CC BY
12НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология №2 2012
УДК 556.536
Канд. геогр. наук Н.И. Ивкина *
ОСОБЕННОСТИ ПРИБРЕЖНОГО АПВЕЛЛИНГА В ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕГО КАСПИЯ
СРЕДНИЙ КАСПИЙ, ВОСТОЧНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ, АПВЕЛЛИНГ, ПАДЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
В статье рассмотрено явление апвеллинга в восточной части Среднего Каспия. Выделены и описаны две зоны, отличающиеся по характеру развития данного явления.
Для Каспийского моря характерно явление апвеллинга, которое выражается в отрицательной аномалии температуры воды у побережья Среднего Каспия. По мнению одних исследователей, основной причиной является ветер и возникающие в результате его воздействия, сгонно-нагонные явления, которые могут вызвать кратковременные колебания температуры воды. Эти колебания наблюдаются главным образом летом и связаны с подъемом холодных глубинных вод, приводящим к образованию у берега полосы холодной воды. В то же время ряд ученых причиной возникновения данного явления считают длинные волны, следующие вдоль периметра моря, которые образуются в результате изменения полей ветра и давления над морем. Необходимо отметить, ветровая и волновая гипотеза не исключают друг друга, а отражают разные аспекты одного явления [2].
Для Каспийского моря период развития этого явления приходиться на июнь-сентябрь, когда наблюдается горизонтальная однородность в распределении температуры в поверхностном слое [1]. Подъем холодных глубинных вод происходит с различной интенсивностью в результате воздействия, преобладающих в летний сезон, ветров западной четверти. Ветер данного направления вызывает отток тёплых поверхностных вод от берега и подъём более холодных вод из промежуточных слоев. Начало апвеллинга приходится на июнь, однако наибольшей интенсивности он достигает в июле-августе. Понижение температуры на поверхности воды в результате апвеллинга может достигать 7.. .15 °С. Летний апвеллинг имеет большое значение для Каспийско-
* Казгидромет, г. Алматы
го моря, в корне меняя динамические процессы на глубоководной акватории. В открытых районах моря в конце мая - начале июня начинается формирование слоя скачка температуры, который наиболее чётко выражен в августе. Чаще всего он располагается между горизонтами 20 и 30 м в средней части моря и 30 и 40 м в южной. Как показывают исследования Б.А. Шлямина, вертикальные градиенты температуры в слое скачка очень значительны и могут достигать нескольких градусов на метр. В средней части моря вследствие сгона у восточного побережья слой скачка поднимается близко к поверхности. Поскольку в Каспийском море отсутствует стабильный бароклинный слой с большим запасом потенциальной энергии, подобный главному термоклину Мирового океана, то с прекращением действия преобладающих ветров, вызывающих апвеллинг, и с началом осенне-зимней конвекции в октябре - ноябре происходит быстрая перестройка полей температуры к зимнему режиму. В средней части открытого моря температура воды в поверхностном слое понижается до 12...13 °С, в южной до 16...17 °С. В вертикальной структуре слой скачка размывается за счет конвективного перемешивания и к концу ноября исчезает. Исследования Монаховой Г.А. и Ахмедовой Г.А. [6] показывают, что в холодную часть года выход глубинных вод сопровождается обратным эффектом - повышением температуры воды у побережья. Многие исследователи отмечают особенность апвеллинговой зоны у восточного побережья Каспия [3], в отличие от зон апвеллинга в других морях и океанах, которая заключается в характерных низких значениях концентрации хлорофилла.
По масштабу апвеллинг может быть локальным (когда обнаруживается только в одном из пунктов), субрегиональным - одновременно (как минимум в один день) наблюдается в 2-х пунктах и региональным - одновременно наблюдается в 3-х пунктах [6].
В исследуемом районе, как показал анализ данных по МГ Форт-Шевченко и Актау, эти явления наблюдаются не часто, а лишь в период, когда господствуют устойчивые ветры сгонно-нагонного направления. В таких случаях температура воды может понижаться на 5.12 °С в зонах подъема вод. По характеру развития данный район можно разделить на 2 зоны: верхнюю, примыкающую к полуострову Бузачи и нижнюю - к Казахскому заливу. Для выявления явлений апвеллинга были использованы материалы наблюдений морских станций МГ Форт-Шевченко (для верхней зоны) за период с 1962 по 2011 гг. и МГ Актау (для нижней зоны) за период с 1980 по 2011 г. В качестве
основных характеристик использовались среднесуточные значения температуры воздуха и воды, предшествующие началу сгонно-нагонных явлений в данном районе, и срочные значения температур воздуха и воды во время сгонно-нагонных явлений, а также преобладающее направление и максимальная скорость ветра, вызвавшего данное явление. Было выявлено более 130 случаев апвеллинга.
Как показал сравнительный анализ, эти явления наиболее интенсивны в верхней части Среднего Каспия. В среднем падение температуры воды в результате апвеллинга в районе Форт-Шевченко составляет 5,6 °С, в районе Актау - 4,4 °С. В первой зоне также чаще возникают явления с падением температуры более 7 °С (рис. 1-2). Это связано с орографическими особенностями побережья, так называемый мысовый эффект, который способствует увеличению скоростей ветра в этом районе, и как следствие силы сгонно-на-гонных явлений.
14,0
н й
£ 12,0
I 10,0
£ 8,0 н '
ей &
в 6,0
8
£ 4,0 £
У 2,0
я
! 0,0
Рис. 1. Максимальное падение температур воды в результате явления апвеллинга в районе Форт-Шевченко по годам.
Характерным примером явления апвеллинга в верхней зоне является случай, произошедший в конце июля 1997 г., когда в результате устойчивого воздействия сильных северо-восточных ветров, скорость которых в районе Форт-Шевченко достигала 10 м/с, и колебания уровня моря, наблюдалось резкое понижение температуры поверхностного слоя воды на 10 °С. Другой пример - это явление, наблюдавшееся в конце июля 2001 г., когда после продолжительного действия (около суток) сильного юго-восточного ветра (10.14 м/с) теплые поверхностные слои морской воды (24.25 °С) были вынесены в открытое море, а непосредственно у берега, в результате подъёма более глубо-
<N<N<N<N<N
Дата
ких вод температура поверхностного слоя воды в районе МГ Форт-Шевченко понизилась на 10 °С [4].
Дата
Рис. 2. Максимальное падение температур воды в результате явления апвеллинга в районе Актау по годам.
Для нижней зоны наиболее интересными являются случаи, происшедшие в начале июля 1983 г. и 18-21 июня 2010 г. В 1983 г. после продолжительного действия (более 3 суток) западных и северо-западных ветров теплые поверхностные слои морской воды (17...18 °С) были вынесены в открытое море, а у побережья температура поверхностного слоя воды в районе МГ Актау понизилась на 7,5 °С. Снижению температуры воды предшествовало колебание уровня моря и апвеллинг носил волновой характер [5]. Подобное явление наблюдалось в июне 2010 г., когда продолжительные западные ветры вызвали понижение температуры воды в районе МГ Актау на 6,7 °С. Необходимо отметить, что явления апвеллинга в этой зоне Каспийского моря могут наблюдаться в течение всего теплого периода (рис. 3-4).
Сентябрь 6%
Май
Август 27%
Рис. 3. Повторяемость случаев с явлением апвеллинга в течение теплого сезона в верхней зоне.
сентябрь
июль
33%
Рис. 4. Повторяемость случаев с явлением апвеллинга в течение теплого сезона в нижней зоне.
Причем, в верхней зоне наиболее активным является июль, а в нижней - июнь. Возникновение этих явлений в верхней зоне связано с эффективными ветрами, которыми для верхней зоны являются ветры восточной четверти: северо-восточные и юго-восточные ветры (рис. 5). В нижней же зоне эффективными ветрами являются западные и северо-западные, а также северо-восточные ветры (рис. 6).
С
Ю
Рис. 5. Преобладающее направление ветра при возникновении явлений апвеллинга в верхней зоне.
С
28,0
С
СВ
З
В
ЮЗ
ЮВ
Ю
Рис. 6. Преобладающее направление ветра при возникновении явлений апвеллинга в нижней зоне.
Продолжительность явления, как правило, не превышает нескольких суток. Таким образом, результаты исследований подтверждают, выводы о том, что апвеллинг у восточного побережья Среднего Каспия носит «синоптический» характер. Частота данного явления, как правило, 2.3 случая в год в каждой зоне.
Зоны апвеллингов имеют существенно важное значение для транспортного флота. Более холодные и плотные воды по сравнению с окружающими водными массами в зоне апвеллинга оказывают влияние на гидрометеорологические условия в данном районе. Над районами апвеллинга часто возникают туманы, резко ухудшающие видимость.
1. Гидрометеорология и гидрохимия морей, том VI. Каспийское море, вып.1. Гидрометеорологические условия.- СПб: Гидрометеоиздат. - 1992. - 359 с.
2. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Соловьев Д.М., Шеремет Н.А. Структура апвеллинга у западного побережья Среднего Каспия (по спутниковым наблюдениям) // Исследование Земли из космоса. - 2005. - № 4. С. 76-85.
3. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Соловьев Д.М., Шеремет Н.А. Фронтальная зона апвеллинга у восточного побережья Каспийского моря (спутниковые наблюдения) // Исследование Земли из космоса. - 2006. - № 4. - С. 3-12.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Ивкина Н.И., Соколова Л.М. Температурный режим морской воды в районе порта Баутино // Гидрометеорология и экология. - 2007. - №2. - С. 66-72.
5. Ивкина Н.И., Соколова Л.М., Кожахметова Л.К. Режим температуры воды в районе порта Актау // Гидрометеорология и экология. - 2006. -№2. - С. 58-65.
6. Монахова Г. А., Ахмедова Г. А. Подъем глубинных вод у западного побережья Среднего Каспия // Научный журнал КубГАУ - 2010. - №63(09). - С. 1-12.
Поступила 4.06.2012
Геогр. гылымд. канд. Н.И. Ивкина ОРТА КАСПИЙДЩ ШЫГЫС БЭЛ1ГШДЕП ЖАГАЛАУ АПВЕЛЛИНГ1НЩ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
Мацалада Орта Каспийдщ шыгыс белтндег1 апвеллинг цубылысы царастырылган. Осы цубылыстъщ вркендеу м^нездеместщ айырмашылыгымен ек аймацца бвлгп суреттелген.
