LLC
«DVS LTD»

Federal State Budget Scientific Institution
Federal Research Center "Marine Hydrophysical Institute of RAS"

Remote Sensing Department


Проект РФФИ 16-05-00714 А
"Изучение особенностей распространения речных вод в западной части Чёрного моря в зимний период и их влияния на биотические характеристики"


Project | Report for 2016 | Report for 2017

Промежуточный отчёт за 2016 год

Аннотация:

Одним из факторов, определяющих процессы в морской экосистеме Чёрного моря, является изменчивость поступления биогенов в центральную часть моря. Дунай и Днепр являются основными источниками биогенов. Вовлекаемые ОЧТ речные воды распространяются вдоль западного побережья моря в циклоническом направлении. Интенсивность кроссшельфового обмена сильно меняющийся параметр. В зимний период за счёт неоднородного выхолаживания вод могут возникать прибрежные холодные струи и термические фронты, блокирующие обмен с центральной частью бассейна, что существенно изменяет характер пространственного распространения речных вод, а следовательно, и биогенов. В работе на основе анализа временных рядов пространственного распределения полей температуры Чёрного моря по данным сканеров AVHRR и MODIS с разрешением 1 км проанализирована межгодовая изменчивость характеристик вдольбереговой струи. Предложена концептуальная схема формирования холодной струи за счёт интенсивной зимней конвекции, достигающей дна. Для обоснования предложенной концепции проанализированы вертикальные профили температуры и солёности, полученные контактными измерениями. Показано, что солёность в струе составляет 16-18.3 промилле, и поверхностный слой достаточно однороден до дна. Для различных лет рассчитаны значения минимальных температур и средняя ширина струи в район мыса Калиакра. Модель Лагранжевых трассеров базирующаяся на расчёте поверхностных скоростей по альтиметрическим данным и данных о скорости ветра из атмосферных ранализов применена для оценки пространственного перераспределения вод Дуная в различные годы. Данные высокого пространственного разрешения спутников Landsat использованы для оценки характеристик термических фронтов. Дополнительно поля ветра и концентрации хлорофилла рассмотрены для определения условий формирования холодной струи и транспорта речных вод. Проведён предварительный анализ влияния внешних динамических факторов а формирование холодной струи. Проанализирована зависимость интенсивности ОЧТ от завихренности напряжения трения ветра. Проведены предварительные исследования связи характеристик струи с весенними и летними цветениями фитопланктона.

Цели Проекта на 2016 год:

1 Построение карт температуры, концентрации хлорофилла и яркости восходящего излучения.
2. Расчёт скоростей течений на основе альтиметрических данных.
3. Выбор последовательных изображений и расчёт скоростей поверхностных течений методами MCC и 4D-VAR.
4. Определение характеристик холодной струи - перепад температуры и ширина, оценка интегрального переноса.
5. Обработка данных высокого разрешения и анализ структур на фронтальной зоне.
6. Предварительный совместный анализ метеорологических данных и характеристик холодной струи.
7. Подготовка публикаций и выступлений на конференциях.

Полученные в 2016 году важнейшие результаты:

1. На основе спутниковых данных сканеров MODIS, AVHRR, VIIRS, SeaWiFS отобраны информативные снимки и рассчитаны карты температуры и оптических свойств морской поверхности для исследуемого региона.
2. Рассчитаны карты гестрофических скоростей на основе альтиметрических данных.
3. Исследованы характеристики холодной струи за период с 2000 года. Показана межгодовая изменчивость и связь с интенсивностью ОЧТ. Подобраны из архивной базы данных МГИ вертикальные профили в струе полученные при контактных наблюдениях, оценена глубина струи. Предложена концептуальная схема возникновения струи в результате распространения зимней конвекции до дна интенсификации ОЧТ.
4. Проведены оценки скоростей поверхностных течений на основе анализа последовательных изображений.
5. Подобраны карты сканеров OLI, ETM+, TIRS с проявлением холодной струи, проведён предварительный анализ характеристик фронтальной зоны с высоким пространственным разрешением.
6. Совместный анализ минимальной температуры в струе с концентрацией хлорофилла в летний период и WLR555 в весенне летний период продемонстрировал возможности предсказания концентрации хлорофилла и цветений фитопланктона по характеристикам холодной струи.
7. Опубликованы две статьи со ссылками на проект и 2 доклада представлены на конференции в ИКИ РАН, тезисы докладов опубликованы.

Методы и подходы, использованные в ходе выполнения Проекта:

Картирование спутниковых данных AVHRR и MODIS с пространственным разрешением 1 км было проведено на программном обеспечении МГИ РАН. Расчёт геострофических и полных поверхностных скоростей был проведён при использовании средней динамической топографии и параметризации дрейфовой компоненты разработанных в МГИ РАН. На основе получаемого на регулярной основе поля поверхностных скоростей был рассчитаны траектории перемещения виртуальных частиц от устья Дуная для зим с 1994 по 2015 годы. Для расчёта зависимости интенсивности ОЧТ от завихренности напряжения трения ветра были использованы данные реанализа ERA Interim. В качестве параметра характризующего интенсивность ОЧТ был выбран квадрат скорости течений в области ограниченной изобатами 500-2000 метров.

Библиографический список публикаций по Проекту за 2016 год:

1. Матвеев А.Я., Кубряков А.А., Боев А.Г., Бычков Д.М., Иванов В.К., Станичный С.В., Цымбал В.Н. Моделирование растекания нефти в задаче радиолокационной многоугловой диагностики загрязнений морской поверхности. // Исследование Земли из космоса, 2016, № 1–2, с. 213–224
2. Клюева А.Д., Кубряков А.А., Львова Е.В., Станичный С.В. Изменчивость характеристик течений в глубоководной части Чёрного моря по альтиметрическим данным. // Комплексные исследования морей России: оперативная океанография и экспедиционные исследования. Материалы молодежной научной конференции, г. Севастополь, 25-29 апреля 2016 г. – Севастополь: ФГБУН МГИ. –ISBN 978-5-9908460-0 - с. 82-85.
3. Станичный С.В., Кубряков А.А., Давыдова Е.П., Алескерова А.А., Калинин Е.И., Станичная Р.Р., Бурдюгов В.М. Особенности распространения речных вод вдоль западного побережья Чёрного моря в зимний период. // Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" / 14-18 ноября 2016 г., ИКИ, Москва.
4. Кубряков А.А., Станичный С.В., Багаев А.В., Белокопытов В.Н. Динамическая и термохалинная структура синоптических вихрей Чёрного моря по данным спутниковых альтиметров и гидрологических измерений. // Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" / 14-18 ноября 2016 г., ИКИ, Москва.


Project | Report for 2016 | Report for 2017


Remote Sensing Department (together with LLC "DVS LTD")
Federal State Budget Scientific Institution Federal Research Center "Marine Hydrophysical Institute of RAS"
2, Kapitanskaya St., Sevastopol, 299011, Russian Federation
Phone: +7 (8692) 54-50-65
© 2002—2020

If you have a questions or comments about this site, please send mail to webmaster