 |
|
|
Баренцево море является самым западным из арктических российских морей. Его площадь составляет около 1405 тыс.км, средняя глубина - 200 м. С юга Баренцево море ограничено берегом Европы. Новая Земля, острова Медвежий, ЗФИ, Шпицберген, и Вайгач окружают его с других сторон. Баренцево море сообщается с Карским, Белым, Норвежским морями и Арктическим бассейном. Его климат самый теплый среди шельфовых морей Северного Ледовитого океана. Вследствие притока теплых вод Атлантики, Баренцево море никогда не замерзает полностью. Даже зимой около ¼ его площади свободна от льда. В океанах за последнее время резко возросло количество водорослей - кокколитофоридов. Кокколитофориды - обширная группа мелких одноклеточных планктонных водорослей, образующих на поверхности клетки известковые пластинки - кокколиты. Кокколиты прекрасно сохраняются в ископаемом состоянии и широко используются в стратиграфии (определение относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований). В ископаемом состоянии остатки кокколитофорид известны с кембрия. В большом количестве они встречаются в породах мелового и третичного возраста. До сих пор считалось, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и двуокиси углерода в воде уничтожает кокколитофориды. Почти четверть всего диоксида углерода, выброшенного в результате человеческой деятельности в атмосферу, растворяется в океане. Здесь эти вещества вступают в химическую реакцию, увеличивая кислотность, и снижая концентрацию карбонатов, так необходимых для нормального существования обитателей морского дна. Оболочки и скелеты кораллов, раковин и улиток разрушаются в условиях повышенной кислотности вод. Исследования показали, что подкисление воды благоприятно влияет на развитие кокколитофорид – одноклеточных растений, окруженных оболочкой из карбоната кальция. Эксперименты показали, что кокколитофориды реагируют на рост концентрации CO2 в атмосфере значительным увеличением продукции. Эти экспериментальные данные подтверждаются результатами послойного изучения кокколитофорид в донных морских отложениях, показавшими, что за последние 220 лет скелеты кокколитофорид стали массивнее в среднем на 40%. Оказалось, что по мере роста концентрации CO2 кокколитофориды уверенно наращивают как производство биомассы, так и кальцификацию. Скорость роста клеток несколько снизилась, однако сами клетки стали крупнее, а скелеты массивнее. Наиболее актуально использование спутниковых данных для изучения закономерностей и особенностей пространственной и временной изменчивости цветений в различных природных условиях, в зависимости от происходящих климатических изменений и антропогенного воздействия. Последствия изменения климата особенно заметны в Арктике, где потепление в два раза быстрее глобального среднего [Serreze and Barry, 2011]. С 1998 по 2008 год масштабы зимнего морского льда сократились примерно на 50% и частично объясняются увеличением притока воды в Атлантический океан. По оценкам бюджетов водных ресурсов, за последнее десятилетие расширение поверхности воды Атлантического океана в Баренцевом море составило 30-40% [Dalpadado et al., 2012; Йоханнесен и др., 2012]. Однако на основе наиболее обширных гидрографических данных in situ, имеющихся на сегодняшний день, Oziel et al. [2016] предполагают, что объем Atlantic Water за последние 30 лет вырос более чем в два раза. Объем арктических вод сократился в два раза, а объем Баренцева моря остался относительно неизменным. Циркуляция основных водных масс складывается из Атлантической воды, Арктической воды, Норвежского прибрежного потока и воды Баренцева моря. Кокколитофоры, по-видимому, продвигаются в некоторые субарктические моря и изменение климата индуцированное потеплением и стоком пресной воды может вызвать увеличение частоты цветения кокколитофора в Баренцевом море. В августе, когда полярный фронт и кромка льда двигаются на север, самые высокие концентрации кальцита ограничены в южной части полярным фронтом. Условия высокой освещенности вызывают цветение Е. Huxleyi. Статьи о естественном цветении Е. Huxleyi свидетельствуют о том, что все они встречаются в сильно стратифицированной воде, где MLD (глубина перемешенного слоя) обычно ~ 10-20 м, и всегда ≤ 30 м. С помощью встроенных методик сайта https://giovanni.gsfc.nasa.gov/ по данным прибора MODIS c разрешением 4 км рассчитаны и построены временные ряды осредненных по площади среднемесячных значений концентрации хлорофилла Chl в мг/м³, яркости восходящего излучения на основе спутниковых измерений на длине волны 555 нм - Rrs555 в sr-1 и поверхностной температуры моря SST в °С.
На рис.1 представлена временная изменчивость осредненной по площади Баренцева моря концентрации хлорофилла за период 2002-2019 гг. Наблюдаются высокие регистрируемые значения концентраций и существенная межгодовая изменчивость. В годовом ходе чётко выделяются два максимума и относительный минимум в период от апреля по сентябрь месяц и абсолютный зимний минимум. Наибольшие значения первого максимума значений хлорофилла maxСhl-1 наблюдаются в 2003, 2004, 2010, 2011, 2016 и 2018 годах, высокие значения второго максимума maxСhl-2 можно отметить в 2007, 2011, 2015, 2016, 2017 годах. Максимальные значения для первого случая - maxСhl-1 = 5.25 мг/м³, maxСhl-2 = 8.8 мг/м³.
График на рис.2 представляет собой временную изменчивость осредненной по площади Баренцева моря спектральной яркости восходящего излучения на длине волны 555 нм - Rrs555 в зависимости от года за период 2002-2019 гг. Для Rrs555 характерна значительная внутригодовая изменчивость. График имеет зимние минимумы и ярко выраженные летние максимумы. Значения Rrs555 лежат в пределах 0.0008÷0.0065 sr-1. Максимальная величина Rrs555 наблюдалась в 2012 году. Высокие значения максимумов приходятся на 2010, 2011, 2016 и 2018 гг. На рис.3а дана карта среднего ежемесячного значения Rrs555 за июль, на рис.3б - за август месяц, осредненные за все годы периода. По картам можно определить максимальные средние значения осредненной яркости Rrs555. В июле max Rrs555, не более 0.0075, в августе порядка ~ 0.015, что в два раза выше аналогичных величин предыдущего месяца.
Литература:
Спутниковые изображения
|
