CC BY
26
ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ, ГЕОЭКОЛОГИЯ И ОКЕАНОЛОГИЯ
УДК 551.506 (261.24)
В. Ф. Дубравин, М. В. Капустина, Ж. И. Стонт
ЭВОЛЮЦИИ (СЕЗОННАЯ И МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ) СУТОЧНОГО ХОДА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ЮЖНОЙ БАЛТИКИ
Приведены результаты анализа данных натурных наблюдений (температура воздуха (Ta), точка росы (Та), или относительная влажность (f), атмосферное давление на уровне моря (P0) и скорость ветра (W)), полученных автоматической гидрометеорологической станцией МиниКРАМС-4, установленной в пределах экономической зоны РФ в юго-восточной части Балтийского моря на морской ледостойкой стационарной нефтяной платформе ООО «ЛУКОЙЛ-КМН» (D6), а также на станциях мониторинговой сети MARNET Немецкого центра океанографических данных (BSH/DOD(M41)) за 2002-2016 гг., на которых кроме метеоэлементов исследованы температура Tw и соленость S верхнего слоя моря. По авторской временной модели получены оценки вкладов каждого вида колебаний в суммарную временную изменчивость. Рассмотрены внутригодовая и межгодовая изменчивости удельного вклада суточной компоненты гидрометеоэлементов. Показано, что структура временных рядов (в том числе и суточная составляющая) для гидрометеорологических элементов в Южной Балтике зависит как от местоположения станции, так и от характера самого метеоэлемента.
We present the results of an analysis of field observations of the air temperature Ta, the dew point Та (relative humidity f), the sea-level atmospheric pressure P0, and the wind speed W. The data were obtained by a Mini-KRAMS-4 hydrometeorological facility installed within Russia's exclusive economic zone in the southeastern Baltic Sea on the LUKOIL-KMN (D6) offshore ice-resistant fixed platform and at MARNET monitoring stations of the German Oceanographic Datacentre (BSH / DOD (M41)) in 2002-2016. Alongside meteorological elements, we studied the temperature Tw and the salinity S of the upper sea layer. Using our own time series model, we estimated the contributions of each mode to the total temporal variability. In the article, we examine the intrannual and interannual variability of the specific contribution of the daily component of hydrometeorological elements. We show that the time series structure (including the daily component) for the hydromete-orological elements in the southern Baltic Sea depends both on the location of the station and on the nature of each meteorological element.
Ключевые слова: короткопериодная и долгопериодная изменчивость, метеоэлементы, дисперсионный, гармонический и корреляционный анализ.
Keywords: short-term and long-term variability, meteorological elements, dispersion, harmonic and correlation analysis.
35
© Дубравин В. Ф., Капустина М. В., Стонт Ж. И., 2018
Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер.: Естественные и медицинские науки. 2018. № 3. С. 35-54.
Введение
Неотъемлемым свойством процессов, протекающих в Мировом океане и в атмосфере над ним, является изменчивость гидрометеорологических элементов в различных пространственно-временных масштабах: микро-, мезо- и макро-. Следует иметь в виду, что существует большое количество моделей (классификаций) как для пространственной, так и для временной изменчивости климатической системы Земли. Достаточно подробные сводки таких классификаций можно найти в рабо-36 тах [6; 9]. Пространственные неоднородности производятся под влиянием процессов, имеющих свои временные масштабы, что позволяет соотнести пространственные и временные масштабы. Эта задача имеет свои трудности, связанные с разницей пространственно-временных масштабов в атмосфере и океане [4; 16]. В Балтийском регионе этот вопрос изучался как в контексте процессов, имеющих короткий период, так и в контексте многолетних изменений [6; 12 — 15].
Цель настоящей работы — исследование временной изменчивости суточной компоненты гидрометеорологических элементов в Южной Балтике.
Суточный ход гидрометеорологических элементов, обусловленный вращением Земли и приводящий к суточному ходу солнечной радиации [11], а затем и к суточной изменчивости взаимодействия подстилающей поверхности и атмосферы [1], может отличаться для различных параметров.
Методика и материалы
Временной исходный ряд (ИР) складывается из короткопериодной (КП) (высокочастотной) и долгопериодной (ДП) (низкочастотной) изменчивости. КП состоит из нерегулярной внутрисуточной изменчивости (ВСИ), регулярного суточного хода (СХ)1 и синоптической изменчивости (СИ). ДП складывается из нерегулярной внутригодовой изменчивости (ВГИ), регулярного сезонного хода (СезХ) и межгодовой изменчивости (МГИ) [6; 7]:
ИР = КП + ДП (1)
ИР = ВСИ + СХ + СИ + ВГИ + СезХ + МГИ (2)
При расчете внутригодовой изменчивости удельного вклада суточной составляющей принималась дисперсия за весь период наблюде-
1 Следует иметь в виду, что СХ гидрометеоэлементов согласно [3; 9; 16] относится к синоптической изменчивости, а согласно [8; 10], как и в нашем случае, к мезомасштабной, т. е. Т = 1 сутки, для нас — граница между мезомасштабной и синоптической компонентами.
ний. Для получения межгодовой изменчивости удельного вклада суточной компоненты расчет дисперсии выполнялся с нарастанием, а также пошагово:
Ао2СХп1 + 1(%) = 100 (о2СХга + 1 - 02СХга)/ 02ИРп1 + 1
(3)
Для анализа временной изменчивости различных масштабов использовались данные натурных наблюдений гидрологических (температура Т и соленость Б верхнего слоя моря) и метеорологических параметров (температура воздуха Та, точка росы Та (относительная влажность £), атмосферное давление на уровне моря Р0 и скорость ветра Ш) на станциях Аркона, Дарсский порог, Фемарн-Бельт и Киль (дискретность — один час), мониторинговой сети МЛИМЕТ Немецкого центра океанографических данных (ББН/000(М41)) за 2002 — 2016 гг. (соглашение 2518/2016 — 075), а также Та Та, Р0 и Ш, полученных автоматической гидрометеорологической станцией МиниКРАМС-4, установленной на нефтяной платформе 06, за 2004—2016 гг. (рис. 1).
Исходные ряды обрабатывались с использованием дисперсионного, гармонического и корреляционного методов анализа [2].
37
Рис. 1. Карта района исследований, расположение станций мониторинговой сети МЛИЫЕТ и МЛСП 06
Результаты
Данные наблюдений за Твд Б, Та, Та, £ Ш и Ро в Южной Балтике с дискретностью один час позволяют в полной мере использовать предлагаемую модель временного ряда. Рассмотрим их структуру (табл. 1).
Структура временных рядов. Удельный вклад (относительная доля) дисперсии КП в дисперсию исходного ряда для Tw, Та, Та, за исклю-
38
чением £, составил 1-19 %, для динамических (Ш и Р0) — 72 - 84 %, для Б (с признаками динамического [6]) — 11-45% (табл. 1). В то же время вклад ДП в общую был соответственно 81 - 99% (Tw, Та, Та); 11 -28 % (Ш и Р0) и 55-89 % (Б). Для относительной влажности вклады КП и ДП схожи с динамическими параметрами. Удельный вклад СХ для большинства параметров в общую дисперсию минимален (< 0,5%), за исключением Та (1,2 %) и £ (1,4 -9,7%) на станции Киль (табл. 1).
Максимальные вклады в дисперсию исходного ряда вносят СезХ для Б в Киле (52 %), для Та и Та (72- 87%) и для Tw (94- 97 %) или СИ для Ш и Р0 (49-77%), для £ (38-53 %), а также для Б в Фемарн-Бельт, Дарс-ском пороге и Арконе (30-50 %). Удельный вклад ВСИ для Ш (26-34 %) и £ (20-34%) или ВГИ для Р0 (16-24%) существенен для всех станций, кроме Арконы, где вклад ВГИ снижается до 7%.
Таблица 1
Дисперсия (верхняя строка) и относительная доля (нижняя) короткопериодной и долгопериодной изменчивости метеорологических элементов в Южной Балтике за 2002-2016 гг.
Элемент (высота прибора, м) Дисперсия (о2)
общая короткопериодная долгопериодная
ИР СХ ВСИ СИ СезХ ВГИ МГИ
Киль (2012 — 2016)
Та, °С (31) 39,6 0,5 1,2 5,4 30,5 1,6 0,3
100 1,2 3,1 13,7 77,1 4,1 0,8
£ % (31) 126,2 12,3 43,2 48,6 15,0 5,0 2,1
100 9,7 34,2 38,5 11,9 4,0 1,7
Ш, м/с (34) 15,14 0,02 4,8 8,7 1,3 0,4 0,02
100 0,12 31,4 57,2 8,3 2,8 0,14
Р0, гПа 91,5 0,04 5,4 67,4 3,8 14,2 0,7
100 0,04 5,9 73,6 4,2 15,5 0,8
Тш, °С (- 1) 35,5 0,004 0,03 1,2 33,8 0,1 0,4
100 0,01 0,1 3,3 95,2 0,3 1,1
Б, РЭУ (- 4) 6,9 0,00004 0,1 0,7 3,6 1,8 0,7
100 0,0006 1,7 10,5 52,4 25,7 9,8
Фемарн-Бельт (2002 — 2013)
Та, °С (8) 40,2 0,2 0,8 1,4 33,1 1,5 3,2
100 0,4 2,0 3,5 82,4 3,7 8,0
Ш, м/с (8) 11,8 0,01 3,6 6,3 0,8 0,7 0,4
100 0,1 30,4 53,2 6,9 5,8 3,6
Р0, гПа 100,9 0,05 5,9 66,6 3,4 24,0 1,0
100 0,05 5,9 66,0 3,3 23,8 1,0
Тш, °С (- 1) 34,7 0,007 0,06 0,5 32,7 1,3 0,2
100 0,02 0,17 1,4 94,0 3,9 0,6
Б, РБУ (- 6) 10,6 0,0003 0,4 4,3 1,4 2,7 1,7
100 0,003 4,2 41,0 13,0 25,7 16,1
Окончание табл. 1
Элемент (высота прибора, м) Дисперсия (о2)
общая короткопериодная долгопериодная
ИР СХ ВСИ СИ СезХ ВГИ МГИ
Дарсский порог (2002—2016)
Та, °С (9) 38,6 0,1 0,5 3,5 32,7 1,4 0,4
100 0,3 1,4 9,0 84,7 3,5 1,1
£ % (9) 111,9 2,6 29,6 54,2 3,7 11,1 10,7
100 2,3 26,5 48,4 3,3 9,9 9,6
Ш, м/с (9) 13,0 0,005 3,4 7,3 1,2 1,0 0,1
100 0,04 26,0 56,4 9,3 7,7 0,6
Р0, гПа 111,4 0,1 6,5 77,4 3,7 21,4 2,3
100 0,05 5,9 69,5 3,3 19,2 2,0
Тш, °С (- 2) 30,1 0,004 0,1 0,7 28,4 0,4 0,4
100 0,01 0,4 2,4 94,6 1,2 1,4
Б, РЭУ (- 6) 2,4 0,00004 0,2 1,2 0,4 0,5 0,2
100 0,002 6,6 49,9 14,5 20,6 8,3
Аркона (2003—2016)
Та, °С (10) 39,7 0,1 0,5 3,0 34,6 0,3 1,2
100 0,16 1,1 7,5 87,2 0,9 3,1
£ % (10) 100,8 1,4 20,3 53,3 4,5 9,3 12,0
100 1,4 20,2 52,9 4,4 9,2 11,9
Ш, м/с (10) 13,8 0,005 3,7 7,7 1,4 0,2 0,8
100 0,04 26,6 55,9 10,2 1,2 6,1
Р0, гПа 100,4 0,04 6,1 77,2 8,2 7,0 1,9
100 0,04 6,0 76,9 8,2 7,0 1,9
Тш, °С (- 2) 32,8 0,002 0,05 0,2 31,7 0,06 0,8
100 0,01 0,14 0,6 96,7 0,17 2,4
Б, РЭУ (- 2) 0,22 0,000 0,01 0,07 0,04 0,04 0,06
100 0,0003 3,8 30,2 19,2 18,4 28,5
06 (2004 — 2016)
Та, °С (27) 57,4 0,1 1,2 7,8 44,9 3,0 0,4
100 0,21 2,1 13,5 78,2 5,3 0,7
Та, °С (27) 53,6 0,001 1,5 8,8 38,7 3,8 0,8
100 0,001 2,9 16,4 72,2 7,1 1,4
Ш, м/с (32) 16,6 0,02 5,6 8,1 2,1 0,7 0,1
100 0,14 33,6 48,9 12,5 4,5 0,4
Р0, гПа 96,1 0,04 5,3 65,5 1,4 20,4 3,5
100 0,04 5,5 68,3 1,4 21,2 3,6
39
Регулярный суточный ход. Представление о характере суточной изменчивости гидрометеорологических элементов в Южной Балтике дают рисунок 2 и таблица 2. Как видим, СХ меняется в зависимости как от типа метеоэлемента, так и от географического положения станции.
£
Фемарн-Бельт —Дарсский порог —Аркона
Фемарн-Бельт Дарсский порог —Аркона
д-6
Фемарн-Бельт —Дарсский порог —Аркона -Д-6
Фемарн-Бельт Дарсский порог —Аркона -д-6
—Киль
—Дарсский порог —Аркона
Фемарн-Бельт ^Дарсский порог —Аркона
Рис. 2. Осредненные за 2002 — 2016 гг. аномалии регулярного суточного хода гидрометеоэлементов в Южной Балтике:
а - Т»; б - Та; в - {; г - д - Ро; е - Б
Таблица 2
Гармонические постоянные гидрометеоэлементов в Южной Балтике регулярного суточного хода (средние и предельные значения), осредненные помесячно за 2002—2016 гг.
Элемент (высота прибора, м) Гармоника Ai/AII A0
I (суточная волна) II (полусуточная волна)
Амплитуда I Фаза I Квота I Амплитуда II Фаза II Квота II
Киль (2012-2016)
Та, °C (31) 0,97 -135,5 0,973 0,16 61,9 0,026 6,1 9,68
1,60 -126,3 0,992 0,29 120,6 0,238 13,8
0,27 -152,5 0,745 0,10 29,7 0,005 1,8
f, % (31) 4,79 47,9 0,965 0,90 -126,2 0,034 5,3 81,44
8,22 55,0 0,991 1,72 -85,5 0,218 18,7
1,08 17,1 0,718 0,33 -166,6 0,003 1,8
W, м/с (34) 0,17 -144,0 0,860 0,06 -63,7 0,101 2,9 8,22
0,51 179,6 0,898 0,22 177,6 0,401 5,3
0,02 -171,9 0,012 0,05 -154,2 0,031 0,2
Po, гПа 0,08 -136,4 0,093 0,26 160,8 0,874 0,3 1011,5
0,26 97,9 0,559 0,34 170,5 0,882 1,7
0,03 -163,3 0,007 0,15 153,5 0,199 0,1
Т^ °с (- 1) 0,10 -161,7 0,946 0,02 22,4 0,053 4,2 10,27
0,25 105,5 0,985 0,05 48,2 0,685 19,4
0,002 -168,5 0,003 0,01 11,3 0,003 0,1
S (PSU) (- 4) 0,007 -130,7 0,397 0,005 -87,7 0,254 1,2 16,59
0,043 161,9 0,779 0,054 165,4 0,519 10,8
0,006 -161,8 0,080 0,002 -173,7 0,004 0,4
Фемарн-Бельт (2002-2013)
Та, °C (8) 0,56 -138,9 0,939 0,13 62,5 0,050 4,3 9,63
0,93 -126,5 0,971 0,23 96,9 0,539 9,7
0,12 -157,9 0,401 0,05 43,2 0,010 0,9
W, м/с (8) 0,14 77,5 0,671 0,09 -89,7 0,303 1,5 6,99
0,41 175,6 0,863 0,19 -8,2 0,733 20,4
0,04 -153,7 0,036 0,01 -172,7 0,001 0,2
41
Продолжение табл. 2
42
Гармоника
Элемент I (суточная волна) II (полусуточная волна)
(высота прибора, м) Амплитуда I Фаза I Квота I Амплитуда II Фаза II Квота II Л^Лп Л0
0,13 -123,1 0,194 0,27 -178,7 0,770 0,5
Ро, гПа 0,28 53,8 0,506 0,36 179,0 0,909 2,1 1013,60
0,04 -141,5 0,025 0,06 -179,3 0,044 0,2
Тш, °С (- 1) 0,12 -141,1 0,905 0,04 54,4 0,087 3,2
0,33 14,6 0,969 0,07 80,5 0,641 7,3 9,83
0,01 -147,2 0,218 0,01 23,0 0,018 0,6
Б, РБи (- 6) 0,02 180,0 0,816 0,01 -13,6 0,135 2,5
0,08 173,6 0,808 0,05 61,1 0,662 6,9 13,41
0,02 -173,1 0,105 0,01 -157,6 0,016 0,4
Дарсский порог (2002—2016)
0,48 -152,4 0,988 0,05 35,7 0,011 9,5
Та, °С (9) 0,81 -143,6 0,997 0,11 72,9 0,079 33,0 9,47
0,13 -172,3 0,878 0,02 -23,2 0,001 3,3
2,25 38,6 0,982 0,30 -155,6 0,017 7,5
{, % (9) 3,86 48,2 0,990 0,54 177,8 0,106 11,8 85,16
0,80 22,5 0,890 0,10 -171,5 0,007 2,9
Ш, м/с (9) 0,09 14,7 0,900 0,03 -127,0 0,076 3,4
0,22 86,8 0,857 0,12 132,7 0,691 3,8 7,47
0,02 -104,1 0,042 0,02 -160,8 0,043 0,3
0,20 -114,6 0,394 0,25 160,4 0,595 0,8
Ро, гПа 0,36 -71,8 0,670 0,35 169,6 0,854 1,5 1014,3
0,12 -168,7 0,126 0,16 147,8 0,298 0,4
Тш, °С (- 2) 0,09 -167,5 0,972 0,01 38,5 0,028 5,9
0,22 170,6 0,983 0,04 144,2 0,496 69,2 9,69
0,01 -173,8 0,128 0,002 7,4 0,001 0,5
Б, РБи (- 6) 0,009 - 31,9 0,841 0,003 42,3 0,111 2,8
0,056 130,6 0,956 0,02 103,2 0,373 7,0 9,00
0,01 -141,3 0,359 0004 -125,6 0,019 1,0
Окончание табл. 2
Гармоника
Элемент (высота прибора, м) I (суточная волна) II (полусуточная волна)
Амплитуда I Фаза I Квота I Амплитуда II Фаза II Квота II Л^Лп Л0
Аркона (2003- 2016)
Та, °С (10) 0,36 -162,6 0,988 0,03 28,0 0,009 10,6
0,60 178,9 0,993 0,06 84,0 0,068 23,6 9,08
0,08 -175,5 0,882 0,01 -15,3 0,002 3,6
1,69 29,1 0,980 0,23 178,4 0,018 7,5
£ % (10) 2,93 39,3 0,975 0,47 171,7 0,141 8,2 85,29
0,32 7,0 0,641 0,13 -179,3 0,014 2,1
W, м/с (10) 0,07 -15,5 0,531 0,07 -140,6 0,451 1,1
0,21 29,4 0,872 0,16 57,6 0,918 6,4 7,90
0,02 -142,4 0,027 0,02 -167,9 0,002 0,2
0,17 -104,2 0,336 0,23 160,2 0,652 0,7
Ро, гПа 0,31 177,7 0,638 0,30 178,2 0,700 1,4 1015,1
0,09 -144,3 0,163 0,13 144,5 0,330 0,6
Тw, °С (- 2) 0,07 -157,7 0,961 0,01 35,9 0,037 5,1
0,19 25,2 0,988 0,03 144,6 0,639 26,3 9,86
0,001 -168,6 0,003 0,01 15,5 0,001 0,1
Б, РБи (- 2) 0,001 -103,1 0,432 0,0005 3,9 0,089 2,2
0,013 176,3 0,954 0,006 148,3 0,393 10,6 7,94
0,002 -127,1 0,101 0,0002 -159,5 0,008 0,5
Э6 (2004-2016)
Та, °С (27) 0,48 -156,2 0,969 0,08 49,7 0,029 5,8
0,75 165,6 0,992 0,17 90,3 0,366 12,5 8,76
0,07 -178,5 0,561 0,05 11,3 0,006 1,2
Та, °С (27) 0,02 147,6 0,539 0,02 104,4 0,243 1,5
0,17 176,8 0,892 0,09 177,4 0,436 11,4 5,39
0,01 -175,6 0,015 0,01 -172,9 0,005 0,4
W, м/с (32) 0,19 101,3 0,775 0,10 -141,7 0,215 1,9
0,39 170,9 0,944 0,23 117,1 0,724 18,0 7,83
0,10 -97,6 0,208 0,02 -176,4 0,003 0,5
0,18 -110,9 0,480 0,19 156,4 0,515 1,0
Р0, гПа 0,39 178,7 0,708 0,24 173,6 0,707 1,6 1014,15
0,07 -124,4 0,125 0,15 133,5 0,273 0,4
43
Примечание: сроки наблюдений указаны по Гринвичу.
Тепло- и влагофизические параметры. Наиболее правильной суточной изменчивостью, характеризуемой преобладанием суточной волны с большой устойчивостью, отличаются тепло- и влагофизические параметры (Тто Та, £), для среднемноголетнего СХ которых квота1 суточной гармоники qI = 0,91 - 0,99. Для точки росы Та на 06 квота среднемного-летней суточной волны qI = 0,54.
Для среднемноголетнего СХ Т№ вблизи поверхности Южной Балтики максимум наступает между 15 и 16 ч по Гринвичу, а минимум — между 6 и 7 ч; время роста — 9 ч, время падения — 15 ч; размах суточных колебаний меняется от 0,14° С в Арконе до 0,28° С в Фемарн-Бельте. Это соответствует общему ходу температуры воды и воздуха в различных точках Мирового океана [1; 5; 11].
Преобладание суточной волны в СХ Т„ отмечается только в период с февраля по сентябрь (суточный максимум наблюдается от 14 — 15 ч в феврале-марте и сентябре, составляя 16 — 18 ч в июле). Наступление минимума происходит в 6 — 7 ч в феврале-марте и августе-сентябре, снижаясь к 4 — 5 ч в апреле-июле. С февраля по сентябрь продолжительность роста Т в суточном ритме меньше, чем время падения, и только в июле они равны (табл. 2). Преобладание полусуточной волны в период с октября по январь обусловлено снижением влияния радиационного фактора в эту часть года. Сказывается турбулентный обмен теплом с нижележащими слоями [6].
СХ температуры воздуха Та в исследуемом районе моря характеризуется преобладанием суточной волны с большой устойчивостью ^ = = 0,94 - 0,99). Для среднемноголетнего регулярного СХ Та на всех станциях максимум приходится на 14 — 15 ч, минимум — на 5 — 6 ч, время роста — 9 — 10 ч, время падения — 14 — 15 ч; размах суточных колебаний для большинства станций составляет 0,7 - 1,2 °С, для станции Киль — 2 °С (рис. 2, б). Преобладание суточной волны в СХ Та сохраняется весь год (квота суточной гармоники минимальна в ноябре-феврале — qI = 0,56 - 0,88 и максимальна в июне —qI = 0,97 - 0,99). Наступление максимума Та в СХ большую часть года приходится на 14 — 16 ч, поднимаясь до 17 ч в декабре-январе на станции Дарсский порог и до 18 ч в январе-феврале, ноябре на станции Аркона. Наступление минимума в январе-феврале приходится на 6—7 ч, к апрелю-июню отмечается в 3—4 ч и поднимается до 7—8 ч в ноябре-декабре. Время роста и время падения Та в суточной ритмике не остаются постоянными: продолжительность роста в январе и октябре-декабре (Фемарн-Бельт), октябре-декабре (Киль) и декабре (06) составляет 7 ч, увеличиваясь до 10 ч в феврале-августе (06), до 11 ч в апреле (Киль) и до 12 ч в апреле-мае (Фемарн-Бельт), в апреле-июле (Дарсский порог) и в феврале, апреле и июле (Аркона). Внутригодовая изменчивость размаха СХ убывает с запада на восток от Киля до Арконы, при этом сначала увеличивается с декабря по июль, от 0,7—0,2 до 3,2 — 1,2 °С, а затем снижается. На Б6 размах СХ увеличивается от 0,2 °С в декабре до 1,5 °С в апреле-мае, а за-
1 Квота (ф — вклад в общую дисперсию суточного или сезонного хода [6].
тем скачкообразно убывает до 0,2 °С в ноябре-декабре. Минимальные значения отношения амплитуд Л^Лп отмечаются в ноябре, меняясь от 0,9 (Фемарн-Бельт) до 3,3 - 3,4 (Дарсский порог и Аркона), максимальные — в июне-июле от 9,7 (Фемарн-Бельт) до 12,5 - 13,8 (Киль и 06) и до 23,6 - 33,0 (Дарсский порог и Аркона).
Известно, что «суточный ход относительной влажности с достаточным приближением обратен суточному ходу температуры воздуха» [11, с. 207]. Это справедливо и для Южной Балтики (ср. рис. 2, б и 2, в). Время роста и время падения £ в суточной ритмике не остается постоянным; продолжительность роста в январе-апреле, октябре и декабре (Киль), феврале и октябре (Дарсский порог) составляет 7—8 ч; составляет 9—10 ч в мае-июне, сентябре и ноябре (Киль), январе, марте, апреле (Дарсский порог), феврале, марте, мае, августе-октябре (Аркона); 11 — 12 ч в мае-сентябре и ноябре-декабре (Дарсский порог) и 13—14 ч в апреле, июне-июле и ноябре-декабре (Аркона) и в июле-августе на станции Киль. Внутригодовая изменчивость размаха СХ убывает с запада на восток от Киля до Арконы, при этом сначала увеличивается с декабря-января по июль, а затем уменьшается к декабрю-январю.
В среднемноголетнем СХ Та на станции 06, в отличие от Та, появляется заметная полусуточная составляющая (см. табл. 2). Максимум наступает между 22 и 23 ч по Гринвичу, а минимум — между 6 и 7 ч; время роста — 16 ч, время падения — 8 ч; размах суточных колебаний составляет 0,1 °С. Преобладание суточной волны в СХ Та отмечается большую часть года, и только в июне, августе и декабре вклад суточной гармоники уменьшается. Колебания амплитуды суточной волны внутри года невелики — AI = 0,01 - 0,17 °С, при этом разброс отношения амплитуд суточной и полусуточной гармоник (Л^Лп) значителен: от 0,4 в июне до 11,4 в октябре.
Корреляционный анализ среднемноголетнего СХ тепло- и влагофи-зических параметров между станциями Южной Балтики выявил их достаточно высокую тесноту связи. Так, для Т„ — г = 0,94 - 0,99; для Та — г = 0,88 - 0,99 и £ — г = 0,93 - 0,98.
Динамические параметры. Принято считать, что в слое трения суточный ход скорости ветра над сушей достигает максимума около 14 ч, над морем — ночью [11]. Как следует из рисунка 2, г среднемноголетний СХ Ш в Южной Балтике характеризуется суточной волной, квота которой возрастает от qI = 0,53 - 0,67 (Аркона и Фемарн-Бельт) до qI = 0,86 -0,90 (Киль и Дарсский порог) (см. табл. 2). При этом наступление экстремумов в СХ значительно варьируется от станции к станции. Так, на станциях Фемарн-Бельт, Дарсский порог и Аркона максимум наблюдается между 5 и 8 ч, на станции Киль — в 16 ч, на 06 — в 22 ч; а минимум — между 12 и 16 ч для всех станций, кроме Киля (между 1 и 2 ч). Таким образом, время роста на 06 составляет 9 ч, на станциях Киль и Дарс-ский порог — 14 ч, на станциях Аркона — 16 ч и Фемарн-Бельт — 18 ч. Преобладание суточной гармоники в СХ Ш на станциях Киль и 06 сохраняется 8 мес., на станциях Фемарн-Бельт и Дарсский порог — 7 мес. и на станции Аркона — 6 мес. и приходится, как правило, на теплую
45
часть года. При этом максимальная квота суточной гармоники отмечается на станциях Фемарн-Бельт, Дарсский порог и 06 в мае, на станции Аркона в июне и на станции Киль в августе. Минимальная квота приходится на январь (именно тогда максимален вклад полусуточной волны) (Фемарн-Бельт), на февраль (Киль и 06), на август (Дарсский порог) и на октябрь (Аркона) (см. табл. 2).
Корреляционный анализ среднемноголетнего СХ W показал высокую тесноту связи между парами станций: Дарсский порог — Аркона — г = 0,78 и Фемарн-Бельт — 06 — г = 0,84 и значимую тесноту связи между Фемарн-Бельтом и Дарсским порогом — г = 0,57. Кроме того, была выявлена высокая обратная связь между станциями Киль и Дарс-ский порог (г = - 0,77), значимая обратная связь между станциями Киль и Фемарн-Бельт (г = - 0,53) и заметная отрицательная связь между станциями Киль и Аркона (г = - 0,37) или Киль и 06 (г = - 0,31).
Таким образом, и результаты корреляционного анализа подтверждают, что СХ W на станции Киль определяется большим влиянием суши.
Известно, что СХ атмосферного давления вблизи поверхности Земли характеризуется полусуточной гармоникой с двумя максимумами — около 9 — 10 и 21 — 22 ч по местному времени и двумя минимумами — утром и после полудня (около 3 — 4 и 15 — 16 ч). При этом размах суточных колебаний убывает от тропиков к полюсам от нескольких гПа до нескольких десятых [11]. Рисунок 2, д и таблица 2 подтверждают справедливость отмеченного выше и для Южной Балтики. Итак, средне-многолетний СХ Р0 в регионе характеризуется полусуточной волной, квота которой меняется от дп = 0,51 - 0,59 (06, Дарсский порог) до дп = 0,77 -г- 0,87 (Фемарн-Бельт, Киль), амплитуда от Лц = 0,19 (Б6) до Лц = 0,27 гПа (Фемарн-Бельт). Утренние минимум и максимум наступают в 3—4 и 10 ч, а вечерние — в 16 — 17 ч и в 20 — 21 ч с размахом суточной изменчивости 0,7—0,8 гПа. Однако преобладание полусуточной гармоники отмечается не круглый год: от 4—5 мес. (Дарсский порог и 06) до 9 — 10 мес. (Киль и Фемарн-Бельт). Наступление утреннего максимума для всех станций, кроме Киля, возрастает от 9 ч в январе до 11 — 12 ч к апрелю-июню, а затем от августа опускается к 9 ч в ноябре-декабре. Вечерний максимум на всех станциях большую часть года отмечается между 19 — 20 и 22 ч. Утренний минимум на всех станциях в январе наблюдается между 4 и 6 ч, опускаясь до 2—3 ч к маю-июню и поднимаясь от июля-августа до 5 ч к октябрю-декабрю. Вечерний минимум — в январе — отмечается между 12 и 14 ч, поднимаясь к маю-июлю до 17—18 ч, а затем опускаясь от июля-августа до 13 ч к ноябрю-декабрю. Амплитуда полугодовой волны достигает максимума для большинства станций в апреле, кроме станции Аркона с максимумом в сентябре. Минимум наблюдается между ноябрем и январем на всех станциях. Отношения амплитуд достигают максимума в декабре-феврале (Дарсский порог, Киль и Фемарн-Бельт), в июне (Аркона) или сентябре (06), а минимума — в марте (Киль), январе (Фемарн-Бельт), в сентябре (Дарсский порог), октябре (Аркона) или декабре (Б6) (см. табл. 2, с. 41 — 43).
Корреляционный анализ среднемноголетнего СХ Р0 между станциями показал высокую тесноту связи — г = 0,87 - 0,99.
Соленость - элемент с признаками динамического параметра. Средне-многолетний СХ Б поверхностного слоя Южной Балтики отличается сложностью и разнообразием (см. рис. 2, е, с. 40). Так, только на двух станциях СХ Б характеризуется суточной волной: Фемарн-Бельте и Дарсском пороге. При этом наступление экстремумов в СХ на этих станциях противофазно: минимум наблюдается между 7 и 9 ч, максимум — в 18 ч, время роста составляет 9 ч (Фемарн-Бельт), максимум в 11 ч, минимум в 20 ч, время падения — 9 ч (Дарсский порог). На станции Киль СХ Б определяется первыми тремя гармониками; наступление главных максимума и минимума наблюдается в 16 ч и между 22 и 2 ч, наступление вторичных максимума и минимума — в 6 ч и 12 ч, соответственно (см. табл. 2, с. 41 — 43). На станции Аркона СХ определяется первыми четырьмя гармониками (см. табл. 2); наступление главных максимума и минимума наблюдается в 16 ч и между 22 и 2 ч, вторичных максимума и минимума — в 6 ч и 12 ч соответственно.
Внутригодовая изменчивость СХ Б на станциях Фемарн-Бельт и Дарсский порог большую часть года характеризуется суточной гармоникой. Так, на первой преобладание суточной волны отмечается 7 мес. (в июне, от августа по октябрь и с декабря по февраль); на второй — 11 мес. (за исключением апреля). Во внутригодовой изменчивости СХ на станции Киль преобладает суточная гармоника в марте, июле и декабре (см. табл. 2), а также полусуточная волна — в январе и октябре, в остальные месяцы преобладающую гармонику (из первых четырех) выделить затруднительно. Для внутригодовой изменчивости СХ на станции Аркона картина иная: большую часть года в СХ преобладает первая гармоника (см. табл. 2). Наступление максимума солености в СХ на всех станциях в основном приходится на вторую половину суток от 15 ч до 0 ч, а минимума — на ночные и утренние часы.
Корреляционный анализ среднемноголетнего СХ Б поверхностного слоя Южной Балтики показал высокую обратную тесноту связи между станциями Фемарн-Бельт и Дарсский порог (г = -0,76); значимую тесноту связи между станциями Киль и Аркона (г = 0,55), заметную связь между станциями Киль и Фемарн-Бельт (г = 0,39) и Дарсский порог и Аркона (г = 0,30).
Таким образом, результаты корреляционного анализа среднемно-голетнего СХ между станциями Южной Балтики, выявившие высокую тесноту связи для Т, Та и £ (определяемого суточной волной), для Р0 (характеризуемого полусуточной волной), для Ш и Б (определяемого суточной или суточной и полусуточной гармониками) также подтверждают зависимость структуры суточной изменчивости как от характера метеоэлемента, так и его географического положения.
Сезонная изменчивость удельного вклада суточного хода. Представление о характере внутригодовой изменчивости удельного вклада СХ гидрометеорологических элементов в Южной Балтике дает рисунок 3, из которого следует, что и СезХ удельного вклада суточной компоненты также меняется в зависимости от типа метеоэлемента и географического положения станции.
47
■к
Ос
—Киль Фемарн-Бельт Дарсский порог —Аркона
Фемарн-Бельт -Дарсский порог —Аркона -Д-6
Фемарн-Бельт Дарсский порог —Аркона
-д-6
—Дарсский порог —Аркона
III IV V VI VII VIII IX X XI XII Месяцы
Месяцы
Фемарн-Бельт =Дарсский порог —Аркона
Рис. 3. Осредненная за 2002—2016 гг. внутригодовая изменчивость удельного вклада суточной составляющей гидрометеоэлементов в Южной Балтике:
п - б - Та; в- {; г - д - Р0; е - Б
Тепло- и влагофизические параметры. Внутригодовая изменчивость удельного вклада СХ для этих метеоэлементов отличается подобием не только между станциями (теснота связи между ними высокая: г = 0,88 —
— 0,97), но и между элементами (рис. 3, а — 3, в). При этом для большинства станций Т№, Та и £ минимальный удельный вклад СХ отмечается в холодное время года (с октября по февраль-март) и составляет 0,01 - 0,35 %; максимальный вклад — с апреля-мая по август-сентябрь — 0,4 - 9,5 %; (рис. 3). Соотношение между величинами максимума и минимума в сезонной изменчивости СХ таково: для Т от 30 (Аркона) до 214 крат (Фемарн-Бельт), для Та от 76 (Дарсский порог) до 192 крат (06) и для £ от 24 (Дарсский порог) до 76 крат (Аркона). Для станции Киль характер сезонной изменчивости удельного вклада СХ несколько иной: минимальный удельный вклад наступает в декабре-январе; максимальный — в июне-июле; соотношение между величинами максимума и минимума (для £ — 20, для Та — 39 и для Т№ — 81). Для Та (06): минимум — декабрь-январь, максимум — июль, соотношение — 23,8 крат.
Таким образом, для тепло- и влагофизических параметров подобие внутригодовой изменчивости удельного вклада суточной составляющей в Южной Балтике подтверждается результатами дисперсионного, гармонического и корреляционного анализа.
Динамические параметры. Для Ш и Р0 внутригодовая изменчивость удельного вклада СХ носит иной характер. На всех станциях минимальный удельный вклад СХ приходится на холодную половину года (октябрь-март), а максимальный — на теплую (между апрелем и августом для Ш или июнем и августом для Р0) (см. рис 3, г, д, с. 48). Так, теснота связи для Ш достаточно высока между парами станций Аркона и Дарсский порог (г = 0,66) или 06 и Фемарн-Бельт (г = 0,65); значима — между Дарсским порогом и Фемарн-Бельтом (г = 0,46), или 06 и Арко-ной (г = 0,40), или 06 и Килем (г = 0,38); значимая обратная — между Арконой и Килем (г = - 0,37) или Дарсским порогом и Килем (г = - 0,38). Для Р0 теснота связи высока между всеми парами (г = 0,70 - 0,93), за исключением Дарсского порога и Фемарн-Бельта (г = 0,27). Внутригодовая изменчивость удельного вклада СХ Р0 для всех станций определяется годовой гармоникой, в отличие от удельного вклада СХ Ш, для которого внутригодовая изменчивость, характеризуемая годовой волной, отмечается только на 06. На станциях Аркона, Фемарн-Бельт и Киль годовая гармоника хотя и преобладает, но ее вклад невелик, на станции Дарсский порог в сезонной изменчивости преобладает третья гармоника. Для Р0 на всех станциях минимальный удельный вклад СХ в сезонной изменчивости отмечается в январе-марте и составляет 0,01 - 0,03 %; максимальный — в июне или августе — 0,14 - 0,17% или 0,27%; соотношение между величинами максимума и минимума сезонной изменчивости СХ возрастает от 4,7 (Киль) до 14,1 крат (06). Для Ш наступление экстремумов удельного вклада СХ в сезонной изменчивости меняется от месяца к месяцу: для станций Аркона и 06 минимум отмечается в декабре, максимум — в апреле; для станции Дарсский порог — минимум в марте, максимум — в июне; для станций Фемарн-Бельт и Киль
— минимум в ноябре и феврале, максимум в июле и августе, а соотношение между экстремумами меняется от 6,4 - 8,0 крат (06, Аркона и Дарсский порог) до 11,5 - 12,5 (Фемарн-Бельт и Киль).
49
Соленость - элемент с признаками динамического параметра. Внутри-годовая изменчивость удельного вклада СХ Б несколько напоминает изменчивость W. Однако теснота связи для Б между станциями практически отсутствует: г = - 0,20 - 0,14. Для удельного вклада СХ солености внутригодовая изменчивость, характеризуемая годовой волной, отмечается только на станции Киль, на станциях Дарсский порог и Фемарн-Бельт годовая гармоника хотя и преобладает, но ее вклад невелик; а на станции Аркона в сезонной изменчивости преобладает четвертая (трехмесячная) гармоника (рис. 3, е, с. 48). Для Б наступление экстремумов удельного вклада СХ в сезонной изменчивости меняется от месяца к месяцу: для станций Дарсский порог и Фемарн-Бельт минимум отмечается 50 в октябре и ноябре, максимум — в мае и июле-августе; для станций Ар-кона и Киль — минимум в декабре и феврале, максимум в апреле и июне. Соотношение между экстремумами меняется от 7,2 - 8,5 крат (Фе-марн-Бельт и Дарсский порог) до 21,5 - 79,1 (Аркона и Киль).
Межгодовая изменчивость суточной составляющей. Прежде чем перейти к анализу межгодовой изменчивости СХ, следует иметь в виду, что в случае недостаточной длины исследуемого ряда можно получить ошибочные выводы о ДП компонент временного ряда. В [6] анализ рядов гидрометеорологических элементов в различных регионах Балтийского моря показал, что возрастание доли основной составляющей с увеличением длины ряда справедливо только для первых 6—10 лет. Дальнейшее увеличение длины ряда приводит к затуханию колебаний относительно среднего значения для всех компонент соответствующего гидрометеорологического элемента. Расчет удельного вклада дисперсии (с нарастанием) суточной составляющей временной изменчивости гидрометеорологических элементов на станциях в Южной Балтике за 2002 — 2016 гг. показал, что для Т№, Та и Р0 кривые удельного вклада СХ стабилизируются относительно среднего значения на всех станциях через 6 — 8 лет; для £, W и Б — через 8 — 10 лет.
Нагляднее процесс стабилизации удельного вклада СХ гидрометеорологических элементов можно представить с помощью пошаговых разностей с нарастанием, нормированных на общую дисперсию (рис. 4). Так, пошаговые разности дисперсии суточной составляющей Т№ на станциях Аркона и Киль несколько ниже, чем на станциях Дарс-ский порог и Фемарн-Бельт, а асимптотическое приближение к среднему наступает быстрее на станциях Аркона и Дарсский порог (рис. 4, а). Для Та пошаговые разности дисперсии СХ на 06 несколько ниже, чем на станциях Аркона и Дарсский порог или Фемарн-Бельт, а асимптотическое приближение к среднему на станциях 06, Дарсский порог и Фе-марн-Бельт несколько опережает Та на станции Аркона (рис. 4, б). Для £ пошаговые разности дисперсии на станции Аркона значительно ниже, чем на станции Дарсский порог, а асимптотическое приближение к среднему на этих станциях наступает практически одновременно (рис. 4, в). Для W пошаговые разности дисперсии на станции Аркона несколько ниже, чем на станции Фемарн-Бельт, и заметно ниже, чем на 06 или Дарсском пороге, а асимптотическое приближение к среднему на станциях Аркона, Дарсский порог и Фемарн-Бельт наступает практически одновременно (рис. 4, г).
0,011 0,003 0,007 0,005 0,003 0,001 -0,001 -0,003 -0,005
к и
VI Ш_- «А
Фемарн-Бельт Дарсский пррог —Аркона
> Киль
Фемарн-Бельт Дарсский порог )( Аркона -Ж-Д-6
^г^^ ^
& _•> .О .о
^ ^ ^ У У ^ # ¡$" & & Р
Годы
Фемарн-Бельт -Дарсский порог —Аркона -Д-6
—Дарсский порог —Аркона
0,05
0,00
-0,05
5
О -0,10
>•
<
-0,20
-0,25
0,005
0,005
£ 0,015
О 0,025
—
В 0,035
О < 0,045
0,055
Годы
—♦—Киль —€3— Фемарн-Бельт
Дарсский порог -^—Аркона Д-6
Фемарн-Бельт =Дарсский порог —Аркона
Рис. 4. Пошаговые разности относительной доли (с нарастанием) суточной составляющей временной изменчивости
гидрометеоэлементов в Южной Балтике за 2002—2016 гг.:
п - б - Та; в - {; г - д - Ро; е - Э
52
Для Р0 пошаговые разности дисперсии на 06 несколько ниже, чем на станциях Аркона и Дарсский порог, а асимптотическое приближение к среднему на 06, Арконе и Дарсском пороге наступает практически одновременно (рис. 4, д). Для Б пошаговые разности дисперсии СХ на станции Дарсский порог ниже, чем на станциях Фемарн-Бельт и Аркона, а асимптотическое приближение к среднему, на станциях Ар-кона и Дарсский порог наступает быстрее (рис. 4, е).
Таким образом, подтверждается вывод о зависимости суточной составляющей гидрометеоэлементов в Южной Балтике от местоположения станции (размах пошаговых разностей для большинства элементов возрастает от станций Аркона или 06 к станциям Дарсский порог или Фемарн-Бельт) и характера гидрометеоэлемента (на станции Дарсский порог пошаговые разности СХ убывают от элемента к элементу в следующем порядке: £, W, Р0, Та, Tw и Б).
Выводы
Проведенный анализ структуры временных рядов Твд Та, Та, £, W, Р0 и Б в Южной Балтике показал следующее:
1. Структура временных рядов (в том числе и суточная составляющая) для гидрометеорологических элементов зависит как от местоположения, так и от характера самого метеоэлемента.
2. Устойчивость регулярного суточного хода гидрометеоэлементов в дисперсию ИР подтверждается результатами гармонического анализа.
3. Результаты корреляционного анализа среднемноголетнего СХ между станциями Южной Балтики, выявившие высокую тесноту связи для Tw, Та и £ (определяемого суточной волной), для Р0 (характеризуемого полусуточной волной), для W и Б (определяемого суточной или суточной и полусуточной гармониками), также подтверждают зависимость структуры суточной изменчивости как от характера метеоэлемента, так и его географического положения.
4. Максимальный вклад внутригодовой изменчивости суточной составляющей для тепло- и влагофизических гидрометеоэлементов в Южной Балтике отличается подобием не только между станциями для гидрометэлемента, но и между элементами. При этом для большинства станций Тто Та и £ минимальный удельный вклад СХ отмечается в холодное время года (с октября по февраль-март); максимальный вклад — с апреля-мая по август-сентябрь.
5. Подтвержден вывод о затухании колебаний относительно среднего значения не только для основной составляющей, но и для всех остальных компонент гидрометеорологического элемента при увеличении длины ряда. При этом и межгодовая изменчивость суточной составляющей гидрометеоэлементов в Южной Балтике зависит как от местоположения, так и от характера самого гидрометеоэлемента.
Благодарности.
Авторы благодарят ООО «ЛУКОЙЛ-КМН» за предоставление для анализа данных в районе МЛСП Бв и Немецкий центр океанографических данных (ББИ/ ВОБ(М42) за гидрометеоинформацию мониторинговой сети МЛКЫБТ за 2002-2016 гг. (соглашение 2518/2014-002 и 2518/2016-075).
Работа выполнена в рамках государственного задания ИО РАН (тема № 01492018-0012).
Список литературы
1. Абрамов Р. В. Суточный ход метеорологических параметров приводного слоя воздуха на экваторе // Тр. межведомственной экспедиции ТРОПЭКС-74. Т. 1: Атмосфера. Л., 1976. С. 437-448.
2. Брукс К., Карузерс Н. Применение статистических методов в метеорологии. Л., 1963.
3. Гулев С. К., Колинко А. В., Лаппо С. С. Синоптическое взаимодействие океана и атмосферы в средних широтах. СПб., 1994.
4. Дийкстра Х. Нелинейная физическая океанография. М. ; Ижевск, 2007.
5. Дитрих Г. Общая океанография. М., 1962.
6. Дубравин В. Ф. Эволюции гидрометеорологических полей в Балтийском море. Калининград, 2014.
7. Дубравин В. Ф., Стонт Ж. И. Изменчивость гидрометеорологических полей над Юго-Восточной Балтикой в 2004 — 2011 гг. // Известия РГО. 2012. Т. 144, вып. 5. С. 37—48.
8. Каменкович В. М., Кошляков М. Н., Монин А. С. Синоптические вихри в океане. Л., 1982.
9. Лаппо С. С, Гулев С. К., Рождественский А. Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе «океан-атмосфера» и энергоактивные области Мирового океана. Л., 1990.
10. Монин А. С. Прогноз погоды как задача физики. М., 1969.
11. Хромов С. П. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л., 1968.
12. Jakobson E., Keernik H., Luhamaa A., Ohvril H. Diurnal variability of water vapour in the Baltic Sea region according to NCEP-CFSR and Balt An65+reanalysis // Oceanología. 2014. Vol. 56, iss. 2. P. 191-204.
13. Karagali I., Hyer J. L. Observations and modeling of the diurnal SST cycle in the North and Baltic Seas // J. Geophys. Res. Oceans. 2013. № 118. P. 4488—4503.
14. Leppranta M., Myrberg K. Physical oceanography of the Baltic Sea. Springer, 2009.
15. Mingelaite T., Rukseniene V., Dailidiene I. Long and Short Term Variability of the Main Physical Parameters in the Coastal Area of the SE Baltic Proper. // EGU GeneralAssembly 2015. held 12—17 April. 2015 in Vienna, Austria. Vienna, 2015.
16. Woods J. D. Do waves limit turbulent diffusion in the ocean? // Nature. 1980. Vol. 288, № 5788. P. 219—224.
53
Об авторах
Владимир Филиппович Дубравин — д-р геогр. наук, ведущий науч. сотр. лаборатории геоэкологии, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Россия. E-mail: v_dubravin@mail.ru
Мария Владимировна Капустина — мл. науч. сотр. лаборатории геоэкологии, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Россия. E-mail: kapustina.mariya@ya.ru
Жанна Ивановна Стонт — канд. геогр. наук, ст. науч. сотр. лаборатории 54 геоэкологии, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Россия. E-mail: ocean_stont@mail.ru
The authors
Prof. Vladimir F. Dubravin, Leading Research Fellow, Laboratory of Geoecology, P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Russia. E-mail: v_dubravin@mail.ru
Maria V. Kapustina, Junior Research Fellow, Laboratory of Geoecology, P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Russia. E-mail: kapustina. mariya@ya.ru
Dr Zhanna I. Stont, Senior Research Fellow, Laboratory of Geoecology, P. P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Russia. E-mail: ocean_stont@mail.ru
