Соленость воды в черном море: Солёность воды в Чёрном море 18%. Что это означает?

Соленость Черного моря в промилле, процентах • Вся планета

Соленость Черного моря значительно ниже, чем в расположенных недалеко Средиземном или Красном морях, оно больше похоже на огромное пресное озеро. Многоводные реки, имеющие сток в Черное море, существенно опресняют его воду.

Черное море известно тем, что на больших глубинах в нём скапливается сероводород, поэтому его дно до сих пор по-хорошему не изучено. А чуть выше слоя сероводорода скапливается вода, гораздо более соленая, чем на поверхности моря.

Какие факторы влияют на соленость Черного моря?

• На уровень солености в этом море влияют:
• Нахождение в умеренном и субтропическом климате.
• Значительная площадь водосбора.
• Переток пресной воды из впадающих в это море рек.
• Далекое расположение Средиземноморья и Атлантики.
• Достаточно большая глубина моря.
• Отсутствие морских приливов и отливов.

Сток рек в Черное море

Соленость воды в Черном море относительно невысокая, т.к. оно принимает огромные объёмы пресных вод. Самая большая река, дающая пресные воды в море, – это Дунай. Также много воды дают реки:

1. Днепр;
2. Кубань;
3. Буг;
4. Днестр;
5. Дон и др.

Благодаря этим рекам, уровень воды в Черном море значительно выше, чем аналогичный уровень воды в Атлантике, но ниже, чем средний уровень воды в отдельных зонах Средиземноморья.

Зато температура воды и процент солености вод Черного моря существенно ниже, чем в Средиземном море. Это связано с особенностями климата и относительно небольшим притоком пресной воды в Средиземноморье.

Что такое соленость?

В воде любого моря имеется огромное число металлов, солей, щелочей и пр. Его солёность ученые рассчитывают в процентах или промилле. Литр взятой на исследование воды выпаривается, после чего изучаются и оцениваются оставшиеся вещества.

Соленость Черного моря в процентах

Этот показатель рассчитывается, исходя из содержания различных веществ, растворенных в воде в граммах, и отражается в процентах к общей массе. Массу каждого попавшего в осадок вещества умножают на 100 граммов и делят на 100 процентов.

Соленость Черного моря в промилле

В промилле соленость моря исчисляется не в сотых, а в тысячных.  Например, из специальной литературы мы знаем, что соленость Черного моря – 17-18 промилле, Мирового океана в среднем – 35 промилле, Красного моря – 42 промилле и т.д.

Как проще всего определить соленость моря?

Есть относительно простой способ определения солености, для проведения такого исследования в домашних условиях потребуется посуда, стойкая к высоким температурам, нагреватель и весы, где можно взвешивать вещества в миллиграммах.

При проведении вычислений следует помнить, что плотность воды Черного моря, как любого раствора соли, больше, чем плотность вод реки Дунай, а значит, литр морской воды имеет большую массу, чем литр речной воды.

Поэтому сделанные Вами расчеты будут характеризоваться приблизительными цифрами. Итак, сколько соли в Черном море? Для этого нужен материал для исследования: наберите 100 мл морской воды.

Потом нужно поместить воду в толстую чашку, нагреть и кипятить её на небольшом огне до полного выпаривания. В итоге на дне и стенках чашки останется вещество светлого цвета. Тщательно соберите его и определите массу на весах.

Соотнесите массу полученного вещества к 100 мл исследованной воды, после чего умножьте на сто. Полученное число покажет Вам процент солености воды Черного моря. Важно помнить, что в разных частях моря и в разное время соленость тоже разная.

Меняются ли показатели солености морской воды?

Соленость любого моря резко увеличивается в периоды засухи, когда сильно сокращается поступление пресных вод из рек. Также соленость напрямую зависит от времени года, колебаний температуры воздуха, деятельности человека и пр.

Самые соленые моря на Земле

1. Мертвое море. Это море словно бы всё состоит из соли – ее в море 270%. Это значит, что в литре морской воды содержится 27 граммов соли. Флора и фауна в таких условиях развиваться просто не может, отсюда и название моря. Находится оно в Израиле.

2. Красное море. Известное для заядлых туристов море располагается между Аравией и Африкой. Его соленость составляет более 41%. Но это не мешает обитать в Красном море дельфинам и множеству видов рыб, в т.ч. акулам.

3. Средиземное море. Самое известное с древних времен человечеству море, около которого зародились многие цивилизации. Его соленость колеблется около 40%. Также Средиземное море знаменито тем, что имеет самые теплые воды (от +12С до +25С в течение года).

4. Эгейское море. Это море находится у берегов Греции, его соленость колеблется около 38,5%. В составе морской воды имеется значительная концентрация щелочей, поэтому после купания рекомендуется обмыться пресной речной водой, чтобы не повредить свою кожу.

5. Ионическое море. Это море также раскинулось у берегов Греции, там оно считается самым соленым, около 38%. Прекрасное место для детей, которые только учатся плавать, т.к. это очень плотное море. Температура воды в течение года колеблется от +14C до +26C.

Черное море. Температура воды в Черном море. Рыбы Черного моря.

Зеркало Черного моря имеет площадь 422 тыс. квадратных километров.

Максимальная глубина — 2210 м.

Чаша моря вмещает 527 кубических километров воды.

По форме Черное море напоминает овал с наибольшей осью 1150 километров. Наибольшая протяженность с севера на юг 580 километров, а наименьшая 265 километров.

Средняя глубина Черного моря — 1240 м.

Черное море расположено в средних широтах: 41 – 46 градус северной широты.

В Черном море соленость воды в среднем — 18, в Азовском море – 4, в Средиземном море — океаническая соленость воды — 37 грамм на 1 литр воды.

Соединяется проливами Босфор и Дарданеллы с Мраморным и средиземным морем, Керченским проливом с Азовским морем.
Единственный крупный полуостров в Черном море — Крымский.
Крупнейшие заливы: Ягорлыцкий, Тендровский, Джарылгачский, Каркинитский, Каламитский, Феодосийский, Варненский, Бургасский, Синопский, Самсунский.
Общая длина береговой линии — 3400 километров.
Острова в Чёрном море: самый крупный остров — Джарылгач — площадь 62 квадратных километра. Другие острова меньше, наиболее существенные: Березань и Змеиный — оба площадью менее 1 квадратного километра.

Особенность Черного моря состоит в том, что на глубине свыше 150-200 метров начинается область обитания анаэробных бактерий, результатом жизнедеятельности которых является выделение сероводорода. Организмы, нуждающиеся в кислороде, там обитать не могут. Жизнь развивается только в верхнем пласте моря. Этот пласт составляет 12 — 13 процентов общего объема моря, при этом содержит 80 процентов всей фауны Черного моря. Это морские виды, проникшие сюда через Босфор и солоновато-водные организмы, распространенные в подобных водоемах по всей планете. А пресные виды появляются из впадающих в Черное море рек.

Черное море беднее видами живых существ, чем Средиземное. Но это связано с особыми условиями этого водоёма.
Обитают:

1. виды, переносящие широкий диапазон солености воды.

2. виды данного температурного режима — вода умеренно холодная.

3. виды, которым в любой период развития не нужны большие глубины.

Все виды живых существ можно разделить на две большие группы:
постоянные и временные.

В Черном море обитает 2,5 тыс. видов животных:

— 500 видов — одноклеточные.

— 160 видов — позвоночные (рыбы и млекопитающие).

— 500 видов — ракообразные.

— 200 видов — моллюски.

— остальные беспозвоночные разных групп.

В Средиземном море, для сравнения – около 9 тыс. видов животных, а в Азовском — около 600 видов.

Крупные подвижные животные заходят в Черное море из Средиземного по своей воле. Но большое число видов постоянно заносится сюда независимо от их желания, через проливы.

В проливе Босфор постоянно существуют два течения:

1. Верхнее — несет опресненную воду из Черного моря в Мраморное и далее в Средиземное море.

2. Нижнее — доставляет более соленую и теплую воду в Черное море. С ней (толщина потока 2-8 метра) в море заносятся планктонные организмы. Здесь найдены живые морские звезды, офиуры, морские ежи.

Флора Черного моря включает в себя:

— 270 видов зеленых, бурых, красных донных водорослей.

— 350 видов микроскопических планктонных.

— масса различных бактерий.

Большинство планктонных водорослей с помощью солнечной энергии строит себя из простых соединений. Некоторые водоросли, как и животные, могут питаться только готовыми органическими веществами. Водоросль ноктилюка (ночесветка) является хищницей.

Для статьи использовался материал:

Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах — СПб., 1890—1907.

Агбунов М. В. Античная лоция Чёрного моря. АН СССР. Наука, Москва, 1987.

Кузминская Г. Чёрное море. Краснодар 1977.

Звери Чёрного Моря. Симферополь: Таврия, 1996.

Wikipedia

Температура и солёность воды в Чёрном море

Уникальность географического положения Чёрного моря заключается в его обособленности от Мирового океана, с которым оно соединено лишь узкими средиземноморскими проливами.

Поэтому основополагающие характеристики его вод – температура и солёность – резко отличаются от среднемировых показателей.

Температура воды

Как и в других морях и океанах, температурные показатели черноморской воды колеблются на поверхности в зависимости от смены времён года и становятся более стабильными при погружении в глубину. Зимой поверхностный слой в прибрежных районах северо-западной оконечности моря остывает до -0,5°С, тогда как в центральной области сохраняется температура 7-8°С, а в юго-восточной части 9-10°С. Летом поверхность воды прогревается до 23-26°С, из-за чего образуется достаточно узкий граничный слой, отделяющий тёплую поверхностную воду от холодных глубинных масс.

Зимой из-за сильного охлаждения поверхностных вод в толще моря происходит вертикальное перемешивание, когда более тёплые глубинные воды поднимаются на поверхность, а охлаждённая поверхностная вода опускается глубже. В прибрежной зоне этот процесс охватывает слой толщиной до 100-150 метров, а в центральной части глубина перемешивания составляет всего 30-50 метров. Из-за сильного охлаждения северо-западной оконечности Чёрного моря здесь образуется мощный слой холодной воды, который течения затем распространяют по всей водной массе.

В результате на глубине 60-100 метров образуется холодный слой, который не успевает прогреться в течение лета и сохраняет относительно стабильную температуру 6,5-7,5°С круглый год.

Солёность

Из-за замкнутого географического положения содержание соли в водах Чёрного моря невелико: на большей части акватории оно составляет 17,5—18,5‰. Вблизи от устья питающих море пресноводных рек она составляет не более 5—10‰, а в непосредственной близости содержание соли падает до 1-2‰.

Однако такие показатели сохраняются только в поверхностном и приповерхностном слое воды толщиной не более 150 метров. Более глубокие водные массы подпитываются тяжёлой солёной водой из Мраморного моря, поэтому на границе поверхностных слоёв солёность резко возрастает с 18,5‰ до 21‰. При дальнейшем погружении в толщу черноморской воды солёность растёт постепенно, причём с приближением к Босфору она достигает 28-34‰.

На глубине свыше 1000 метров круглый год сохраняется температура в пределах 8,5-9,2°С и солёность не выше 22,4‰.

Распределение слоёв воды

Гидрологи выделяют следующие водные слои черноморской воды:

• поверхностный однородный слой с невысокой солёностью, меняющий температуру под действием сезонных факторов и подверженный ветровому перемешиванию;
• промежуточный холодный слой, возникающий в северо-западной части моря благодаря осенней и зимней конвекции и разносимый в другие районы сезонными течениями;
• галоклин, характеризующийся скачкообразным нарастанием солёности на границе между верхним черноморским слоем и глубинными водами, притекающими из Мраморного моря;
• глубинный слой, простирающийся до самого дна и характеризующийся стабильностью температуры и солёности.

Протекающие в этих слоях процессы являются определяющими для гидрологической обстановки в Чёрном море.

и не забудьте поделиться с друзьями

«Вода в Черном море близка по составу к крови»

Более половины человечества проживает в прибрежных зонах, оказывая на них серьезную антропогенную нагрузку. Не говоря уже о периодах, когда туда съезжаются еще и отдыхающие! В России самой горячей точкой, особенно в летний сезон, становится побережье Черного моря. По данным правительства Крыма, в прошлом году там отдохнуло более 6 миллионов человек, это население целой Дании!

Итак, местное население, промышленные и сельскохозяйственные предприятия и зоны отдыха со всеми их гостями ежедневно сбрасывают в коллекторы гигантское количество отработанной воды, продукты жизнедеятельности. Хорошо было во времена СССР, когда вся инфраструктура очистных сооружений Крыма периодически проверялась и реконструировалась по мере необходимости, как и во всей стране.

Валерий Бондур.

— Крым тогда выгодно отличался от Кавказа: ему больше уделялось внимания из-за особого исторического статуса, живописных берегов, более сухого лечебного климата. Там велась плановая застройка, а все очистные сооружения были под строгим контролем, — говорит Валерий Бондур. — Все изменилось после конца 80‑х — начала 90‑х годов. Экономика Украины, которой принадлежал Крым, не позволяла развивать этот регион во всех направлениях, а его привлекательность привела к тому, что начали продавать землю под частную застройку, беспорядочно вести строительство в запретных зонах без создания каких бы то ни было очистных сооружений. Я уже не говорю о том, что имевшимся очистным сооружениям не уделялось должного внимания. За 30 лет было построено только одно такое сооружение — в районе Симеиза.

Прибрежная зона Черного моря в Крыму во многих местах загрязнена как сточными водами, так и впадающими в море горными реками со стоками, поступающими с полей, которые содержат минеральные удобрения — нитраты и фосфаты. Кроме того, к таким источникам загрязнений прибрежных акваторий добавляются судовые операции и аварии на морском транспорте. Антропогенная нагрузка возрастает и за счет добычи нефти и газа на шельфе, а также может усугубляться за счет потенциальных аварийных выбросов с подводных трубопроводов.

Черное море у берегов Крыма требует экстренных мер по выявлению и исследованию источников антропогенных воздействий, а также ареалов распространения загрязнений и реализации природоохранных мероприятий, для того чтобы в какой-нибудь особо жаркий сезон там не вспыхнули массовые эпидемии кишечных инфекций. Это вторая по важности проблема полуострова, о чем говорилось в прошлом году на Совете по формированию и реализации научно-технической политики Крыма. Конечно, Крыму нужны современные очистные сооружения, что, безусловно, стоит в планах правительства республики. Но безотлагательные мероприятия по мониторингу прибрежных акваторий требуются уже сейчас. Российская академия наук предложила такие мероприятия.

Карта антропогенного воздействия на побережье Севастополя, вызванного разрывом коллектора (на основе космического снимка).

Как российские ученые вернули отдыхающих на Waikiki beach

— Мы уже сегодня имеем технологию и опыт применения очистки прибрежных вод, которые успешно опробовали, например, в США, сначала во Флоридском заливе, а затем на Гавайских островах, — рассказывает Валерий Бондур. — Столица штата Гавайи — город Гонолулу, расположен на острове Оаху. В нем проживает чуть меньше миллиона человек. Сточные воды, ливни с гор, смывающие песок и удобрения с полей, попадают в прибрежные воды, приводя к их загрязнению. Самые крупные очистные сооружения, расположенные на небольшом острове Санд в нескольких километрах от самого популярного на Гавайях и во всем мире пляжа Вайкики, были построены еще в 70‑х годах прошлого века. В последующие годы они подвергались масштабной реконструкции, но это не уберегло прибрежную акваторию от загрязнения. Коллектор-тоннель сбросовой системы, длиной около 2,5 километра, через 282 отверстия подводного диффузора (замедлителя потока. — Н.В.) выбрасывал в море недостаточно очищенные сточные воды, а течения приносили их к пляжам. Грязь, цветение, неприятный запах… Люди стали покидать излюбленные места отдыха.

Когда местная организация, аналог нашей СЭС, проверила уровень загрязнения — аналог нашего ПДК, то он значительно превышал допустимый уровень. И это притом, что на Гавайях требования были более мягкие по сравнению с нашими, оставшимися еще со времен СССР. В общем, местное руководство поставило задачу своим ученым решить эту проблему. Те посоветовали обратиться к нам — россиянам, поскольку у нас к тому времени уже имелся опыт по обследованию Флоридского залива. И мы приступили к работе. Первым делом провели мониторинг, в котором были задействованы космические спутники, корабли, и вертолеты. Мы проверили все гидрологические режимы, изучили все, что выбрасывалось в море в прибрежном районе Гонолулу, куда распространялись загрязняющие вещества, какие факторы влияли на них и как они воздействовали на различные параметры водной среды

На основании результатов проведенных масштабных исследований российские ученые предложили рекомендации, которые позволили решить проблему. Их можно разделить на четыре типа. Первый, самый затратный, — замена или кардинальное усовершенствование очистного сооружения. Для этого необходимо протянуть коллектор сбросовой системы дальше и глубже в море. Но это требовало больших затрат, десятков миллиардов долларов. А потому более актуальным для гавайцев оказались следующие варианты, предложенные российскими учеными.

— Мы посоветовали изменить режим работы сбросового устройства в зависимости от суточных колебаний объемов сточных вод и в зависимости от гидрометеорологических условий, — говорит Валерий Бондур. — Есть периоды, когда сброс увеличивается: это утренние часы, когда все люди включают воду, чтобы умыться, принять душ, приготовить завтрак, несколько активных часов днем, когда активно работают предприятия, и вечер, когда все возвращаются домой.

В часы активного пользования водой лучше не сливать стоки в море, а дождаться периода спада, к примеру, ночью, и только тогда запустить механизм. Однако ночь на ночь не приходится. Поскольку Гавайи — вулканические острова, океан там проявляет себя сильными приливами и отливами, а также специфическими полями течений. Так вот изучив гидрологический режим и специфику местности, российские ученые посоветовали сбрасывать воду из очистного сооружения только во время отлива, иначе вода снова вернется к берегу. Ну а для того чтобы знать время приливов и отливов, надо регулярно осуществлять мониторинг скоростей, направлений ветров и течений.

Но и это еще не все. Ко всем факторам, за которыми надо регулярно наблюдать, специалисты из Москвы добавили еще и стратификацию — изучение и учет неоднородности воды: ее солености, плотности, температуры.

— Лучше всегда сбрасывать сточную воду тогда, когда плотность на той глубине, где расположен конец коллектора, больше, — уточняет Бондур, — иначе пресная вода снова поднимется на поверхность. То есть мы предложили осуществлять управление сбросом.

Кроме этого наши специалисты предложили осуществлять непрерывное информационное обеспечение — постоянный мониторинг водной среды, а также ряд технических и технологических мероприятий. К последним относятся, например, улучшение способов очистки сбрасываемых вод при помощи новых технологий, увеличение их плотности путем подсаливания для лучшего захоронения (чтобы не всплывали). Есть еще один простой технологический способ уменьшения выброса в сторону берега — путем перекрытия отверстий коллектора с одной из сторон.

Гавайцы поначалу удивились: что, так просто? И вроде бы даже не поверили в эффективность нашей работы. Но большинство из предложенных рекомендаций все-таки применили. Итог: через три месяца загрязнение водной среды возле берегов уменьшилось в 3–4 раза!

Планировался и более масштабный контракт с американцами на мониторинг всего побережья США, но в дело вмешалась политика, и работа прервалась.

Карта-схема расположения некоторых очистных сооружений в прибрежной зоне Крыма и участков прибрежных акваторий, испытывающих повышенную антропогенную нагрузку.

Уникальный водоем

Впрочем, что нам Дикий Запад? Ведь подобную работу ученые могут повторить и в Крыму, изучив предварительно все особенности мест сброса сточных вод.

— Черное море представляет собой уникальный водоем, — подмечает академик, — как с точки зрения гидрофизической структуры, связанной с наличием в нем двух слоев воды, образуемых из вод речного стока и вод нижнего Босфорского течения, так и с точки зрения гидрохимической структуры, характерная черта которой — сероводородное заражение нижнего слоя воды. Но самое уникальное его качество, которое пока мало обсуждается, — это соленость черноморской воды. Ни на одном морском курорте мира не встречается вода, настолько близкая к составу человеческой крови и плазменных жидкостей! Соленость вод в верхнем слое здесь оптимальна — около 1,8%, тогда как в других теплых морях соленость или слишком высока (3,4–3,6%), или слишком мала, как например, в Балтике.

В общем, в Крыму также необходимо провести мониторинг побережья. Изначально предлагалось исследовать весь берег (на это потребовалось бы всего два сезона), проанализировать все источники загрязнений в Ялте, Алуште, Феодосии, Керчи и других известных местах, сделать кадастр всего побережья, а затем дать рекомендации по максимальному снижению неблагоприятных антропогенных факторов. Но, увы, пока удалось сделать только тестовые исследования в трех местах черноморского побережья: в Севастополе, Симеизе и Геленджике.

Возле Севастополя, по словам Валерия Григорьевича, имеется очистное сооружение, как и на Гавайях, они очень похожи. Севастопольский коллектор также приблизительно на 2,5 километра уводит стоки от берега. Сделан он был в 70‑е годы прошлого века очень качественно. Но первые же данные космической съемки, выполненной в настоящее время, обнажили главную проблему современного состояния севастопольского пункта очистки — пробоину в коллекторе, образовавшуюся на расстоянии приблизительно 800 метров от берега. Это значит, что сбрасываемая вода из него попадает в прибрежную зону, загрязняя ее вблизи берега.

Удивительно, но разрыв в коллекторе, находящемся на 60‑метровой глубине, ученые увидели из космоса благодаря уникальным методам обработки многоспектральных оптических и радиолокационных изображений, полученных со спутников. Для более глубокого и точного анализа состава воды используются уже уточняющие методы, основанные на данных приборов, установленных на корабле.

— Спутники чем хороши? — говорит Валерий Бондур. — Они позволяют проводить многократные исследования на большой площади. Но зависнуть над нужным местом для детального непрерывного наблюдения они не могут. Поэтому мы использовали корабль, производя с него необходимые замеры и синхронизировав их потом с космическими данными.

Интересно, что для изучения Черного моря из космоса специалистам НИИ «Аэрокосмос» не пришлось самим находиться в Крыму или в Геленджике. Оператор, принимающий информацию со спутников, сидит в Москве, в здании с мощными принимающими антеннами на крыше. Эти антенны «видят» всю Европу и даже Сирию захватывают. А информацию с корабля им передают по Интернету крымские коллеги из Морского гидрофизического института РАН. Их приборы определяют оптические, гидрофизические и гидрохимические параметры, измеряют все что можно: температуру, соленость, плотность и другие значимые параметры водной среды до самого дна.

— Если вы посмотрите на необработанное космическое изображение моря, то сначала ничего не увидите, — поясняет ученый. — Море раскрывается нам только после специальной «интеллектуальной» обработки снимка, мы видим загрязнения, течения и зоны их распространения. Например, мы увидели, как вода, выходящая из множества отверстий диффузора, все равно на определенном расстоянии объединяется в единую струю и выходит на поверхность. Выбросы проявляют себя на поверхности моря. Например, в месте пресноводного плюма взволнованная поверхность моря может выглаживаться или менять цвет, температуру, здесь могут генерироваться специфические волновые структуры, которые регистрируются космическими методами.

В общем, если в Тихом океане мы посоветовали больше обращать внимание на время прилива и отлива, то в Черном море, где сильней выражены вертикальные распределения всех гидрохимических характеристик, — больше учитывать их особенности.

К сожалению, несмотря на выявленные проблемы и предложенные рекомендации, ничего пока не сделано для их устранения. Как всегда, все затормозило отсутствие денег и формальные чиновничьи проволочки.

— У нас заказанный нужный прибор ученые иногда ждут годами, а вы спрашиваете про осуществление целого проекта, — вздыхает Бондур, вспоминая, как при исследовании гавайского берега ему доставляли необходимый новый аппарат из любой точки мира на третий-четвертый день.

Жизнь тем временем в Крыму бьет ключом, на полуостров уже в новом сезоне съехались сотни тысяч отдыхающих… Какой же совет могут им дать ученые?

По словам Валерия Бондура, купаться на всякий случай следует только в специально отведенных для этого зонах. Особо избегать те места, над которыми видно строительство, а также вблизи очистных сооружений. Обычно их видно на берегу — они обнесены высоким забором. В воде над спрятанным на глубине коллектором с бьющей струей органики много чаек, и может развиваться фитопланктон. Вот тут будьте вдвойне внимательны — в таких местах, как правило, водится много рыбы. Ловить ее с целью последующего употребления в пищу также нежелательно. И еще один признак загрязненного места для купания — большое количество прозрачных медуз-крестовиков. Они тоже, как правило, приплывают в места, не отличающиеся особой чистотой.

к чему привело осолонение Азовского моря

ОбществоИнтересное

Светлана ЛИСИЦЫНА

15 декабря 2020 17:56

Биолог Василий Поважный рассказал, как изменилась рыба в водоеме

Из Азовского моря начала уходить рыба, привыкшая к более пресной воде.Фото: Виктор ГУСЕЙНОВ

За десять лет Азовского море стало солонее всего на несколько граммов на литр воды. Тем не менее водоем частично стал непригоден для некоторых своих обитателей, среди которых — судак, лещ и тарань. Кандидат биологических наук, участник экспедиций Южного научного центра РАН Василий Поважный рассказал, к чему привело осолонение и нужно ли с этим бороться.

ТРИ ГРАММА СОЛИ ЗА ДЕСЯТЬ ЛЕТ

В Азовское море поступает пресная вода, в основном, из Дона, а соленая — из Черного моря. Их соотношение и определяет, насколько соленым будет водоем. В последнее время сток Дона снизился, а море стало солонее.

— В Таганрогском заливе уровень солености постоянно меняется, точный показатель назвать невозможно. Но непосредственно в Азовском море сейчас — это 14,5 промилле или 14,5 грамма соли на литр воды. Еще в 2009 году уровень солености составлял 11 промилле, — пояснил специалист.

По его словам, такие изменения только на первый взгляд могут показаться несущественными. Это примерно вдвое меньше, чем соленость Мирового океана. Однако и это уже повлияло на обитателей Азовского моря.

Почти за десять лет уровень солености Азовского моря вырос с 11 до 14,5 промилле.Фото: Михаил ФРОЛОВ

ЧТО ПРОИСХОДИТ С РЫБОЙ

Из-за осолонения из Азовского моря начала уходить рыба, привыкшая к более пресной воде. Например, всем известный судак. Еще в 2008 — 2009 годах почти половину акватории моря занимала вода соленостью в одиннадцать промилле. Здесь для судака были все условия — он активно выходил в море, хорошо питался и нагуливался.

Сейчас соленость в этих областях может достигать 15 промилле. Судак просто не может выжить в такой воде.

— Соленость отразилась на традиционных для Ростовской области промысловых видах. Это и судак, и сазан, и лещ. С другой стороны, Азовское море становится водоемом для морской рыбы, например, ставриды и хамсы. Есть среди них и не менее ценные для человека кефаль, пиленгас и камбала-калкан, — рассказал Василий Поважный.

Кроме того, в Таганрогском заливе появились медузы-корнероты. С точки зрения науки, это уникальное явление. Корнероты встречаются в Черном море. Раньше они не заходили в залив даже в период сильного осолонения в далекие 70-е годы.

ПОРА ЛИ «БИТЬ В НАБАТ»?

Соленость Азовского моря можно изменить, увеличив сток Дона. Однако Василий Поважный объясняет, что все не так просто. В условиях маловодья, которое определяется современным климатом, воды в реке меньше, а часть стока продолжают использовать для нужд сельского хозяйства.

— Очевидно, что это имеет определенный экономический эффект. От сельского хозяйства он больше, чем, например, от традиционного рыболовства. Вопрос заключается еще и в том, что для нас важнее — развивать сельское хозяйство или сохранить водоем в типичных для него условиях.

Дон должен сохранять свой сток настолько, чтобы по нему могли проходить торговые суда.Фото: Михаил ФРОЛОВ

Ученый поясняет, что соленость Азовского моря не будет расти катастрофическими темпами. Дон — это еще и важная транспортная артерия. Река должна сохранять свой сток настолько, чтобы по ней могли проходить торговые суда.

Есть и еще одна причина, почему ситуация точно не выйдет из-под контроля. Соленость поступающих в Азовское море черноморских вод также не высока.

— Соленость черноморских вод — около 19 промилле. Смешиваясь с пресной водой, это дает средний уровень солености. Мы точно не увидим солености Мирового океана, 35 промилле. Если судить по солености воды, Азовское море — не совсем море и не совсем река. И таким оно будет всегда.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Почему обмелел Маныч и гибнет рыба: причину назвал ростовский ученый

Олег Степаньян рассказал, как можно справиться с маловодьем донских водоемов. (Подробности)

АЛЛО!

Есть, чем поделиться? Присылайте свои истории, фото, видео в редакцию «Комсомолки» на наш номер: 8 909-409-00-00 (WhatsApp). Пусть о них узнают все!

Еще больше новостей на нашем радио на 89,8 FM

Соленость воды Черного моря. Какова соленость Черного моря?

Черное море — внутреннее, его акватория со всех сторон окружена сушей, только узкие проливы ведут в Средиземное море. Вся эта область относится к бассейну Атлантического океана. Соленость Черного моря ниже, чем Средиземного и Красного. Сток крупных рек опресняет акваторию, но его загадкой является образование слоя более тяжелой соленой воды на глубине, накопления растворенного сероводорода. Все это не мешает пляжному и круизному отдыху, судоходству и рыболовству. Ведь поверхностные слои лишены H 2 S и хорошо прогреваются солнцем.

Колыбель древних цивилизаций

Черное море по форме напоминает овал, вытянутый в широтном направлении. Этот бассейн является почти замкнутым, отделенным крупными массивами суши от других частей Мирового океана (МО). На северо-востоке в акваторию глубоко врезается Крымский полуостров, его северо-восточная разделяет Черное и Азовское моря. Расположен бассейн в юго-западной части материка Евразия. По его поверхности с северо-востока на юго-запад проведена граница между двумя частями света — Азией и Европой.

Издавна с акваториями Черного и Средиземного морей связана жизнь миллионов людей, здесь рождались легенды о великанах и чудовищах, совершались величайшие открытия. Достаточно вспомнить, что с проливами и окружающими их полуостровами, островами связаны предания о Сцилле и Харбиде, плавании аргонавтов во главе с Ясоном за золотым руном в Колхиду. Греческие мореплаватели и торговцы еще в древности высоко ценили рыбные богатсва этой акватории, создали на берегах процветающие города-колонии, остатки которых можно осмотреть на полуострове Крым. Трудно сказать, какой была соленость Черного моря в промилле несколько тысяч лет назад. Этот показатель введен сравнительно недавно, когда началось последовательное и целенаправленное изучение гидрологических ообенностей.

Важнейшие географические особенности, влияющие на соленость моря

Узкими проливами Босфор и Дарданеллы черноморский бассейн соединяется последовательно с Мраморным и Эгейским морями, ведущим в Средиземное, которое, в свою очередь, сообщается с Атлантическим океаном через Гибралтарский пролив. Все перечисленные части МО являются судоходными, расположены в восточной части Атлантики. Физико-географические особенности, значительно или умеренно влияющие на соленость Черного моря:

• расположение в северном умеренном и субтропическом климатических поясах;
• большая площадь водосбора, определяющая сток пресных вод рек;
• слабая связь с Атлантическим океаном и Средиземным морем;
• средняя глубина 1240 м, максимальная — 2210 м;
• отсутствие крупных приливных волн и отливов.

Сток рек

Множество европейских рек несут свои воды с запада на восток и с севера на юг. Крупнейшее естественное русло Старого Света — р. Дунай — протекает через 10 стран и приносит огромные пресные массы в Черное море. Другие крупные и средние реки этого бассейна: Днепр, Дон, Кубань, Буг, Риони, Днестр.

Пресная речная вода мало смешивается с более глубокими и плотными слоями, поэтому с поверхности моря испаряется значительная часть пресного стока. Но его объем так велик, что повышает уровень черноморской воды на 5 м относительно средних отметок Атлантического океана. Температура и соленость Черного моря, наоборот, ниже, чем в соседних частях Средиземного моря. Такая особенность привела к рождению течения, направленного к юго-западу, в сторону пролива Босфор.

Минерализация воды

Изучая соленость воды Черного моря и других частей МО, исследователи измеряют не только общее содержание растворенных веществ в различных слоях и частях акватории, но и определяют элементный состав. Кроме молекул Н 2 О, в морской воде имеются газообразные вещества, минеральные и органические соединения в виде ионов, молекул и других частиц. Основные компоненты солей в Черном море: карбонаты, сульфаты, нитраты и хлориды кальция, магния, натрия, калия. Наличие указанных растворенных веществ связано с составом горных пород суши и морского дна. На соленость Черного моря влияют различные соединения, поступающие с поверхностным и подземным стоком, атмосферными осадками. Между веществами происходят химические взаимодействия, что тоже влияет на показатели.

Вода обогащается не только солями из состава растворенных минералов и горных пород, присутствует также органика. Значительная часть поверхности Северного Причерноморья сложена известняками, отсюда большое содержание в воде солей кальция, магния и натрия. Базальтовые породы при растворении повышают количество кремния и железа. Вещества, содержащиеся в воде, повышают ее общую минерализацию. Она заметно изменяется по сезонам, от поверхности к глубинам, с севера на юг, поэтому в справочниках, учебниках и атласах могут быть разные показатели, характеризующие соленость Черного моря. Чаще всего приводятся средние значения, полученные на основе многолетних данных.

Что такое соленость?

В морской воде присутствует чуть ли не вся таблица Менделеева. Но соленостью считается только количество растворенных веществ в граммах, которые получают в твердом виде после выпаривания 1 кг морской воды. Для удобства этот показатель выражают в процентах и промилле.

Для облегчения расчетов содержание всех галогенов приравнивается к эквивалентному количеству молекулярного хлора. Есть и другие особенности, например, нагревание сопровождается удалением растворенных газообразных веществ. При прокаливании осадка органическое вещество разлагается.

Соленость Черного моря в процентах

Для характеристики изучаемого показателя в процентах надо вспомнить, как называется содержание растворенного вещества в 100 г раствора. Это массовая доля, ее значение в процентах можно узнать, разделив массу растворенного вещества на массу раствора и умножив на 100%. Допустим, при выпаривании 1000 мл воды получили осадок, масса которого составляет 17 г. Массовая доля (%) растворенных веществ — 1,7%.

Соленость Черного моря в промилле

Определение экспериментальным путем массы растворенных солей в пересчете на 1 кг черноморской воды дает разные показатели — от 8 до 22 г. Для определения солености в промилле возьмем значение, упоминаемое чаще других в литературе о Черном море, — 17 г. Процент — это одна сотая доля, а промилле — одна тысячная часть. Поделим 17 г на 1000 г и умножим на 1000 (‰). Таким образом, получаем, что средняя соленость Черного моря — 17‰ (промиле). Для сравнения приведем средние значения для Мирового океана — 35‰. Соленость Красного моря — 42 ‰, Карского — 8 ‰. Получается, что содержание растворенных веществ в черноморской воде почти в 2,5 раза ниже, чем в Красном море.

Простой опыт по определению солености

Есть способ выяснить самостоятельно, какая масса веществ содержится в морской или пресной воде. Опыт простой, интересный, но для его проведения понадобится термостойкая посуда, нагреватель и химические весы. Также необходимо учесть, что плотность соленого раствора выше. Поэтому масса 1000 мл морской воды больше, чем 1000 г. Значит, без учета плотности расчеты будут приблизительными.

Для выяснения, какая соленость Черного моря, потребуется 100-200 мл морской воды. Опыт заключается в следующем:

1. Измерить объем и нагреть до кипения выбранную жидкость в чашке для выпаривания.
2. Когда вся вода испарится, на дне посуды останется белый налет.
3. Надо собрать осадок на листок бумаги и взвесить его на весах.
4. Полученный результат — это общая масса всех растворенных веществ в образце.

Как изменяются показатели минерализации и температуры воды

Соленость воды Черного моря в древности, как и в последующие века, подвергалась колебаниям под влиянием климатических, метеорологических факторов, водного режима в прибрежных регионах и хозяйственной деятельности населения. Минерализация воды во многом зависит от суммарного стока крупных и малых рек. В засушливые периоды русла мелеют, меньше поступает пресной воды в море, содержание солей повышается.

Основные закономерности, сложившиеся к настоящему времени:

• соленость поверхностных слоев Черного моря составляет 15-18‰, глубинных — 22,5-22,6‰;
• шлейфы воды пониженной солености распространяются с северо-запада вдоль побережья на юг, с юго-востока — вдоль берегов Кавказа в северном направлении;
• под влиянием стока рек соленость поверхностного слоя моря на северо-западе может понижаться до 10‰;
• соленость в прибосфорском районе увеличивает прибывающая вода Мраморного моря;
• температура поверхностной летом составляет у черноморских побережий 27-28 С°, в центральной части акватории — до 22°С;
• максимум солености поверхностных вод — 18,3‰ — расположен на востоке центральной части акватории, южнее Крыма.
• максимум солености на глубине 100 м находится к югу от Керченского пролива — свыше 20,6‰;
• от поверхности к 150-200 м температура снижается и достигает около 9 °С;
• на глубине 150 м кислорода практически нет, появляется сероводород;
• зимой поверхность Черного моря сильно охлаждается, в северной части может опускаться до минусовых отметок, но чаще охраняется на уровне 8-9 °С.

При замерзании аблюдаются колебания гидрологических показателей. Частично покрываются льдом отдельные участки акватории, редко происходит сплошной ледостав. Например, сохранились летописные сведения о том, как Черное море зимой покрылось таким прочным льдом, что торговцы на санях и пешком могли добраться до турецкого берега.

В целом условия этой акватории благоприятные для развития флоры и фауны. Однако, ученые заметили, что снижение солености приводит к уменьшению биоразнообразия Черного моря. Дело в том, что обитатели Мирового океана и его частей плохо переносят соленость ниже 20‰. Для населения Крыма опреснение слабосоленой морской воды в акватории близ Азовского моря — это решение проблемы с питьевой и технической водой.

Десятилетняя изменчивость температуры и солености в Черном море Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.465 (262.5)

А.Б. Полонский, И.Г. Шокурова, В.Н. Белокопытов

Десятилетняя изменчивость температуры и солености в Черном море

По данным контактных и спутниковых измерений с середины прошлого столетия по настоящее время построены осредненные за десятилетние периоды поля температуры и солености на стандартных горизонтах в Черном море в слое 0 — 500 м и описаны характеристики их пространственно-временной изменчивости. В верхнем слое моря 0 — 50 м междесятилетняя изменчивость температуры представлена низкочастотными колебаниями, размах которых на поверхности моря достигает 1°С в зимние месяцы и 2°С — в летние. Эти колебания синфазны с колебаниями температуры воздуха, период которых составляет 60 — 70 лет. В изменчивости солености в верхнем слое присутствует отрицательный тренд, составляющий -0,04%о/10 лет, на фоне которого выделяются колебания с периодом 20 — 30 лет и размахом до 0,2%о. В области пикноклина и температура и соленость растут со скоростью до 0,02°С/10 лет и 0,05%о/10 лет соответственно.

Ключевые слова: Черное море, температура, соленость, десятилетняя изменчивость.

Введение

Долговременная изменчивость полей температуры и солености в Черном море служит надежным индикатором региональных изменений климата. Представления о ней складывались по мере накопления данных и увеличения продолжительности рядов наблюдений. Первые исследования межгодовой изменчивости температуры и солености в Черном море появились в 1980 -1990-е гг., когда длина ряда квазирегулярных измерений, начавшихся в 1950-е гг., составила более 25 лет. В этот период были выявлены такие изменения в термохалинной структуре вод, как увеличение температуры и солености в пикноклине и подъем его верхней границы [1 — 4]. В исследованиях следующих лет на основе анализа более продолжительных рядов данных измерений отмечалось наличие отрицательного тренда в изменчивости температуры и солености в поверхностном слое моря и сохранение положительного тренда в пикноклине [5 — 9]. По результатам обработки данных спутниковых измерений, начавшихся с конца 1970-х гг., в изменчивости температуры поверхности моря (ТПМ) была отмечена смена знака тренда с отрицательного на положительный, произошедшая в начале 1990-х гг. [10, 11].

Большая часть современных исследований многолетних изменений тер-мохалинных характеристик в Черном море посвящена их изменчивости в отдельных слоях — в холодном промежуточном слое (ХПС) [5, 12], в пикноклине [9, 13] и на поверхности моря [10, 11]. В ряде работ представлена общая характеристика долговременной изменчивости температуры и солености как в верхнем слое моря, так и в пикноклине [6 — 8, 14]. Несмотря на большое число исследований, посвященных данной проблеме, основное внимание в них, как правило, уделяется выявлению и анализу трендов в многолетней изменчивости термохалинных характеристик, в то время как изменения их пространственного распределения остаются неизученными.

© А.Б. Полонский, И.Г. Шокурова, В.Н. Белокопытов, 2013

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

27

Целью настоящей работы является изучение долговременной изменчивости температуры и солености во всем верхнем 500-метровом слое Черного моря в период с середины прошлого столетия по настоящее время. Исследование выполняется на основе восстановления десятилетних полей температуры и солености на регулярной сетке методом оптимальной интерполяции по данным контактных и спутниковых измерений. Наряду с количественной оценкой изменений температуры и солености, проводится анализ изменений пространственной структуры термохалинных полей.

Данные и методика их обработки

В работе использовались следующие данные контактных и дистанционных измерений в Черном море:

— данные судовых измерений температуры и солености с 1951 по 2008 гг. и измерений температуры дрифтерами с 2001 г. из банка океанографических данных МГИ НАН Украины [15, 16];

— данные измерений температуры и солености глубоководными буями-профилемерами на горизонтах от 4 до 1500 м (565 профилей за 2005 -2008 гг.) [17];

— среднемесячные данные по ночным спутниковым измерениям ТПМ на сетке 4 х 4 км за 1985 — 2007 гг. [18].

Для Черного моря наиболее длительный период наблюдений температуры и солености представлен данными судовых измерений. При этом наибольшее число измерений выполнено в промежутке между началом 1950-х и серединой 1990-х гг. Как правило, данные судовых измерений характеризуются неравномерным распределением по времени, глубине и акватории моря. Летние месяцы лучше обеспечены данными, чем зимние. Количество измерений убывает с глубиной (табл. 1). С середины 1990-х гг. количество судовых измерений уменьшилось, и в настоящее время основной вклад в общий массив данных вносят спутниковые измерения ТПМ, измерения температуры дрифтерами, а также измерения температуры и солености глубоководными буями-профилемерами. Наиболее представительным и регулярным источником данных являются спутниковые измерения ТПМ. В последние два десятилетия существует недостаток данных по солености на поверхности моря, связанный не только с уменьшением числа судовых измерений, но и с тем, что измерения современными С7Ю-зондами в основном начинаются не с поверхности моря, а с горизонтов 1 — 2 м, а буями-профилемерами — с горизонтов 4 — 5 м.

Построение гидрологических полей проводилось на основе данных, сгруппированных за десятилетние периоды времени с пятилетним сдвигом: 1951 — 1960, 1956 — 1965, 1961 — 1970 гг. и так далее. Объединение данных за десятилетия обеспечивало достаточно равномерное распределение их по пространству на большинстве горизонтов, что необходимо для выполнения горизонтальной интерполяции и дальнейшего анализа изменчивости средних по акватории значений. Для слоя 0 — 150 м вычисления выполнялись для каждого горизонта с интервалом 10 м, а также для горизонта 75 м. На глубинах от 200 до 500 м интервал между горизонтами составлял 100 м.

28

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

Т а б л и ц а 1

Количество контактных измерений температуры (солености) судовыми приборами, глубоководными буями-профилемерами и измерений температуры дрифтерами ** на стандартных горизонтах 0, 100 и 500 м за 1951 — 2008 гг.

Горизонт, месяцы 1951 -1960 1961 -1970 1971 -1980 1981 -1990 1991 -2000 2001 -2008

0 м февраль -март 913 (768) 2 141 (1780) 3 545 (3316) 3 977 (3951) 1 244 (1173) 10028**

0 м июль -август 1 646 (1478) 3 765 (3520) 5 767 (5175) 8 990 (8816) 2 131 (1877) 103+17748** (53)

100 м январь -декабрь 3 110 (2660) 4 854 (4187) 6 296 (5178) 11 877 (11445) 5 121 (5382) 235+565* (221+565*)

500 м январь -декабрь 219 (173) 1 197 (1093) 2 887 (2781) 5 291 (5390) 2 999 (3079) 52+565* (23+565*)

Тенденции долговременной изменчивости температуры и солености изучались для слоев моря 0 — 50 м, ХПС и 50 — 500 м. Для верхнего слоя моря 0 -50 м и ХПС, где сезонные изменения превышают межгодовые, анализ десятилетней изменчивости термохалинных характеристик выполнялся для двух сезонов — зимнего (февраль — март) и летнего (июль — август). Для периода 1951 — 1995 гг. все десятилетние поля рассчитывались по данным судовых измерений. Поля ТПМ восстанавливались отдельно по данным спутниковых и контактных измерений. Для периода 2001 — 2008 гг. при построении полей ТПМ по данным контактных измерений наряду с судовыми использовались данные дрифтеров, а для слоя 10 — 50 м — данные глубоководных буев-профилемеров (табл. 1). Из-за недостатка данных или их неравномерного распределения по акватории в этом слое моря не были рассчитаны зимние поля температуры и солености для 1991 — 2008 гг., летние поля солености для 1996 — 2008 гг. и летние поля температуры для 1996 — 2005 гг.

Для слоя 50 — 500 м, где влияние сезонного хода ослабевает, расчеты проводились без разделения на сезоны. Это увеличило количество интерполируемых данных (табл. 1) и позволило построить поля температуры и солености для всех десятилетних периодов.

Для построения горизонтальных полей температуры и солености использовался метод оптимальной интерполяции [19, 20]. Поля восстанавливались в узлах регулярной сетки с шагом 5′ по широте и 8,57′ по долготе (5 х 5 миль). Полученные поля дополнительно сглаживались с целью устранения пространственных неоднородностей, обусловленных мезомасштабными процессами, высокочастотными шумами и случайными погрешностями измерений.

Количественные оценки междесятилетних изменений температуры и солености на отдельных горизонтах выполнялись на основе сравнения их средних за десятилетия значений, вычисленных по полученным на регулярной

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

29

сетке полям. Доверительные интервалы для средних на каждом горизонте значений температуры и солености рассчитывались на основе дисперсии, ос-редненной по всем узлам сетки. Дисперсия в каждом отдельном узле вычислялась как отклонение исходных данных по температуре или солености в окрестности узла от среднего значения в этом узле, в качестве которого принималось значение, рассчитанное в результате оптимальной интерполяции.

Результаты и их обсуждение

Десятилетняя изменчивость температуры в поверхностном слое моря и ХПС. Десятилетняя изменчивость температуры в поверхностных водах моря имеет квазипериодический характер. Но для зимы и лета колебания различаются по амплитудно-фазовым характеристикам (рис. 1, а, б). На поверхности моря температура в зимний период увеличивалась к 1960-м гг., затем отмечалось ее уменьшение на 1°С к началу 1990-х гг. и последующее увеличение, составляющее более 1°С (рис. 1, а). В летние месяцы ТПМ уменьшилась с 1950-х гг. к началу 1980-х гг. на 1,3°С. Ее увеличение в последующие годы составило 2°С (рис. 1, б). Разница между значениями температуры по спутниковым данным и данным контактных измерений в среднем для всех десятилетий не превышает 0,3°С. Эта величина соответствует расхождениям в значениях, полученным при сравнении данных контактных и спутниковых измерений для Черного моря в работах [21, 22].

Отметим, что подобный характер долговременной изменчивости температуры поверхностных вод, с максимальными значениями температуры в 1960-е гг. и минимальными в 1980-е — начале 1990-х гг., наблюдается и для температуры в восточной части Средиземного моря [23].

Т, °С

8 7.6 7.2 6.8 5.6-| 6.4

4.8-

Т, °С

7.ООО

11111111111

Р и с. 1. Десятилетняя изменчивость средних значений ТПМ (°С) по данным контактных измерений (сплошная линия) и спутниковых измерений (штриховая) (а, б), температуры воздуха в Севастополе (о) и Ялте (□) (в, г), средних значений температуры на горизонте 50 м (д, е) в феврале — марте (а, в, д) и июле — августе (б, г, е)

4

8

8

30

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

При оценке величины периода колебаний температуры поверхности Черного моря можно учесть, что на десятилетних временных масштабах эти колебания совпадают по фазе с колебаниями температуры воздуха на береговых станциях в Севастополе и Ялте (рис. 1, в, г), по которой накоплены более продолжительные ряды наблюдений, чем по ТПМ. Станции расположены на юге Крымского п-ова и поэтому в наибольшей степени отражают температуру воздуха над акваторией моря. Таким образом, можно обоснованно предположить, что оценки периода колебаний для температуры воздуха в Черноморском регионе, полученные по вековым рядам данных и составляющие 60 — 70 лет [24], могут быть отнесены и к периоду колебаний ТПМ.

Рис. 2. Десятилетние поля зимней температуры поверхности моря (°С), построенные по данным судовых измерений (а, б, в, г) и спутниковым данным (д, е) (области с температурой ниже 7,5°С затемнены)

На рис. 2 и 3 представлены десятилетние поля ТПМ для зимнего и летнего сезонов. Отметим, что карты для двух последних десятилетий построены по данным спутниковых измерений. Крупномасштабная пространственная структура поля ТПМ в зимний период характеризуется увеличением температуры с севера на юг в области северо-западного шельфа (с высокими горизонтальными градиентами температуры) и с запада на восток в глубоководной акватории (рис. 2). Такое распределение температуры в основных чертах отмечается во все десятилетние периоды. Междесятилетняя изменчивость главным образом проявляется в количественных изменениях самой темпера-ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6 31

туры. Так, например, температура в восточной части моря и вдоль кромки северо-западного шельфа изменяется соответственно с 8,5 и 6,5°С в 1960-е гг. (рис. 2, б) до 7,5 и 5,5°С в 1980-е гг. (рис. 2, г), т. е. уменьшается на 1°С. В начале настоящего столетия эти значения приблизились к наблюдавшимся в 1960-е гг. (рис. 2, б, е). Перенос Основным Черноморским течением более теплых вод с востока, хорошо заметный вдоль берегов Крыма в 1980-е и 1990-е гг. (рис. 2, г, д), демонстрирует зависимость пространственного распределения температуры от структуры крупномасштабной циклонической циркуляции вод.

Р и с. 3. Десятилетние поля летней температуры поверхности моря (°С), построенные по данным судовых измерений (а ,б, в, г) и спутниковым данным (д, е) (области с температурой ниже 24°С затемнены)

Пространственное распределение температуры в летний сезон характеризуется ее увеличением с севера-запада на юго-восток (рис. 3). Такая структура поля сохраняется во все десятилетия. По сравнению с зимним сезоном различия в температуре по акватории небольшие. В 1970-е и 1980-е гг. на большей части моря отмечается ТПМ менее 24°С (рис. 3, в, г). В 1950, 1960 и 1990-е гг. общая площадь поверхности моря с температурой выше и ниже 24°С примерно одинакова (рис. 3, а, б, д). Последнее десятилетие выделяется тем, что не только вся акватория моря имеет температуру выше 24°С, но и присутствуют обширные области в восточной и юго-западной частях моря, температура которых превышает 25°С (рис. 3, е).

32 ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

Изменения температуры на горизонте 50 м (рис. 1, д, е) характеризуют изменчивость в ХПС. Здесь ход десятилетней изменчивости в зимние месяцы аналогичен изменчивости на поверхности (рис. 1, а, д), так как в этот сезон верхний квазиоднородный слой заглубляется до ХПС, воды которого в результате обновляются [4, 12, 25]. Максимальная температура по зимним данным отмечается в 1960-е гг. и в последнее десятилетие, минимальная — в 1980-е гг.

Летняя температура на этом горизонте во все десятилетние периоды не превышает 8°С (рис. 1, е). В это время года холодные воды ХПС «заперты» под сезонным термоклином, максимальные вертикальные градиенты плотности которого располагаются в окрестности горизонта 20 м и составляют в среднем 0,2 кг-м-4 [2, 4, 26]. Максимальное значение температуры летом отмечается в 1960-е гг., минимальное — в 1990-е гг. Разница между максимальными и минимальными значениями температуры на горизонте 50 м для двух рассматриваемых сезонов составляет около 1°С (рис. 1, д, е).

Уменьшение температуры в ХПС в летний сезон в 1980-е и 1990-е гг. объясняется двумя причинами. Во-первых, в эти периоды происходило усиленное обновление ХПС в зимние месяцы, характеризующиеся отрицательными температурными аномалиями. о

er- о 01 о CV о о о

\—1 1—1 •—1 — —1 .— •—1 ‘— ■—I —’ CN

Р и с. 4. Десятилетняя изменчивость температуры (°С) в ХПС по данным за июль — август

На диаграмме временных изменений температуры воды в ХПС по летним данным, приведенной на рис. 4, видно, что изменчивость температуры в этом слое также имеет вид низкочастотных квазипериодических колебаний, проявляющихся в изменении толщины ХПС, положения его верхней и нижней

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6 33

границ и величины температуры в ядре ХПС. В 1950-е гг. температура в ядре ХПС понижалась до 7,4°С. В этот период отмечалось наиболее глубокое положение его нижней границы (около 120 м). В 1960-е гг. наблюдались минимальная толщина ХПС и повышенная для этого слоя температура, которая увеличилась до 7,8 — 8°С. С 1970-х до 1990-х гг. происходило увеличение объема вод ХПС и наблюдался подъем его ядра ближе к поверхности моря (в среднем по морю на 10 м). При этом температура в ядре упала до величин ниже 7°С. В 1990-е гг. отмечалось наиболее высокое положение верхней границы ХПС (40 м). С середины 1990-х гг. температура вод в ХПС возрастала.

Десятилетняя изменчивость солености в поверхностном слое моря 0 — 50 м. В верхнем слое моря 0 — 50 м квазипериодический характер изменчивости отмечается и для солености (рис. 5). Однако период колебаний у солености меньше, чем у температуры, и составляет 20 — 30 лет. Размах колебаний в среднем равен 0,2%о. Характер изменчивости незначительно различается для обоих сезонов и сохраняется в пределах верхнего слоя моря.

На горизонте 20 м (для которого продолжительность ряда данных наблюдений больше, чем для поверхности) локальные по времени максимумы солености для двух сезонов отмечаются в 1966 — 1975 и 1991 — 2000 гг.О

б

Р и с. 5. Десятилетняя изменчивость средних по акватории моря значений солености (%о) на поверхности моря и горизонте 20 м по данным за февраль — март (а) и июль — август (б) (прямые линии — линейные тренды)

На рис. 6 приведены карты распределения солености на поверхности моря для периодов 1966 — 1975 и 1986 — 1995 гг., в которые отмечались ее максимальные и минимальные средние значения (рис. 5). Видно, что пространственная структура поля солености, обусловленная крупномасштабной цикло-

34

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн, 2013, № 6

нической циркуляцией в море, в основном не меняется. Высокие значения солености отмечаются в глубоководной части моря, а низкие — в прибрежной части акватории, особенно вблизи устьев крупных рек. Но величины солености и площадь, ограниченная изогалинами с высокими значениями, претерпевают существенные изменения.

По зимним данным за 1966 — 1975 гг. в восточной части моря значительную область занимают воды с соленостью выше 18,5%о (рис. 6, а). Отметим, что здесь в конце 1960-х и начале 1970-х гг. отмечалось усиление циклонической завихренности напряжения трения ветра [28], что может являться причиной высоких значений солености за счет увеличения вертикальной скорости на нижней границе экмановского слоя и подъема соленых вод к поверхности. В 1986 — 1995 гг. соленость на поверхности не превышает величину 18,5%о (за исключением центра восточного циклонического круговорота) (рис. 6, в).

По летним данным 1966 — 1975 гг. область со значениями солености 18%о и более охватывает всю глубоководную часть моря (рис. 6, б). В 1986 -1995 гг. область, ограниченная изогалиной 18%о значительно уменьшилась, а воды с соленостью меньше 17,5%о распространяются вдоль юго-западного берега до прибосфорского района (рис. 6, г).

Р и с. 6. Распределение солености (%о) на поверхности моря в 1966 — 1975 гг. (а, б) и 1986 -1995 гг. (в, г) по данным за февраль — март (а, в) и июль — август (б, г) (области с соленостью выше 18%о затемнены)

Десятилетняя изменчивость температуры и солености в слое 50 -500 м. В пределах этого слоя на глубинах 50 — 200 м расположен постоянный пикноклин (часто называемый галоклином, так как основной вклад в изменения плотности в этом слое Черного моря вносит соленость). Максимальные вертикальные градиенты плотности в пикноклине находятся на глубинах 75 -100 м и составляют в среднем 0,025 кг-м-4 [2, 4, 26].

В верхнем слое моря и пикноклине наблюдаются противоположные тенденции в изменчивости солености. Если в верхнем слое моря соленость в ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6 35

изучаемый период имела тенденцию к уменьшению, то в слое 75 — 500 м она увеличивалась (рис.ООООО.О.О СЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛО

Р и с. 7. Десятилетняя изменчивость средних температуры (°С) и солености (%о) на горизонтах 50, 75, 100, 200, 300 и 500 м по данным, осредненным за все сезоны (прямые линии — линейные тренды)

В многолетних изменениях температуры в слое 50 — 200 м прослеживается временной сдвиг в наступлении максимума при увеличении глубины.

36

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

Видно, что на горизонте 50 м максимум температуры отмечается в 1961 -1970 гг. На горизонте 200 м он смещается к 1976 — 1985 гг. (рис. 7).

Уменьшение температуры на горизонте 100 м до значений ниже 8°С в 1950-е гг. и в период с середины 1980-х до середины 1990-х гг. демонстрирует увеличение толщины ХПС в эти десятилетия (рис. 7).

В отличие от солености отклик на изменчивость внешних факторов, действующих на поверхности, в десятилетней изменчивости температуры прослеживается до более глубоких горизонтов. Смена знака тренда с отрицательного (отмечаемого в ХПС) на положительный для температуры происходит с горизонта 100 м, ниже которого отмечается общая тенденция к ее повышению (рис. 7). Значимые на 95%-ном доверительном уровне положительные тренды получены для слоя моря 150 — 500 м. (табл. 2). На горизонте 500 м отмечается, как и у солености, резкое увеличение температуры в 1966 -1975 гг.

Т а б л и ц а 2

Характеристики линейных трендов десятилетней изменчивости температуры и солености в слое 50 — 500 м в период 1951 — 2008 гг.

Горизонт, м Температура, °С Соленость, %о

Среднее Коэффициенты линейных трендов, °C/10 лет Среднее Коэффициенты линейных трендов, %«/10 лет

50 7,399 -0,0970 18,595 -0,0174

75 7,678 -0,0300 19,329 0,0434

100 8,055 0,0182 20,008 0,0611

150 8,462 0,0282 20,863 0,0740

200 8,659 0,0168 21,322 0,0503

300 8,806 0,0069 21,711 0,0256

500 8,877 0,0027 22,014 0,0183

П р и м е ч а н и е. Жирным шрифтом выделены статистически значимые на 95%-ном доверительном уровне коэффициенты линейных трендов.

На рис. 8 приведены карты пространственного распределения температуры и солености для горизонта 200 м в 1961 — 1970, 1981 — 1990 и 2001 -2008 гг. Пространственное распределение температуры и солености на этом горизонте характеризуется более высокими их значениями в центре моря и низкими на периферии, что обусловлено циклоническим характером крупномасштабной циркуляции и куполообразным строением пикноклина. Такая структура полей сохраняется во все десятилетия. В междесятилетних изменениях поля температуры на горизонте 200 м можно отметить следующие особенности. Зона, ограниченная изотермой 8,7°С, в 1960-е гг. занимает неболь-

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

37

шую область в западной части моря (рис. 8, а). К 1980-м гг. она увеличивается и охватывает всю глубоководную часть, причем появляются области с температурой выше 8,75°С. При этом среднее значение температуры по акватории увеличивается на 0,1°С (рис. 7). В первое десятилетие текущего столетия происходит небольшое уменьшение температуры. Область, ограниченная изотермой 8,7°С, уменьшается, а участки с температурой выше 8,75°С исчезают.

Р и с. 8. Распределение температуры (°С) (а, в, д) и солености (%о) (б, г, е) на горизонте 200 м в 1961 — 1970, 1981 — 1990 и 2001 — 2008 гг. по данным, осредненным за все сезоны (области с температурой выше 8,7°С и соленостью выше 21,4%о затемнены)

Похожие изменения отмечаются на горизонте 200 м и для солености. В 1960-е гг. область с соленостью более 21,3%о, находящаяся в западной части моря, имеет небольшие размеры (рис. 8, б). В 1980-е гг. изогалина 21,4%о охватывает всю глубоководную часть моря, а в западной части соленость повышается до 21,5%о (рис. 8, г). Среднее значение солености по акватории увеличивается на 0,25%о (рис. 7). В начале XXI столетия распределение солености в основном такое же, как и в 1980-е гг. (рис. 8, е).

Соотношение внутригодовой и десятилетней изменчивости. В верхнем слое моря 0 — 50 м доминирующим видом временной изменчивости является сезонный цикл [4, 26]. На поверхности моря размах годового хода температуры (разница между максимальным и минимальным значениями) по

38

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

многолетним данным в среднем составляет 17°С, что значительно превосходит размах десятилетних колебаний, составляющий в изучаемый период от 1°С зимой до 2°С летом. Размах внутригодового хода солености на поверхности имеет величину около 0,6%о, а десятилетние изменения составляют не более 0,2%о. С глубиной амплитуда сезонного хода уменьшается. Размах десятилетних колебаний температуры и солености начинает превосходить внутригодовой ход с горизонта 75 м. Так, например, на горизонте 120 м для температуры он составляет 0,3°С, что превосходит сезонные изменения в этом слое почти в 3 раза, а для солености составляет 0,4%о, в то время как размах сезонного хода на этом горизонте равен 0,15%о.

Выводы

В результате анализа полей температуры и солености, восстановленных по данным за десятилетние периоды для февраля — марта и июля — августа с середины прошлого столетия по настоящее время в слое 0 — 500 м, получены количественные оценки десятилетних изменений средних по горизонтам значений температуры и солености и отмечены следующие тенденции их изменчивости.

В верхнем слое моря 0 — 50 м в долговременней изменчивости термоха-линных характеристик присутствуют низкочастотные квазипериодические колебания с периодом 60 — 70 лет для температуры и 20 — 30 лет для солености. Размах колебаний осредненных за десятилетия величин ТИМ достигает 1°С в зимние месяцы и 2°С — в летние. В изменчивости солености в верхнем слое наблюдается отрицательный тренд (-0,04%о/10 лет), согласующийся с положительным трендом в балансе пресных вод Черного моря.

С увеличением глубины влияние внешних факторов, действующих на поверхности моря и обусловливающих изменчивость термохалинных полей в его верхнем слое, ослабевает, а характер десятилетней изменчивости температуры и солености изменяется. В слое 75 — 300 м в изменчивости солености и в слое 150 — 500 м в изменчивости температуры получены значимые положительные тренды (в среднем 0,05%о/10 лет и 0,02°C/10 лет соответственно).

Таким образом, тенденции десятилетней изменчивости температуры и солености в верхнем слое моря и пикноклине различны. Это говорит о том, что определяющую роль в долговременной изменчивости термохалинных характеристик в разных слоях моря играют различные факторы. Анализ причин всех полученных изменений выходит за рамки настоящей статьи. Но можно отметить, что характер долговременной изменчивости температуры и солености определяется совокупностью многих внешних факторов, действующих на поверхности и боковых границах моря, таких как потоки тепла, осадки, испарение, ветер, сток рек, водообмен через проливы и других. Ио-этому необходимо не только изучить воздействие каждого внешнего фактора на изменчивость температуры и солености, но и провести комплексный анализ влияния всей совокупности факторов, включая стратификацию пикнок-лина и интенсивность вертикального обмена между слоями.

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6

39

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Блатов А.С., Косарев А.Н., Тужилкин В.С. Изменчивость гидрологической структуры вод Черного моря и ее связь с внешними факторами // Водные ресурсы. — 1980. — № 6. -С. 71 — 82.

2. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 239 с.

3. Murray J.W., Top Z., Ozsoy E. Hydrographic properties and ventilation of the Black Sea // Deep-Sea Res. — 1991. — 38, part A, suppl. 2. — P. S663 — S689.

4. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. IV. Черное море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. А.И. Симонова и Э.И. Альтмана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 430 с.

5. Еремеев В.Н., Ефимов В.В., Суворов А.М. и др. Аномальная климатическая тенденция изменения температуры Черного моря // Доп. НАН Украши. — 2001. — № 11. — С. 91 — 96.

6. Tsimplis M.N., Josey S.A., Rixen M. et al. On forcing of sea level in the Black Sea // J. Geophys. Res. — 2004. — 109, C08015. — doi: 10.1029/2003JC002185.

7. Полонский А.Б., Ловенкова Е.А. Тренд температуры и солености деятельного слоя в Черном море во второй половине ХХ века и его возможные причины // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. — 2004. — 40, № 6. — С. 832 — 841.

8. Белокопытов В.Н., Шокурова И.Г. Оценки междесятилетней изменчивости температуры и солености в Черном море в период 1951 — 1995 гг. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2005. — Вып. 12. — С. 12 — 21.

9. Полонский А.Б., Ловенкова Е.А. Долговременные тенденции в изменчивости характеристик пикноклина Черного моря // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. — 2006. — 42, № 3. — С. 419 — 430.

10. GinzburgA.I., KostianoyA.G., SheremetN.A. Sea surface temperature variability // The Black Sea Enviroment / The Handbook of Environmental Chemistry. — Berlin, Heidelberg: Springer

— Verlag, 2008. — 5, part Q. — P. 255 — 275. — doi: 10.1007/698_5_067.

11. Kara A.B., Barron C.N., Wallcraft A.J. et al. Interannual variability of sea surface height over the Black Sea: relation to climatic patterns // Earth Interactions. — 2008. — 12, paper № 10. -P. 1 — 11. — doi: 10.1175/2008EI259.1.

12. Belokopytov V. Long-term variability of cold intermediate layer renewal conditions in the Black Sea // NATO ASI ser.: Ecosystem Modeling as a Management Tool for the Black Sea / Eds. L. Ivanov, T. Oguz. — Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, 1998. — 2/47. — P. 47 — 52.

13. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Долгопериодная изменчивость температуры пикноклина в Черном море в ХХ и начале XXI вв. // Доп. НАН Украши. — 2011. — № 9. — С. 103 — 110.

14. Oguz T., Dippner J. W., Kaymaz Z. Climatic regulation of the Black Sea hydro-meteorological and ecological properties at interannual-to-decadal time scales // J. Mar. Syst. — 2006. — 60, iss. 3 — 4. — P. 235 — 254.

15. Развитие морских наук и технологий в Морском гидрофизическом институте за 75 лет / Под общ. ред. В.Н. Еремеева. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2004. — 704 с.

16. Ратнер Ю.Б., Толстошеев А.П., Холод А.Л. и др. Создание базы данных мониторинга Черного моря с использованием дрейфующих поверхностных буев // Морской гидрофизический журнал. — 2009. — № 3. — С. 50 — 67.

17. http://www.usgodae.org/argo/argo.html.

18. http://poet.jpl.nasa.gov/.

19. Гандин Л.С. Объективный анализ метеорологических полей. — Л.: Гидрометеоиздат, 1963. — 287 с.

20. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Статистическая структура крупномасштабных полей температуры и солености в Черном море // Морской гидрофизический журнал. — 2008.

— № 1. — С. 51 — 65.

40

ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн, 2013, № 6

21. Nardelli B.B., Colella S., Santoleri R. et al. A re-analysis of Black Sea surface temperature // J. Mar. Sys. — 2010. — 79, iss. 1 — 2. — P. 50 — 64.

22. Плотников Е.В., Ратнер Ю.Б. Сопоставление температуры поверхности Черного моря, полученной по данным ИСЗ NOAA, с измерениями дрифтеров в 2005 — 2006 годах // Системы контроля окружающей среды. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2007. -С. 115 — 118.

23. Rixen M., Beckers J.-M., Levitus S. et al. The Western Mediterranean deep water: a proxy for climate change // Geophys. Res. Lett. — 2005. — 32, L12608. — doi:10.1029/2005GL022702.

24. Ильин Ю.П., Репетин Л.И. Вековые изменения температуры воздуха в Черноморском регионе и их сезонные особенности // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2006. — Вып. 14. — С. 433 — 448.

25. Tuzhilkin V.S. Thermochaline structure of the sea // The Black Sea Enviroment / The Handbook of Environmental Chemistry. — Berlin, Heidelberg: Springer — Verlag, 2008. — 5, part Q. — P. 217 — 253. — doi: 10.1007/698_5_077.

26. ИвановВ.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. — 209 с.

27. Ilyin Y.P. Observed long-term changes in the Black Sea physical system and their possible environmental impacts // Climate Forcing and its Impacts on the Black Sea Marine Biota. -CIESM Workshop Monogr. — 2009. — №. 39. — P. 35 — 43.

28. Полонский А.Б., Шокурова И.Г. Многолетняя изменчивость завихренности касательного напряжения трения ветра над Черным морем по данным реанализа // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. — Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. — Вып. 24. — С. 182 — 189.

Морской гидрофизический институт НАН Украины, Материал поступил

Севастополь в редакцию 04.04.12

E-mail: [email protected] После доработки 31.05.12

АНОТАЦ1Я За даними контактних та супутникових вимiрювань з середини минулого столптя до тепершнього часу побудовано усереднеш за десятирiчнi перюди поля температури та соло-носл на стандартних горизонтах в Чорному морi в шарi 0 — 500 м та описано характеристики !х просторово-часово! мшливостг У верхньому шарi моря 0 — 50 м мiждесятилiтня мшлишсть температури являе собою низькочастотт коливання, розмах яких на поверхш моря досягае 1 °С в зимовi мюящ та 2°С — у лгтт. Ц коливання синфазт з коливаннями температури повггря, перюд яких складае 60 — 70 рокв. У мшливоста солоност у верхньому шарi присутня негативна тенденщя, яка становить -0,04%о/10 рокв, на тт яко! видшяються коливання з перюдом 20 — 30 роюв та розмахом до 0,2%о. В обласл ткноклину температура й солошсть ростуть зi швидюстю до 0,02°С/10 рокв та 0,05%о/10 рокв вщповщно.

Ключовi слова: Чорне море, температура, солошсть, десятирiчна мшливють.

ABSTRACT Decadal temperature and salinity fields at standard levels (0 — 500 m layer) in the Black Sea are constructed using in-situ data and satellite measurements obtained from the 50ies (XX century) up to now. The characteristics of their spatial and temporal variability are described. In the upper sea layer (0 — 50 m) the decadal temperature variability is characterized by low-frequency quasi-periodic oscillations whose amplitudes on the sea surface reach 1°C in winter and 2°C — in summer. These oscillations are synphased with air temperature oscillations whose period is 60 — 70 years. Variability of salinity in the upper layer shows a negative trend (-0.04%o/10 yr) against whose background the oscillations with a period 20 — 30 years and an amplitude 0.2%o are distinguished. In the pycnocline both temperature and salinity grow with a rate up to 0.02°C/10 yr and 0.05%o/10 yr, respectively.

Keywords: Black Sea, temperature, salinity, decadal variability. ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2013, № 6 41

::: Черное море :::

ГЛАВА 3

ГЛАВА 3

Глава 3 : Химическая и физическая
Характеристики морской воды и Мирового океана

Воды океана

Уникальная природа чистой воды

Три состояния воды

Тепло и вода

Вода как растворитель

Морская вода

Состав соли

Соленость, температура и плотность

Растворенные газы

Прозрачность

Давление

Движение в океане

Поверхностная циркуляция

Эффект Кореолиса

Узоры ветра

Поверхностные токи

Волны

Приливы

Почему бывают приливы?

Приливы и отливы в реальном мире

Вертикальное движение и трехслойный океан

Устойчивость и переворачивание

Трехслойный океан

Показания в штучной упаковке:

• Таллиннные суда и надводные течения
• Волны, которые убивают

Краткое содержание главы

Глава 3 описывает основные химические и физические характеристики.
океана, подчеркивая их важность для распределения жизни
в морской среде.

• Основные химические и физические характеристики воды и
  морской воды.
• Как морские ученые измеряют различные химические и физические
  параметры
• Движение в океане: поверхностная циркуляция, волны, приливы и
  вертикальное движение.
• Две коробки чтения демонстрируют практическую значимость
  понимание океанских течений и волн.

Ответы на критическое мышление
Вопросы

1.Зима 1984-85 гг. Была особенно холодной в Европе. В
северная часть Черного моря, которая лежит между Украиной,
Россия и Турция замерзли, что редко бывает в обычно умеренных
климат. Адриатическое море, расположенное к востоку, было столь же холодным и холодным.
но зима не замерзла. В Черном море необычно низкая соленость.
около 18 ^o / _oo . Что бы вы подумали о
соленость Адриатики?

Соленость Адриатического моря должна быть
выше.На самом деле он колеблется в пределах 38-39 ^o / _oo дюймов.
юг, до 33-25 ^o / _oo в
север.

2. Ради удовольствия, кто-то гуляет по берегу в
Бофорт, Южная Каролина, бросает бутылку с посланием в
море. Некоторое время спустя кто-то в Перте, на западном побережье
Австралия находит бутылку. Ссылаясь на Приложение B этой книги или
Рисунок 3.19, можете ли вы проследить путь, по которому, вероятно, пошла бутылка?

Наиболее вероятный маршрут: Гольфстрим,
Канарское течение к экватору, Южное экваториальное течение, Бразилия
Течение вдоль восточного побережья Южной Америки, Антарктический приполярный район.
Текущий, и, наконец, север вдоль западного побережья
Австралия.

3. Если у вас есть дом на берегу моря, и сильный шторм принес сильный ветер
и высокий прибой к вашей береговой линии, вы бы предпочли, чтобы это было во время новых
луна или четверть луны? Почему?

Шторм в четверть луны будет меньше
разрушительны, потому что диапазон приливов минимален. Самые высокие приливы
наблюдаются во время новолуния и полнолуния. Буря в эти периоды
будет более разрушительным, поскольку штормы вызывают более высокие приливы
чем предсказывали приливы.

4. Большинство цунами происходит в Тихом океане, о чем свидетельствует
карта в Волнах, которые убивают чтение коробки . Как бы вы объяснили
это?

Тихоокеанский бассейн почти полностью окружен
границами плит и, следовательно, участками частых землетрясений (см.
Рис. 2.7 и 2.10).

Изменения температуры и солености Черного моря. Обратите внимание, что есть …

Бассейн Черного моря представляет собой уникальную и очень сложную среду в Мировом океане в результате его эволюции, местоположения и истории.Это причина того, что в последние годы растет научный интерес к расшифровке процессов и механизмов, управляющих этой областью. Помимо хорошо известных экологических проблем бассейна, связанных с загрязнением, эвтрофикацией, переловом и утратой биоразнообразия, эрозия (в результате штормов, повышения уровня моря и вмешательства человека) затрагивает многие побережья Черного моря.
В этом документе рассматривается оценка опасности эрозии вдоль побережья Черного моря (посредством углубленного и хорошо обоснованного научного анализа всеобъемлющей базы данных из множества источников), а также обсуждение вопросов управления эрозией в масштабе бассейна (посредством обзор литературы и анализ восприятия рисков, связанных со стратегиями планирования, мерами защиты, законодательством и административным исполнением).Для этого мы рассчитали индекс чувствительности прибрежных зон (CSI) в пространственном масштабе 1 км для более чем 4000 секторов вокруг Черного моря, принимая во внимание геолого-геоморфологические и физические характеристики каждого сектора через следующие параметры: тип побережья (прибрежная геоморфология и литология), береговой склон (от береговой линии до глубины 20 м), изменения береговой линии за последние 33 года, падение волн (угол между береговой линией и преобладающими штормовыми волнами), значительная высота волн в штормовых условиях и относительном море повышение уровня.Результаты для каждого параметра детализированы и статистически представлены и, наконец, агрегированы в CSI. Результаты показали, что около 19% (800 км) побережья Черного моря подвергаются серьезной эрозии, в основном затрагивая береговые линии Румынии (37%), Украины (29%) и Грузии (26%). Наиболее чувствительные к эрозии участки расположены на участках с относительно высокими штормовыми волнами и углами падения: дельтовые береговые линии основных дельт (Дунай, Кизилирмак, Есилирмак, Сакарья, Риони, Ингури, Кодори, Чорохи) Черного моря, р. низменные участки вдоль лагун, лиманов, прибрежных преград и кос из Каламитского, Одесского и Каркинитского заливов (Днестровский, Тендровский и Джарлыгачский районы), Черноморско-Евпаторийского района (в Крыму), Тамани-Анапы (в России) и Карасу-Карабуруна (в Турции) и скалистые районы Геленджик — Туапсе (в России), Севастополь — мыс Меганом (в Крыму) и Инеболу — Эрегли (в Турции).Эти высокочувствительные секторы охватывают обширные территории вдоль побережья России (57%), Грузии (46%), Турции (44%), Румынии (43%) и Украины (35%).
Обсуждаются последствия управления береговой эрозией в прибрежных странах Черного моря (с различным прибрежным законодательством, правилами и директивами ЕС / стран, не входящих в ЕС), с акцентом на основные проблемы и недостатки. Некоторые руководящие принципы управления береговой эрозией в конкретном случае Черного моря перечислены в конце документа. Несмотря на сложный региональный геополитический контекст, общая структура управления береговой эрозией для всего бассейна Черного моря необходима на всех уровнях (политическом, административном, академическом и исследовательском) посредством трансграничного сотрудничества, связанного с законодательством, нормативными актами (интегрированные подходы для морских Пространственное планирование и управление прибрежной зоной), исследовательские и академические программы, мониторинг прибрежных зон, управление / планирование (приоритезация защитных работ и продвижение мягких инженерных мер) и участие общественности.

Пресноводное озеро в соленое море, вызывающее обширную диссоциацию гидратов в Черном море

Черноморская аномальная карта солености морской поверхности

Сравнимо ли влияние мессинского кризиса солености в Черном море с воздействием Средиземного моря?

https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2015.03.021Получить права и контент

Основные моменты

•

В Черном море подпись MSC критически зависит от скважин DSDP 380 и 381.

•

«Галечная брекчия» была неправильно интерпретирована как речные / приливные отложения.

•

«Галечная брекчия» — базальная часть большого комплекса общественного транспорта.

•

Падение уровня моря MSC должно было быть намного меньше 1600 м.

•

В Черном море влияние MSC менее значимо, чем в Средиземном.

Abstract

Эрозионные особенности наблюдались вдоль шельфа Черного моря в скважинах и на сейсмических профилях отражений, которые в целом похожи на сейсмические стратиграфические признаки мессинского кризиса солености (МСК) в Средиземном море.В частности, некоторые предположили, что внутри- (или средне) понтийское несогласие является проявлением МСК в бассейне Черного моря. Отсутствие пластов и заметные литологические изменения, связанные с предполагаемым несогласием МСК, указывают на эрозионное удаление части нижележащих кайнозойских отложений на шельфе всего Черного моря. Величина относительного падения уровня моря, связанного с этим несогласием, является предметом многочисленных споров и колеблется от десятков метров до тысяч метров.

Предположение об очень большом (1600 м!) Падении уровня моря в Черном море во время MSC в первую очередь основано на обнаружении мелководных обломков и карбонатов в скважинах 380 и 381 проекта Deep Sea Drilling Project (DSDP). , недавно полученные данные сейсморазведки на большом удалении ясно показывают, что обе эти скважины прошли через гравитационные мегаполисы и массообменные комплексы. Таким образом, интерпретированные мелководные единицы MSC в этих глубоководных скважинах не представляют in situ горных пород, а скорее представляют собой аллохтонные пласты, образованные на окраине бассейна.

Более того, по сравнению с типичным сейсмическим выражением MSC в Средиземном море, детальная интерпретация наборов сейсмических данных 2D / 3D в болгарском и турецком Черном море выявила значительно большую сложность. Это заметное различие предположительно связано со степенью эрозии, связанной с MSC в Черном море, , то есть . Множественные разрезы МСК произошли в подводных условиях, а не на открытом субаэральном склоне. Следовательно, величина падения уровня моря и общее воздействие MSC в Черном море, по-видимому, значительно меньше, чем в Средиземном.

Ключевые слова

Кризис солености в Мессинии

Черное море

Падение уровня моря

Массовый транспорт

Данные сейсмических отражений

Сокращения

DSDP

Проект глубоководного бурения

MSC

Кризис солености в Атлантическом океане

ARCO

7

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2015 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Деятельность Арго в Черном море

Авторы : S.Balan ¹ , B. Fach ² , S. Grayek ³ , P-.M. Пулен ⁴ , Станев Э. ³ , Сторто А. ⁵ .

¹ _{GeoEcoMar, Румыния}
² _{Ближневосточный технический университет (METU), Турция}
³ _{Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Германия}
⁴ _{Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica (OGS), Италия}
⁵ _{Евро-Средиземноморский центр по изменению климата (CMCC), Италия}

Черное море

Черное море представляет собой регион, представляющий особый интерес, поскольку он довольно чувствителен к климату и антропогенные воздействия.Это глубокое море с максимальной глубиной 2200 м (рис. 1). В Черное море поступает сток из почти одной трети континентальной Европы. Он практически изолирован и, следовательно, является уязвимым водным бассейном, 87% его объема подвержено аноксии.

Рис. 1. Наблюдения буев Argo в Черном море с момента первого запуска в 2002 г.

AIC

История

Измерения Argo в Черном море начались с работы 7 буев [T / S] (температура / соленость) развернут в 2002-2006 гг. в рамках сотрудничества между Институтом морских наук Ближневосточного технического университета (METU-IMS, Турция) и Вашингтонским университетом (США).Затем Германия развернула 2 буя [T / S + DO (растворенный кислород)] в 2009 году, а Франция развернула 2 буя [T / S] в 2009-2010 годах. Болгария, при поддержке проекта подготовительного этапа Евро-Арго, развернула 4 буев в 2011-2013 гг. Обзор первой диагностики буев Арго в Черном море доступен здесь.

Италия обязуется использовать буи в Черном море с 2012 года. Всего было развернуто 10 итальянских буев, включая один модернизированный для одновременного измерения концентраций нитратов и сульфидов, а также температуры и солености.Турция развернула 4 буя [T / S + DO] в 2013-2014 годах (DEKOSIM, Турецкий центр морских экосистем и исследований климата), и следующие буи были развернуты в рамках проектов ЕС: 2 биогеохимических (BGC) буя (E-AIMS) ) в 2013 г., 1 BGC с плавающей точкой и 2 с плавающей запятой [T / S + DO] (PERSEUS) в 2014–2015 годах, 3 [T / S] с плавающей точкой (MOCCA) в 2016 году (см. «недавние развертывания» ниже).

Таким образом, с 2002 года в Черном море было развернуто 37 буев, 11 единиц все еще работали на конец января 2017 года. Все буи имеют цикл 5 дней и глубину стоянки от 200 до 1000 м.У большинства поплавков чередуются максимальные глубины профилирования 700 и 1500 м. За исключением двух немецких буев, все буи были развернуты группами из Института океанологии — Болгарской академии наук (IOBAS, Болгария), METU (Турция) и GeoEcoMar (Румыния).

Координация развертывания буев осуществляется Med-ARC (MedArgo) с 2009 года. Контроль качества в отложенном режиме (DMQC) Черного моря также выполняется MedArgo в OGS. Эта деятельность началась в 2016 году.

Последние развертывания

В декабре 2016 года поплавок DG-MARE MOCCA Argo был развернут в юго-западной части Черного моря во время круиза DEKOSIM (Рисунок 2) с целью выяснения переноса водных масс с северо-западный шельф и динамика его биогенных веществ вдоль южного побережья Черного моря, а также биохимические измерения вдоль кислородно-бескислородной границы.

DEKOSIM в METU-IMS — ведущий центр исследований климата в Турции, известный своей способностью проводить морские наблюдения, такие как важные физические, химические и биологические параметры (течения, волны, соленость, температура, питательные вещества, хлорофилл, кислород и т. д.), его технический опыт в разработке моделей и налаженное сотрудничество с государственными и частными органами, принимающими решения. В рамках системы наблюдений одна причальная станция с океанографическими и метеорологическими датчиками была установлена ​​в восточной части Средиземного моря и одна будет установлена ​​в Черном море.Непрерывные измерения производятся с буев Argo, выпущенных в Черное и Средиземное моря.

Два других Буи MOCCA были развернуты в Черном море в конце 2016 года, один во время румынского круиза на НИС Mare Nigrum (рис. 4), а другой — командой IOBAS (Болгария).

Рис. 4. Размещение в Черном море (НИС Mare Nigrum)

Сорин Балан — GeoEcoMar

Мониторинг и прогнозирование Черного моря

Служба мониторинга морской среды Коперника (CMEMS) Центр мониторинга и прогнозирования Черного моря (BS- MFC) осуществляет ежедневный анализ и прогнозы по Черному морю, а также систему реанализа океана, охватывающую в настоящее время период 2005-2015 гг. В этом контексте наблюдения с буев Арго обычно вводятся в систему усвоения данных в реальном времени, которая реализует вариационную схему для оценки оптимальных начальных условий для прогнозов, производимых с горизонтальным разрешением примерно 3 км.Данные Argo также используются для получения оценок навыков проверки, чтобы контролировать точность системы. Между тем данные Арго вводятся в систему физического реанализа океана.

Буи «Арго» представляют собой основную сеть наблюдений, способную регистрировать изменения подповерхностной температуры и солености в Черном море за последнее десятилетие.