Аннотация:
Транспорт, связанных с речным стоком биогенов, во многом определяет состояние морских экосистем. Формируемая в зимний период западной части моря вдольбереговая холодная струя является одним из структурных динамических элементов, определяющих пространственные особенности переноса биогенов. Существование и интенсивность струи определяются воздействием атмосферы, а именно завихренностью поля ветра определяющей интенсивность ОЧТ, а следовательно, степень блокирования кросс-шельфового обмена.
В 2017 году были продолжены работы по сбору спутниковых и метеорологических данных для изучения процессов и явлений в выбранном районе.
Для изучения транспорта примеси (биогенов) на Северно-западном шельфе были привлечены модели FOTS и гидродинамическая модель Черного моря с реальным атмосферным форсингом. Было показано, что изменчивость ветровых условий является определяющим межгодовую изменчивость распространения речных вод фактором.
Анализ межгодовой изменчивости позволил выявить ряд интересных особенностей, которые возможно использовать для прогноза процессов в экосистеме моря. Показано, что в годы с выраженной вдольбереговой струёй в летний период наблюдаются наиболее интенсивные цветения кокколитофоридов. Плотность вод поверхностного слоя в центральной части моря в зимний период коррелирована с интенсивностью цветения кокколитофордов в мае-июне.
Анализ доступных контактных данных показал, что холодная струя представляет собой однородную до дна водную массу с достаточно высокой солёностью (пресные воды сильно перемешаны).
Фронтальные температурные зоны в струе по спутниковым данным высокого разрешения являются высокоградиентными (до 5-7оС/км). В ряде случаев на фронте формируются субмезомасштабные вихри с характерными размерами 1-3 км.
Цели Проекта на 2017 год:
1. Сбор и обработка спутниковых данных за зимний сезон с 1985 по 2000 годы.
2. Изучение межгодовой изменчивости характеристик прибрежной струи и горизонтального обмена.
3. Связь характеристик формируемого прибрежной струи с метеопараметрами (завихренность поля ветра, температура воздуха) и пошаговый анализ формирования струи.
4. Подробный анализ изменчивости концентрации хлорофилла и цветения кокколитофоридов в сравнении с параметрами холодной струи с учётом пространственной изменчивости, расчёт карт пространственной корреляции.
5. Анализ данных модельных расчётов с использованием лагранжевой модели перемещения частиц для периода 1994-2016 годы.
6. Анализ доступных контактных данных в изучаемом районе в зимний период.
7. Анализ мелкомасштабных особенностей формируемой фронтальной зоны на основе данных сканеров спутников LANDSAT и Sentinel.
8. Подготовка статей и выступлений на конференциях.
Полученные в 2017 году важнейшие результаты:
Сформирована расширенная база спутниковых и метеорологических данных с 1985 года (данные AVHRR) и c 1993 года (альтиметрия).
Изучение межгодовой изменчивости характеристик прибрежной струи проведено на основе имитационных модельных расчётов по гидродинамической модели Черного моря и модели FOTS с реальными метеорологическими данными. На основе этих расчётов рассмотрены этапы формирования струи и связь с завихренностью поля ветра, как основного определяющего параметра внешнего воздействия. Продемонстрирована важность пространственного распределения речных вод на формирование состояния биотических характеристик на примере сопоставления с восстановленной по спутниковым данным концентрацией хлорофилла_а. Анализ доступных контактных данных показал, что струя не является отличной по плотности (распреснённой) водной массой распространяющейся по поверхности, а представляет достаточно однородный до глубины 30-40м поток с солёностью 16-18 pps.
Анализ межгодовой изменчивости позволил выявить ряд интересных особенностей, которые возможно использовать для прогноза процессов в экосистеме моря. Показано, что в годы с выраженной вдольбереговой струёй в летний период наблюдаются наиболее интенсивные цветения кокколитофоридов. Плотность вод поверхностного слоя в центральной части моря в зимний период коррелирована с интенсивностью цветения кокколитофордов в мае-июне. Анализ межгодовой изменчивости оптических характеристик поверхностного слоя Черного моря на основе спутниковых данных MODIS позволил чётко выделить исследуемую струю, как наиболее мутную (рассеивающую), переносящую речные воды область в зимний период (см иллюстрации в приложении). Анализ тепловых изображений сканеров высокого разрешения спутников Landsat показал, что фронтальные температурные зоны в струе по спутниковым данным высокого разрешения являются высокоградиентными (до 5-7оС/км). В ряде случаев на фронтах формируются субмезомасштабные вихри с характерными размерами 1-3 км. Все полученные результаты оригинальны, подготовлены работы для публикации в рейтинговых изданиях, классификация межгодовой изменчивости распространения Дунайских вод опубликована в Journal of Marine Systems.
Библиографический список публикаций по Проекту за 2017 год:
1. Kubryakov A.A., Stanichny S.V., Zatsepin A.G. Interannual variability of Danube water propagation during the summer from 1992 to 2015 and its influence on the Black Sea ecosystem // Journal of Marine Systems, March 2018, Vol.179, pp.10-30, Available online 16 November 2017, DOI: 10.1016/j.jmarsys.2017.11.001.
2. Станичный С.В., Кубряков А.А., Медведева А.В., Алескерова А.А., Соловьев Д.М., Станичная Р.Р. Аномальные цветения фитопланктона в Черном море. // Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" / 13-17 ноября 2017 г., ИКИ, Москва
|
