и тем, что сообщается с земли — отрасль за отраслью, трубопровод за счет трубопровод, утечка за утечкой.

Спутники могут предоставить в реальном времени доказательства массовых, незарегистрированных утечек метана — и того, кто за них несет ответственность. Эта информация может помочь чиновникам привлечь к ответственности компании, загрязняющие окружающую среду, или разоблачить правительства, которые скрывают или игнорируют опасные выбросы, которые нагревают мир.

«Атмосфера не лжет», — сказал Дэниел Джейкоб, ученый-атмосферник из Гарвардского университета , который использует спутниковые измерения, чтобы попытаться интерпретировать мировые выбросы метана.

История продолжается под рекламой

Спутниковые разоблачения могут еще больше осложнить важный саммит ООН по климату в Шотландии в ноябре, известный как COP26, где мировые лидеры столкнутся с давлением с целью сократить выбросы парниковых газов.Многим странам еще предстоит выполнить обещания, данные ими при подписании Парижского климатического соглашения в 2015 году — обещания, которые, по мнению участников переговоров по климату, уже слишком низки, чтобы ограничить катастрофическое потепление.

По данным НАСА, на метан, второй по распространенности парниковый газ после углекислого газа, приходится примерно четверть глобального потепления со времени промышленной революции. Это главный компонент природного газа.

Сегодня вторым по величине производителем природного газа является Россия, добываемая из плодородного региона Ямал, за которой следует Иран и его газовые месторождения Персидского залива.Далее следуют Китай, Канада и Катар с их флотилией танкеров для перевозки сжиженного природного газа. Соединенные Штаты, опирающиеся на горизонтальный гидроразрыв пласта в Пермском бассейне на западе Техаса и восточной части штата Нью-Мексико, остаются крупнейшим производителем природного газа в мире.

Ученые говорят, что быстрое сокращение выбросов метана «очень вероятно, будет самым мощным рычагом» для замедления скорости потепления. Но они также задокументировали тревожный и неожиданный всплеск атмосферных концентраций в последние годы, который они еще не зафиксировали.

Тайна метана также привлекла внимание участников переговоров по климату, которые будут сходиться в Глазго, где метан будет одним из главных пунктов повестки дня. В преддверии этих переговоров Соединенные Штаты и Европа приняли Глобальное обещание по метану, которое направлено на сокращение выбросов метана почти на треть к 2030 году. Десятки стран, в том числе девять из двадцати крупнейших в мире источников выбросов, подписались на эти усилия, но пока что В России нет.

Учитывая разросшуюся нефтегазовую промышленность России, наблюдатели за климатическими саммитами считают важным убедить президента Владимира Путина перекрыть протекающие трубопроводы своей страны и отказаться от планов по увеличению экспорта природного газа.

Главный переговорщик Белого дома по климату Джон Ф. Керри часами встречался с высокопоставленными российскими чиновниками в поисках «дорожной карты», — сказал Руслан Эдельгериев, специальный посланник президента по вопросам климата в Российской Федерации.

Эдельгериев сказал, что в соответствии с новым уставом требования России к метану «будут более строгими», потому что, в отличие от углекислого газа, метан не может поглощаться лесами. В июльском совместном заявлении две страны договорились сотрудничать по широкому кругу климатических вопросов, включая ограничения на метан и спутниковый мониторинг выбросов.

«Мы ничего не скрываем. Мы понимаем, что проблемы существуют, и пытаемся найти решения », — сказал Эдельгериев, признав, что« на данный момент у нас нет полной картины выбросов ».

Пока что цифры по России не складываются, анализ Post показал:

• Россия утверждает, что выбросила 4 миллиона метрических тонн метана из нефтегазового сектора в 2019 году, по данным последнего года. Но шесть исследований и наборов научных данных о выбросах, рассмотренных The Post с использованием различных методов , показали, что в последние годы годовые цифры намного выше, в некоторых случаях в два-три раза больше.Базирующееся в Париже Международное энергетическое агентство (МЭА), межправительственная организация, созданная после нефтяного кризиса 1973 года, оценивает показатель страны в 2020 году почти в 14 миллионов тонн, , что сделает Россию крупнейшим в мире производителем нефти и газа. метан на основе.

• По словам Кайрроса, количество метановых шлейфов, выбрасываемых стареющей российской газовой инфраструктурой, выросло как минимум на 40 процентов в прошлом году, хотя экспорт природного газа в Европу упал примерно на 14 процентов из-за пандемии коронавируса.Недавнее научное исследование показало, что значительная часть предполагаемых годовых выбросов метана в России связана с относительно небольшим количеством катастрофических событий, таких как событие 4 июня, которые часто называют «сверхизлучателями».

• Россия неоднократно пересматривала свои методы расчета выбросов, не только сокращая текущие цифры, но и откатывая прошлые оценки. 2010 год показывает, насколько сильно менялись расчеты России. В серии ежегодных отчетов для Организации Объединенных Наций Россия изменила свою оценку выбросов метана в нефти и газе за этот год с 9 10 69 15.4 миллиона тонн, – 31,5 миллиона тонн, – 24,7 миллиона тонн, – 23,6 миллиона тонн, – 6,5 миллиона тонн, и — совсем недавно — 5,1 миллиона тонн.

Эдельгериев сказал, что общая оценка выбросов метана в России была «проверена международными экспертами» и «соответствует установленной процедуре». Он сказал, что неорганизованные выбросы в результате сбоя инфраструктуры и трудности с их отслеживанием были одной из причин, по которой он предложил совместный спутниковый мониторинг.

Что касается меняющихся цифр, Анна Романовская, ученый и директор государственного Института глобального климата и экологии, сказала, что эти изменения отражают более точную информацию. Последние цифры являются «результатом анализа новых данных о выбросах метана, полученных непосредственно от компаний нефтегазового сектора», — сказала она в заявлении.

Романовская утверждает, что собственные данные России по выбросам метана из ископаемого топлива «находятся в пределах» тех, которые производятся со спутников и сообщаются Global Carbon Project, уважаемым академическим консорциумом, который анализирует и количественно определяет парниковые газы в мире.Но хотя в результатах Глобального углеродного проекта действительно есть несколько заниженных цифр, которые напоминают российские, большинство из них значительно выше.

Эксперты-обозреватели Рамочной конвенции ООН об изменении климата, созданной для того, чтобы остановить «опасное» вмешательство человека в климатическую систему, оспорили цифры России. В мае они подвергли сомнению масштабный пересмотр страны в сторону уменьшения утечек при добыче нефти — более чем на 90 процентов, заявив, что Россия «не предоставила информации о значительном снижении уровня выбросов [метана]», вызванном ее пересчетами.

По запросу The Post эксперты Фонда защиты окружающей среды (EDF) и Гарварда попытались измерить недавние российские выбросы, используя метод, называемый атмосферной «инверсией», на основе данных инфракрасного излучения, собранных спутником Sentinel-5P за 22 месяца. По их оценкам, для огромной территории, охватывающей большую часть крупнейшего нефтегазового региона России, выбросы метана в год составляет 7,6 миллиона тонн, а в целом по стране — 8,3 миллиона тонн. Это более чем вдвое превышает последний отчетный показатель по России.

Парижское соглашение является добровольным, и не существует международного механизма борьбы с парниковыми газами, загрязняющими воздух Земли.

История продолжается под рекламой

Но это может измениться. Европейские регулирующие органы планируют открыть новый фронт торговых войн, введя налоги на импорт, чтобы наказать компании, которые продают природный газ в Европе, оставляя за собой след утечки метана.

«Если они хотят продолжить экспорт в Европейский Союз, они должны очистить методы производства, которые они используют.И это относится ко всем странам, экспортирующим в ЕС », — сказал Брендан Девлин, советник по стратегии Европейской комиссии, исполнительного органа Европейского союза.

Ученые и регулирующие органы согласны с тем, что один безошибочный способ быстро повлиять на глобальное потепление — это определить местонахождение и сократить неорганизованные выбросы метана, получаемого из угля, нефти и газа. Метан наиболее сильно концентрируется в атмосфере в течение первого десятилетия или около того после выброса. За 20 лет его воздействие на потепление более чем в 80 раз больше, чем у углекислого газа.

Улавливание метана в нефтегазовом секторе технологически несложно, обычно дешево и может быть выгодным для компаний, которые в настоящее время сбрасывают газ в атмосферу. Напротив, сокращение выбросов углекислого газа в энергетическом секторе — масштабное мероприятие; например, потребуется, чтобы владельцы 1,4 миллиарда автомобилей в мире перешли на электричество.

Международное энергетическое агентство, входящее в Организацию экономического сотрудничества и развития, заявило, что нефтегазовые компании могут сократить выбросы метана на 75 процентов, используя доступные в настоящее время технологии.Это важно, потому что времени мало.

«Это должен быть год для действий — будь то год или конец», — сказал Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш в своей апрельской речи, которая стала одним из многих случаев, когда он подталкивал лидеров к более быстрым действиям по борьбе с изменением климата. «Это действительно поворотный год для будущего человечества».

На онлайн-мероприятии Девлин сказал, что если мир перестанет выделять весь возможный метан, планета ограничит глобальное потепление на 0,3 градуса по Цельсию к 2050 году.

«Хотя это может показаться не очень большим, это примерно треть всего, что нам нужно для поддержания глобальной температуры в рамках сценария 1,5, изложенного в Парижском соглашении», — сказал Девлин. «Что-то делать сейчас, связанное с метаном, может очень быстро и с ощутимыми результатами к 2050 году уменьшить влияние нашего образа жизни на глобальное потепление, и это предполагает только то, что мы знаем, что можем делать сегодня».

Это просто, сказал он. «Это в основном сантехника».

Окутанный тайной

Сердце огромного российского газового бизнеса находится на удаленном полуострове, большем, чем Пенсильвания, к северу от Полярного круга, где каждое лето пересекаются газовые месторождения и традиционные маршруты оленеводства.На российском полуострове Ямал в Сибири находится 18 месторождений, принадлежащих государственному «Газпрому». В прошлом году они добыли 100 миллиардов кубометров природного газа — 2,5 процента мировой добычи.

Условия суровые. Зимой два месяца темно, температура может опускаться до 55 градусов ниже нуля по Фаренгейту, а от семи до девяти месяцев в году морозы.

Тем не менее, несмотря на то, что рост выбросов метана нагревает планету, Россия не планирует прекращать добычу природного газа. На сайте «Газпрома» хвастается, что он намерен более 100 лет работать на Ямале, что на языке коренных ненцев означает «край земли».

Большая часть российского газа поступает с полуострова Ямал, где буровые установки, подобные этой на Бованенковском газовом месторождении, пересекают замерзший ландшафт. (Александр Неменов / AFP / Getty Images)

В некоторых частях российской Арктики уже произошло потепление вдвое или даже втрое выше среднемирового. Если эта траектория продолжится в течение столетия, такое потепление уничтожит гигантские участки вечной мерзлоты в Арктике, откроет еще больше останков мамонтов, нагреет пахотные земли и города и разрушит нефтегазовую инфраструктуру, засеянную размягчающейся почвой.

Страна уже давно сталкивается с критикой за то, что ставит слабые климатические цели и не делает больше для сокращения углеродного следа своей огромной индустрии ископаемого топлива. Эксперты Climate Action Tracker, отслеживающего климатические обещания стран, оценивают текущую цель России до 2030 года в соответствии с Парижским соглашением как «крайне недостаточную».

В течение многих лет Путин отвергал научный консенсус о том, что люди способствуют потеплению планеты. В то же время позиция Кремля заключалась в том, что в любом случае Россия выиграет от изменения климата, открыв Северный морской путь для экспорта нефти и газа танкерами по мере того, как вода станет свободной ото льда.

Но в телевизионных комментариях в конце июня Путин предупредил, что «глобальное потепление происходит в нашей стране даже быстрее, чем во многих других регионах мира». Он добавил, что таяние вечной мерзлоты в северных регионах России может привести к «очень серьезным социальным и экономическим последствиям» для страны. Несколько дней спустя он подписал закон, который потребует от крупнейших загрязнителей страны сообщать о своих выбросах парниковых газов.

Якутия — самый холодный регион России — этим летом была охвачена массивными лесными пожарами, и Путин сказал правительственным чиновникам, что в этом виновато изменение климата, отметив, что в Арктике потепление почти в три раза превышает среднемировое.

Новое внимание к глобальному потеплению не распространяется на российскую сеть газопроводов. Утечки редко привлекают внимание средств массовой информации, а газ считается меньшим злом по сравнению с углем, которым до сих пор питаются многие домашние хозяйства в центре Сибири. Даже в российских кругах активистов-экологов метан редко обсуждается, хотя большие утечки могут сделать его более вредным, чем уголь.

История продолжается под рекламой

Максим Евдокимов более десяти лет работал мастером по строительству и механике на газовых месторождениях по всей России, в том числе в отдаленном районе Ямала.Он часто исследует возможные утечки и имеет коллекцию фотографий, на которых запечатлены факелы природного газа — высокие промышленные трубы с пламенем наверху — с полей, где он работал. Но он не считает метан злодеем, связанным с изменением климата.

«Метан — это природный газ. Как это может быть вредно для окружающей среды? » он спросил. «Метан присутствует во всех жизненных процессах, от коров до планктона».

Метан поступает из самых разных источников, от свалок до рисовых полей, от заброшенных угольных шахт до лагун для свиных отходов, от водно-болотных угодий до таяния вечной мерзлоты — и во всех случаях он также является мощным парниковым газом.

«С моей точки зрения, говорить о том, что мы все собираемся строить повсюду турбинные башни и солнечные электростанции прямо сейчас, преждевременно», — сказал Евдокимов. «У нас много газа, мы продолжаем разведку новых запасов, а старых хватит на десятилетия».

Часть ямальского газа сжижается на огромных заводах и отправляется за границу танкерами, количество которых в ближайшее десятилетие увеличится. Трубопроводы отходят от железнодорожного вокзала, как железнодорожные пути, прорезая ландшафт замерзшей тундры и северных лесов.

На полях слово «ГАЗ» нанесено на огромных белых цилиндрах большими буквами кириллицы. Оттуда трубопроводы петляют на запад, пересекают Уральский хребет, питают российские города и поселки и обеспечивают важнейший экспорт в Европу. Другие направятся на восток, неся газ в Китай и на новый крупный нефтехимический завод на границе с Китаем.

Ресурсы на Ямале огромны. Одно только Бованенковское месторождение «Газпрома» имеет запасы в 4,9 триллиона кубометров, что примерно в два раза больше, чем все европейские.А газ с месторождения будет подаваться в политически неоднозначный трубопровод «Северный поток — 2», который вскоре расширит экспорт, соединяющий добычу российского газа с европейскими потребителями.

Газ для «Северного потока-2» будет транспортироваться на запад в течение 13 дней, от Ямала до Нарвского залива на границе России и Эстонии, а затем по дну Балтийского моря и датских вод, а затем приземлится на побережье Германии. Новая линия могла бы сделать Европу более зависимой от импорта из России и дать Москве больше рычагов воздействия и гибкости, чтобы обойти определенные европейские страны в случае политического провала.

«Я часто слышу, что Россия не заинтересована в решении глобальных климатических проблем», — сказал Путин в своем выступлении на бизнес-конференции в Санкт-Петербурге 4 июня — в тот же день, когда произошла утечка «Газпрома» в Татарстане. «Это нонсенс. А в некоторых случаях это преднамеренное вопиющее искажение фактов. Мы чувствуем риски и проблемы ».

Эдельгериев, советник Путина по климату, сказал, что будет полезно, если Соединенные Штаты отменит санкции, которые были введены в ответ на нарушение Россией территориальных границ Украины, якобы отравление лидера российской оппозиции, вмешательство в дела США.С. выборы и начало кибератак против США.

«Климатические проекты должны быть освобождены от санкций», — сказал он. «Компании должны иметь доступ к финансам, оборудованию и технологиям. Иначе как они могут работать? »

Путин назвал природный газ «Северный поток — 2» «самым чистым в мире», потому что он «закачивается прямо из-под поверхности. Здесь вообще нет гидроразрыва ». По его словам, трубопровод «полностью соответствует самым строгим экологическим стандартам.”

Газ проходит по трубопроводам на тысячи миль, а компрессорные станции расположены на регулярной основе, чтобы газ продолжал движение. В Славянской новая станция направляет природный газ в трубопровод «Северный поток — 2». (Петр Ковалев / ТАСС / Getty Images)

Но российское газовое предприятие остается в тайне. Территории вокруг ключевых газовых объектов, которые разбросаны по большей части полуострова Ямал, считаются зонами ограниченного доступа и недоступны для иностранных граждан без специального разрешения органов государственной безопасности.

Газпром и энергетические компании Новатэк и Лукойл отклонили просьбу The Post дать интервью для этой статьи.

Стареющий колосс

Огромные размеры российской газовой инфраструктуры — одна из причин подозревать, что выбросы метана в стране значительно превосходят ее собственные самые последние оценки.

Протяженность трубопроводной сети «Газпрома» в России составляет около 110 000 миль. Трубопроводы проходят регулярное техническое обслуживание, чтобы выявить признаки коррозии от газа и влаги. Чтобы определить утечку, операторы закрывают клапаны на любом конце участка трубы.

В этот момент лучшим выходом было бы откачать газ и уловить его. Вместо этого часто метан «сжигают» или сжигают, чтобы сбросить давление. Это превращает его в углекислый газ, который является гораздо менее сильным парниковым газом, чем метан. Но часто компании просто открывают клапаны, не сжигая факел, выбрасывая метан прямо в атмосферу.

История продолжается под рекламой

Случайные утечки, например, 4 июня — другое дело. Катастрофический отказ скважины или трубопровода может длиться недолго, но с серьезными последствиями.»Газпрому», бывшему Министерству газовой промышленности СССР, приходится решать многие из этих проблем, учитывая возраст и длину его трубопроводов.

Подрывные утечки, известные как суперэмиттеры , сводят на нет любые попытки систематического подсчета выбросов парниковых газов. Согласно отчету Центра глобальной энергетической политики Колумбийского университета, около 5 процентов утечек по всему миру обычно составляют более 50 процентов от общего объема выбросов.

Энергетические компании несут ответственность за мониторинг и отчетность по своим выбросам «в рамках государственного учета», — говорится в заявлении «Газпрома».Предполагается, что Федеральная служба по надзору в сфере управления природными ресурсами России должна следить за достоверностью данных, предоставленных самими источниками. Но регулирующая структура предоставляет мало стимулов, чтобы остановить утечку .

«Газпром», 38 процентов которого принадлежит государству, а 11 процентов — государственной нефтяной компании, редко сталкивается с жесткими штрафами. В Экологическом отчете Газпрома за 2020 год говорится, что российские надзорные органы провели 531 проверку соблюдения экологических требований на объектах компании, в результате чего было выявлено 548 нарушений.»Газпром» заявил, что выплатил 2,7 миллиона долларов компенсации за ущерб окружающей среде и 170 тысяч долларов штрафов. Штрафы составляют в среднем 310 долларов за нарушение.

Более того, Газпрому грозят штрафы только в том случае, если освобождение превышает установленную государством квоту.

Эдельгериев, главный советник России по климату, сказал, что, как только регулирующие органы закончат проверку, «Газпром» может в конечном итоге кое-что заплатить. Но он сказал: «Если вы посмотрите на протяженность трубопроводов в стране, я бы не сказал, что наша ситуация критическая или что наши стандарты низкие.

В отчете за август 2020 года Газпром сообщил, что все выбросы метана, обнаруженные в 2019 году спутником Европейского космического агентства и использованные Kayrros, были «связаны с плановыми диагностическими и ремонтными работами на объектах газотранспортной системы».

Одним из самых крупных источников выбросов метана являются компрессорные станции, расположенные примерно через каждые 150 миль вдоль трубопроводов. У «Газпрома», которому принадлежит две трети газовой промышленности России, их 254.

Перепады расстояний, трения и высоты замедляют поток природного газа.Эти станции увеличивают давление, поэтому газ продолжает двигаться. Спутниковые карты трубопроводов России показывают освещенные утечками компрессорные станции, архипелаг выбросов вдоль трасс.

«Северный поток-2», который после завершения строительства удвоит пропускную способность трубопровода, пересекает Балтийское море, связывая Россию с Германией. (Йенс Бюттнер / Picture Alliance / Getty Images)

«Газпром использует более 3000 газотурбинных установок на своих компрессорных станциях, и каждый из них включается и выключается по графику, каждый раз выделяя большое количество метана», — сказал Михаил. Крутихин, партнер RusEnergy, независимой консалтинговой компании в Москве.«Кроме того, есть потери из-за негерметичных труб, клапанов, соединений и прочего оборудования. Аварии также случаются часто, увеличивая «технологические потери».

В случае аварии 4 июня компания заявила в заявлении The Post, что неисправность трубопровода «потребовала немедленного останова и ремонта». В нем говорилось, что из-за «срочности» ситуации «Газпром» не смог развернуть специальное оборудование, предназначенное для предотвращения утечки большей части метана.

Спутники могут помочь обнаружить, когда что-то на земле идет не так.Кайррос обнаружил три крупные утечки, которые произошли в России в тот же день, что и метановый шлейф 4 июня в Татарстане. Используя спутниковые данные Европейского космического агентства, Кайррос также обнаружил в тот день два выброса метана в Туркменистане, другой богатой газом стране, ранее входившей в состав Советского Союза.

Это не единичный случай.

Ранее ученые «Кайрроса» обнаружили 13 выбросов метана в период с 2019 по 2020 годы вдоль 2300-мильного газопровода Ямал-Европа. Объединив данные миссий Copernicus Sentinel-5P и Sentinel-2, а также свой собственный искусственный интеллект и алгоритмы, Кайррос обнаружил еще 33 выброса за тот же период на более коротком трубопроводе Brotherhood.

Простое исправление

Бывший геолог Shell Марк Дэвис со своего домашнего компьютера может быстро найти практически любую факел в мире. Подобная практика широко распространена в отрасли, и, по данным Всемирного банка, на нее ежегодно приходится 2 процента мировых парниковых газов — этого достаточно для обеспечения энергией Африки к югу от Сахары.

Сжигание на факеле происходит, когда наряду с нефтью обнаруживается газ, а инфраструктура для его улавливания отсутствует. Однако неисправные или неэффективные факелы могут привести к утечке большого количества метана в атмосферу.

По словам Диармейда Малхолланда, вице-президента по измерениям и зондированию нефтесервисной компании Baker Hughes, в подавляющем большинстве факелов во всем мире сжигается только от 70 до 80 процентов метана. Остальное уходит в атмосферу в виде метана.

«При сжигании сжигается 150 миллиардов кубометров в год, потери дохода составляют 20 миллиардов долларов, а выбросы составляют более 1 миллиарда тонн в эквиваленте CO2», — сказал Дэвис, исполнительный директор компании Capterio, занимающейся отслеживанием факелов. «Решив проблему сжигания факелов, мы можем быстро добиться большой краткосрочной выгоды, ускорить переход и реализовать некоторые из амбиций [обещаний] на COP26.

С помощью спутниковых данных и программного обеспечения, частично разработанного Горной школой Колорадо, Дэвис сказал, что может получить изображение любой вспышки в мире в данный день, включая скорость выброса газа в воздухе, местоположение и владельцы сайта.

Марк Дэвис, исполнительный директор Capterio, специализируется на отслеживании газовых факелов, на которые приходится 2 процента парниковых газов в мире. (Анастасия Тейлор-Линд для The Washington Post)

Когда Дэвис попросил найти одну из крупнейших факелов в России, он быстро нашел спутниковые фотографии и данные о выбросах факелов с Новопортовского месторождения, находящегося в ведении нефтяной дочки Газпрома на Ямале.Есть несколько факелов, но две трубы, выступающие из резервуаров для хранения, выделялись большим пламенем и черным дымом. Хотя это месторождение нефти, газ был обнаружен вместе с нефтью, а ближайший газопровод находился в 85 милях от него. По словам Дэвиса, в 2020 году месторождение было вторым по величине факельным сжиганием в России и третьим по величине в 2021 году.

Даже факельное сжигание работает неэффективно. Около 20 процентов метана улетучивается при сгорании факелов. По оценкам Дэвиса, энергия потерянного метана на месторождении будет эквивалентна 1.7 миллионов бензиновых автомобилей в год.

В этом сила — и обещание — новых стражей в небе.

«Это революция, в этом нет никаких сомнений», — сказал Стивен Гамбург, главный научный сотрудник Фонда защиты окружающей среды.

Отчет исследователей Колумбийского университета в прошлом году показал, что в течение следующих пяти лет новые спутниковые системы в сочетании с измерениями, проводимыми с самолетов и наземных мониторов, означают, что «наш мир быстро становится местом, в котором выбросы метана будут некуда спрятаться.”

Для Антуана Хальфа спутниковые данные изменили правила игры.

Хальф стал соучредителем Kayrros после 25 лет работы в академических кругах, на Уолл-стрит и в Международном энергетическом агентстве. Он начал беспокоиться о пробелах, задержках и неточностях в традиционных методах сбора статистики о рынке нефти и газа и увидел огромный потенциал новых источников информации со спутников и других устройств.

Компания Kayrros обнаружила утечки со свалки в Бангладеш, газовых месторождений в Альберте, угольных шахт в Аппалачах и большое количество незарегистрированных утечек как в России, так и в США, двух крупнейших в мире источниках выбросов метана из нефти и газа.(В исследовании 2018 года исследователи EDF и их коллеги обнаружили, что Соединенные Штаты, как и Россия, также сильно занижают выбросы метана в этом секторе.)

Впервые МЭА использовало спутниковые данные и анализ Кайрроса для По оценкам, Россия в прошлом году выбросила колоссальных 14 миллионов тонн нефтяных и газовых выбросов метана, что резко превышает то, что Москва в настоящее время сообщает за последний год, 2019 год.

Если утечка метана была преобразована в тонны углекислого газа, это будет почти равным общим выбросам, заявленным для всех источников в Турции.

«Раньше мы не могли решить проблему с метаном», — сказал Халф, обвиняя «в недостатке знаний, непрозрачности рынка и отсутствии стимулов».

Теперь, однако, сказал он, «мы раскрываем истинный след отрасли, который на самом деле даже больше, чем мы думали, и, безусловно, больше, чем предлагали до сих пор традиционные технологии отчетности о выбросах».

История продолжается под рекламой

Стражи в небе

Отслеживание выбросов метана требует научной строгости, немного искусства и больших вычислительных мощностей.

Поскольку газ метан поглощает свет с уникальным набором длин волн, он оставляет после себя отчетливую спектральную сигнатуру.

Однако прочитать эту подпись непросто, потому что атмосфера — это динамичное место. Необходимо понимать, как движутся ветры, рассчитывать, как разлетаются шлейфы, и иметь подробный список потенциальных источников выбросов. Для этого требуется сложное компьютерное моделирование, включая искусственный интеллект, чтобы просеивать и обрабатывать горы необработанных данных с нескольких спутников.

«Это можно сделать со скоростью света с помощью ИИ и просто невозможно сделать вручную», — сказал Халфф.

Антуан Хальф, соучредитель Kayrros, использует спутниковые данные, чтобы выявить истинный след выбросов энергетической отрасли. (Джона Марковиц для The Washington Post)

Например, когда ученые из EDF и Гарварда пришли к выводу, что Россия выбрасывает примерно вдвое больше, чем заявляла Москва, они использовали компьютерную мощность для проведения 24 различных экспериментов по инверсии для региона, в котором содержится примерно 95% выбросов. — но не все — выбросов метана в России от нефти и газа.

Углубленный анализ «неизменно свидетельствует о том, что последние данные инвентаризации выбросов в стране занижены», — сказал атмосферный ученый EDF Ритеш Гаутам, проводивший исследование вместе с коллегами из Гарварда.

Другие спутниковые анализы показывают аналогичные результаты.

Особенно показательное исследование было проведено Чжу Денг из Университета Цинхуа в Пекине и Филиппом Сиэ из Французской лаборатории климата и наук об окружающей среде, хотя оно еще не прошло экспертную оценку.В исследовании напрямую сравниваются опубликованные Россией данные об общих выбросах метана из ископаемого топлива в 2017 году — около 6,5 миллионов тонн — с результатами 20 атмосферных моделей. Опять же, группа моделей показала, что выбросы были почти вдвое выше.

Официальные российские расчеты гораздо больше уходят корнями в Землю.

Российские компании нанимают высококлассных сторонних аудиторов для сертификации своих планов устойчивого развития, но им трудно доверять, — сказала Татьяна Митрова, руководитель отдела исследований Энергетического института Московской школы управления Сколково и член Новатэк и Шлюмберже. советы директоров.(Она отказалась комментировать эти две компании.)

Аудиторы, по ее словам, просто используют переданные им данные.

«Это правда, что они правильно рассчитали с использованием некоторого среднего коэффициента, но это может не иметь никакого отношения к реальности», — сказала она. «Никто не может подтвердить, сообщены ли все выбросы или знают ли сами компании все выбросы».

Для расчета выбросов компании используют стандартные допущения о производительности десятков единиц оборудования, которые могут сильно отличаться от лабораторий, в которых они проходят испытания, до полей, в которых они работают.

«В полевых условиях старое оборудование работает не так хорошо, как в лаборатории. Таким образом, эти коэффициенты выбросов являются лишь приблизительными оценками, которые систематически занижены », — сказал Роберт Кляйнберг, геофизик и бывший эксперт по энергетическим технологиям в нефтесервисной компании Schlumberger. Хотя в США и других странах наблюдаются серьезные расхождения, «Россия — это своего рода черная дыра для данных».

В июне 2020 года «Газпром» заявил, что летучие выбросы метана по всей его производственной цепочке «близки к нулю.В нем говорится, что в 2019 году эти выбросы составили 0,02 процента добытого газа, 0,29 процента газа при транспортировке и 0,03 процента газа в подземных хранилищах. «Эти цифры соответствуют лучшим мировым практикам», — говорится в последнем заявлении «Газпрома» по выбросам.

Но эксперты говорят, что такое высокоэффективное улавливание метана неслыханно, особенно в такой старой и разветвленной инфраструктуре. Исследование, проведенное Национальной лабораторией энергетических технологий США в 2019 году, показало, что российский газ, поставляемый в Европу, выделяет больше парниковых газов, чем европейский уголь.

После 13 дней путешествия газ с полуострова Ямал попадает на немецкие аэродромы, подобные этой в Мекленбурге-Передней Померании, прежде чем попасть к потребителям. (Йенс Бюттнер / Picture Alliance / Getty Images)

С приближением климатической конференции в Глазго Россия детализировала свою дорожную карту, вымощенную ископаемым топливом. В нем говорится, что выбросы парниковых газов увеличатся на 8,2 процента в течение следующих 30 лет. Но говорят, что посадка деревьев, восстановление водно-болотных угодий и борьба с лесными пожарами удвоят способность национальных лесов поглощать углекислый газ и компенсируют увеличение выбросов газа.

Кремлевский отчет, подготовленный министерством экономического развития и опубликованный 26 августа, назвал природный газ «переходным топливом, [который] может сыграть важную роль в сокращении выбросов парниковых газов в развивающихся странах». Он заявил, что может «перенаправить» экспорт газа «с запада на восток».

Предлагаемый климатический налог в Европе может стать новым испытанием для России. Европейский союз хочет принять «механизм корректировки углеродных границ» — по сути, налогообложение импорта, который выбрасывает парниковые газы до прибытия в Европу.Он будет применяться ко всему, включая сталь, промышленные товары и природный газ, не только из России, но и из предприятий по производству сжиженного природного газа на побережье Мексиканского залива США, на катарских танкерах и в норвежских трубопроводах.

По оценкам ведущего бизнес-лобби страны, в ближайшее десятилетие налог может стоить российским компаниям 50 миллиардов долларов.

Некоторые российские фирмы шевелятся. По словам Митровой, «Газпром» заявляет, что уже использует беспилотные летательные аппараты для проверки своих газопроводов, некоторые из которых относятся к 1960-м и 1970-м годам.Новатэк заявил, что сократит выбросы метана в своих производственных системах на 17 процентов к 2019 году, согласно его веб-сайту, но только на 4 процента к 2030 году. Роснефть, нефтяная компания, которая борется с нежелательным природным газом, обнаруженным рядом с нефтью, сократила летучие выбросы газа. на 73 процента, сказал Эдельгериев.

«У компаний больше нет выбора не делать этого», — сказала Митрова. «Это не ракетостроение».

В отчете московской школы бизнеса и аналитического центра «Сколково» приводятся примеры успеха в других странах.Например, в отчете говорится, что Royal Dutch Shell заменила газовые насосы на электрические в Аппалачах и установила новые электрические приводы для управления работой клапанов на объектах в Канаде. Перед продажей акций в западном Техасе компания внедрила технологию «zero2», чтобы уменьшить сжигание или выброс метана там.

«Если вы обнаружите, что что-то не так, вы можете это исправить», — сказала она. «В этом нет ничего сложного, никаких новых границ. Но что-то нужно делать ».

Мэри Илюшина и Аарон Стеккельберг внесли свой вклад в этот отчет.

Об этой истории

Источники: данные по метану с помощью прибора мониторинга тропосферы Sentinel-5P (TROPOMI), полученные от ESA Copernicus; Данные об орбите Sentinel-5P через Space Track; спутниковые снимки со скорректированным коэффициентом отражения от совместного спутника NASA / NOAA Suomi NPP; Ежегодная инвентаризация России в ООН.

Преобразование выбросов парниковых газов основано на оценках из калькулятора эквивалентов парниковых газов Агентства по охране окружающей среды и его оценках для годовых выбросов транспортных средств.

Редактирование проекта Триш Уилсон. Редактирование графики Моникой Улману. Графика Джона Муйскенса, Наэмы Ахмед и Аарона Стеккельберга. Редактирование фотографий и управление проектами Оливье Лорана. Фотографии Артура Бондаря, Ионы Марковица и Анастасии Тейлор-Линд. Редактирование дизайна Мэтью Каллахан. Дизайн и разработка Гарланд Поттс и Фрэнк Халли-Джонс. Редактирование копий Анастасии Маркс.

Джули Витковская, Сара Дантон и Джордан Мелендрез также внесли свой вклад в этот отчет.

В течение следующих …

100 лет

20 лет

будет иметь такое же потепление, как и годовые выбросы углекислого газа от …

Метан наиболее эффективен в первое десятилетие или около того после его выброса . Он рассеивается гораздо быстрее, чем углекислый газ, который может оставаться в атмосфере в течение сотен лет.

(PDF) Бассейн Балтийского моря

132 ПОГРУЖЕННЫЕ ЛАНДШАФТЫ ЕВРОПЕЙСКОГО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА

Дания — Новые данные, основанные на макрофоссилиях и

пыльце

из Слоценга, небольшого участка на юге

Ютландии.Обзоры четвертичных наук 30: 2534-2550.

Мортенсен, М. Ф., Хенриксен, П. С. и Беннике, О.

2014. Жизнь на хорошей почве: взаимосвязь между

почвами, растительностью и человеческими поселениями в конце периода

Аллерфд в Дании. История растительности и

Археоботаника 23: 195-205.

Пемпковяк, Дж. 1991. Коэффициенты обогащения тяжелых металлов

в поверхностных отложениях южной части Балтики, датированные

годами, 210Pb и 137Cs.Environment International 17:

421-428.

Петтерссон, Х., Линдоу, Х. и Шредер, Д. 2010. Волна

, климат в Балтийском море, 2009. HELCOM Baltic

Информационные бюллетени по морской среде, 2010. Доступно по адресу:

www.helcom.

Покорски, Дж. И Модли

нски, З. (ред.) 2007. Геологическая

Карта западной и центральной части Балтийского моря

Депрессия без пермских и более молодых формаций

(масштаб 1: 750000).Pa ´

nstwowy Instytut Geologiczny:

Варшава.

Ralska-Jasiewiczowa, M. 2004. Ранний голоцен —

10,000-7500 14CyrBP (около 11,500-8300calyrBP) .In

Ralska-Jasiewiczowa, M., Latalowa, M., Wasylikowa K. et al.,

. (ред.) 2004. История позднего оледенения и голоцена

растительности в Польше на основе карт изополлен. pp.394-

399. Польская академия наук: Краков.

Расмуссен, С.О., Андерсен, К.К., Свенссон, А.M. et al.

2006 г. Новая хронология ледяных кернов Гренландии для последнего ледникового периода

. Журнал геофизических исследований —

Атмосфера 111: D06102.

Рихтер А., Гро А. и Дитрих Р. 2011. Геодезические

Наблюдение за изменением уровня моря и деформацией земной коры

в регионе Балтийского моря. Физика и химия Земли

, части A / B / C 53-54: 43-53.

Розентау А., Вески С., Крийска А. и др. 2011. Palaeogeo-

графическая модель юго-западной прибрежной зоны Эстонии

Балтийского моря.In Har, J., Bj

orck, S. & Hoth, P. (Ред.)

Бассейн Балтийского моря. С. 165-188. Springer-Verlag: Берлин-

Гейдельберг.

Розентау, А., Хару, Дж., Оя, Т. и Мейер, М. 2012.

Постледниковый отскок и относительные изменения уровня моря в

Балтийском море после трансгрессии Литорины. Балтика

25: 113-120.

Розентау А., Муру М., Крийска А. и др. 2013. Камень

Эпоха поселения и смещение берегов в голоцене

в районе Нарвско-Лужского залива Клинт, восточная часть Финского залива.

Борей 42: 912-931.

Розентау А., Муру М., Гаук М. и др. (под давлением). Море-

Изменение уровня и риски для пищевых продуктов в прибрежной зоне Эстонии.

In Har, J., Furmanczyk, K., von Storch, H. (ред.).

Изменения береговой линии Балтийского моря с юга на восток —

Проекция прошлого и будущего. Библиотека прибрежных исследований 19.

Спрингерс Интернэшнл Паблишинг АГ.

Schmager, G., Fr¨

ohle, P., Schrader, D., Weisse, R. &

M¨

uller-Navarra, S.2008. Состояние моря и приливы. In Feistel,

R., Nausch, G. & Wasmund, N. (eds.) State and

Evolution of the Baltic Sea, 1952-2005: A подробный

50-летний обзор метеорологии и климата, физики,

Chemistry, Biology, and Marine Environment.pp.143-

198. John Wiley & Sons: Нью-Джерси.

Schm

olcke, U., Endtmann, E., Klooss, S. et al. 2006.

Изменения уровня моря, ландшафта и культуры: обзор

юго-западной части Балтийского моря между 8800 и 4000

гг. До н.э.Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология

240: 423-438.

Schwarzer, K., Diesing, M., Larson, M., Niedermeyer

R.-O, Schumacher, W. & Furmanczyk, K. 2003.

Эволюция береговой линии в разных временных масштабах — примеры

из Поморской бухты, южная часть Балтийского моря.

Морская геология 194: 79-101.

Сеппу

a, Х., Бьюн, А. Э., Телфорд, Р.