CC BY
48
Анализ результатов наблюдений
и методы расчета гидрофизических полей океана
УДК 551.465
А.Н. Морозов, Е.М. Лемешко, С.А. Шутов, В.В. Зима
Течения в Севастопольской бухте
по данным ADCP-наблюдений (июнь 2008 года)
Обсуждаются результаты экспедиции, проходившей 26 июня 2008 г. в акватории Севастопольской бухты. Измерения течений выполнялись на ходу судна с использованием акустического доплеровского профилемера течений ADCP WHM1200 производства RDI, США. Приведены распределения скорости течений вдоль разрезов на внешнем рейде и внутри бухты. По данным измерений наблюдается хорошо выраженное двухслойное распределение течений на расстояниях 1 км западнее и 2 км восточнее от входа в бухту. Выявлены пульсации баротроп-ного потока в районе входа в бухту с амплитудой 6 см/с, которые могут быть представлены в виде бегущей в западном направлении волны длиной 2,9 км с периодом 1,1 ч, близким к периоду наиболее энергонесущих сейш в бухте. Приведены оценки скорости водообмена через поперечные сечения в различных частях бухты. Представлено распределение концентрации взвешенного вещества, рассчитанное по интенсивности акустического эхосигнала, регистрируемого ADCP.
Ключевые слова: течения, Севастопольская бухта, ADCP, сейши, взвесь.
Введение
Севастопольская бухта является важным морским объектом народного хозяйства Севастопольского региона. В ней располагаются пассажирский порт, грузовой терминал, судоремонтные заводы, стоянки судов, базы военных кораблей, промышленные предприятия. В то же время береговая линия бухты насыщена пляжными, гостиничными и развлекательными комплексами. Обеспокоенность общественности загрязнением вод акватории отходами промышленной деятельности привела к созданию концепции постоянно действующей системы экологического мониторинга [1]. В последнее десятилетие в рамках национальных и международных проектов выполнен большой объем экспериментальных исследований по гидро- и геохимии, биологии и гидрологии с целью получения объективной оценки текущего состояния экологической ситуации в Севастопольской бухте и динамики ее развития в условиях растущей антропогенной нагрузки [2 - 7]. Несмотря на большую интенсивность экспериментальных исследований, в настоящее время существует явный недостаток данных по течениям, которые могли бы послужить основой для валидации разработанных численных моделей [8 - 10] и дать натурный материал для более глубокого понимания влияния динамики вод на
© А.Н. Морозов, Е.М. Лемешко, С.А. Шутов, В В. Зима, 2012 ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
31
экологическую ситуацию в бухте. Цель статьи - представить данные по течениям, полученные с помощью акустического доплеровского профилемера течений ADCP, и показать возможности прибора для его более активного использования в натурных исследованиях.
Условия проведения измерений и приборы
В статье использованы данные, собранные в ходе экспедиции в акватории Севастопольской бухты, выполненной сотрудниками отдела гидрофизики шельфа МГИ НАН Украины. Время проведения экспедиции с 07 ч 30 мин до 11 ч 30 мин 26.06.2008 г. (время UTC). Работы производились с маломерного судна длиной около 12 м, его осадка 1 - 1,5 м. Измерения проводились по мере продвижения судна от внешнего рейда бухты до устья р. Черной. Гидрологические станции выполнялись при нахождении судна в дрейфе, продолжительность работ на станции составляла от 5 до 10 мин. Скорость дрейфа судна на станциях изменялась от 10 до 35 см/с, направление 115 ± 10° (углы отсчитывались от северного направления по часовой стрелке). Скорость движения судна между станциями составляла около 2 м/с.
CTD-зондирования выполнялись с помощью гидрологического автономного прибора ГАП-16 производства МГИ НАН Украины. Профили температуры, солености и плотности интерполировались на сетку с шагом 0,25 м по глубине.
В качестве профилемера течений использовался ADCP WHM1200 производства RDI, США. Прибор жестко крепился к правому борту по центру судна на специально изготовленной штанге. Запись данных велась непрерывно. Дискретность измерений по времени составляла 0,3 с, по глубине - 0,5 м. Абсолютные скорости течений рассчитывались с использованием опции BT (Bottom Track). Коррекция показаний магнитного компаса прибора выполнялась на основе BT- и GPS-данных, аналогично работе [11]. Детально методика проведения ADCP -измерений с борта судна в мелководных акваториях рассмотрена в статье [12].
Скорость ветра измерялась с помощью ручного анемометра во время проведения гидрологических станций. По данным судовых наблюдений скорость ветра находилась в пределах от 5 до 7 м/с, направление ветра изменялось с северо-западного до западного по мере продвижения судна в восточную часть бухты. По данным метеопоста, расположенного на м. Павловском, в конце июня 2008 г. доминировали северные и северо-западные ветры со среднесуточной скоростью 3 м/с. Широтная составляющая ветра имела хорошо выраженную суточную гармонику с амплитудой 4 м/с, максимум достигался в 12 ч UTC. По данным метеопоста во время экспедиции скорость северо-западного ветра изменялась от 3 до 5 м/с.
Результаты измерений
Гидрология. На рис. 1, а приведена схема проведения CTD-измерений в Севастопольской бухте. На рис. 1, б - г представлены распределения температуры T, солености S и условной плотности s, построенные на основе данных, полученных на дрейфовых станциях. Температура воды в бухте изменяется от 15°С в нижних слоях до 25°С в верхних. В распределении температуры (рис. 1, б) наблюдается почти линейное увеличение глубин залегания изо-
32
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
терм в восточном направлении с характерным наклоном около 60 см/км. Соленость изменяется от 17,4 до 17,8о/оо. Приведенное на рис. 1, в распределение выявляет наличие слоя повышенной солености. Толщина слоя около 2 м, глубина залегания его центра соответствует положению изотермы 22°С. Среднее значение солености в слое составляет 17,72о/оо. Верхний распреснен-ный слой характеризуется средним значением солености 17,58 о/оо, на глубине 13 м среднее значение солености составляет 17,68о/оо. Условная плотность изменяется от 10,2 кг/м3 в верхних слоях до 12,6 кг/м3 в придонном слое. Распределение плотности (рис. 1, г) аналогично распределению температуры. Плотностная стратификация в верхнем 2-метровом слое незначительна, в нижележащих слоях среднее значение частоты плавучести составляет 0,03 рад/с (17 цикл/ч).
Р и с. 1. Схема проведения CTD-измерений (а), а также распределения температуры (б), солености (в) и плотности (г) (на рис. 1, а пунктирная линия обозначает трек судна по данным GPS, черные треугольники - расположение гидрологических станций; в нижней правой части на рис. 1, б - г приведена разность между изолиниями, крупными точками обозначено положение дна)
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
33
Течения. На рис. 2 показана схема ADCP-измерений. Для удобства восприятия графичекого материала введена прямоугольная система координат с началом по центру входа в бухту, положительное направление оси абсцисс -на восток по широте, оси ординат - на север по меридиану. Шкалы декартовой системы координат - верхняя и правая.
44.63°
с.ш.
44.62° -
44.61°
Р а с с т о я н и е, к м
24
)Г\Г\
■••' и ^ }
о с... „ т
Щ
К
И «
о
л
Рч
33.5°
33.52°
33.54°
33.56°
33.58°
в.д.
Р и с. 2. Схема проведения ADCP-измерений (черные жирные линии, промаркированные заглавными латинскими буквами А - Е, обозначают разрезы, распределения течений вдоль которых приводятся в статье; черные квадратики, помеченные цифрами 1 - 3, — центры поперечных разрезов, выбранных для оценки скорости водообмена)
0
6
0
1
Внешний рейд бухты. На рис. 3 приведены распределения восточной см/с) и северной (V, см/с) компонент скорости течения вдоль разреза А в зависимости от расстояния по широте. Во время выполнения разреза судно двигалось со скоростью 1,93 м/с в направлении 104°. Распределение ^ на момент проведения измерений, выявляет течение восточного направления в нижнем слое моря на расстоянии менее 1 км до входа в бухту. Скорость придонного течения возрастает в восточном направлении и достигает 14 см/с на расстоянии -0,7 км. В верхнем слое моря течения имеют западное направление с характерными скоростями от 4 до 10 см/с. По распределению V обнаруживаются значительные скорости, достигающие -10 см/с, на расстоянии более 1 км от входа в бухту. На расстоянии менее 1 км меридиональные течения имеют скорости менее 4 см/с по модулю и мелкослоистую структуру в восточной части разреза. На расстоянии менее 0,7 км от входа доминируют течения широтных направлений, что определяется рельефом дна в рассматриваемом районе моря. На рис. 4 показано распределение U вдоль поперечного разреза В в зависимости от расстояния по меридиану. Среднее расстояние по широте от разреза до входа в бухту около 0,3 км. Судно двигалось со скоростью 1,93 м/с, среднее направление 194°. На рисунке хорошо выделяется область повышенных значений скорости течений с характерным горизонтальным масштабом 0,5 км, близким по значению к ширине входа в бухту 0,43 км. В этой области скорости течений в верхнем слое достигают значений -18 см/с, в нижнем - +8 см/с.
34
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
10
15
20
U, см/с
12
8
4
0
-4
-8
-12
-16 16
12
8
4
0
-4
-8
-12
5 -
10 -
15 -
20
V, см/с
H, м -1.3
-1.2
-1.1
-1
-0.9
-0.8
-0.7 -0.6
-0.5
Р а с с т о я н и е п о ш и р о т е, км
Р и с. 3. Распределение скорости течений на разрезе А (черными точками обозначено дно по данным опции BT прибора; над верхней шкалой графика приведено время проведения измерений)
09:56
Р а з р е з B
09:47
10
15
20
U, см/с
< 20 ! 16 ! 12 j 8 ; 4
H, м
-0.4
-0.2
0.2
0.4
Р а с с т о я н и е п о м е р и д и а н у, км
Р и с. 4. Распределение скорости течений на разрезе B (обозначения, как на рис. 3) ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
35
-16
5
0
-4
-20
0
Западная часть бухты. На рис. 5 приведено распределение U вдоль продольного разреза С в зависимости от расстояния по широте. Судно двигалось со скоростью 2,02 м/с, среднее направление 98°. Распределение имеет двухслойное строение на всем протяжении разреза: нижний слой - течение на восток, верхний слой - на запад. Характерные скорости течений уменьшаются от 8 до 4 см/с по мере отдаления от входа в бухту. Можно отметить более мелкомасштабное расслоение потоков с характерным размером по вертикали около 2 м и амплитудой до 2 см/с.
10:35
Р а з р е з С
10:45
Н, м 0.6
> 16 !12 > 8 4 - 0 -4 ; -8 -12
0.8 1 1.2 Р а с с т о я н и е п о ш и р о т е, км
1.4
Р и с. 5. Распределение скорости течений на разрезе С (обозначения, как на рис. 3)
Центральная часть бухты. На рис. 6 демонстрируется распределение U вдоль продольного разреза Б в зависимости от расстояния по широте.
11:13
Р а з р е з Б
11:45
Н, м 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4
Р а с с т о я н и е п о ш и р о т е, км
3.6
Р и с. 6. Распределение скорости течений на разрезе Б (обозначения, как на рис. 3)
36
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
-16
При выполнении разреза судно двигалось неравномерно с остановкой для проведения гидрологических станций. Разрез выполнялся в течение получаса и пересекал бухту от северного берега до южного. По данным измерений наблюдается отсутствие двухслойности распределения по вертикали и уменьшение характерных значений скорости течения до 2 см/с. Можно предположить наличие циклонической циркуляции с характерным масштабом 0,3 км по меридиану и 0,8 км по широте.
Восточная часть бухты. На рис. 7 приведено распределение U вдоль продольного разреза Е в зависимости от расстояния по широте. Характерным является наличие верхнего 5-метрового слоя течения восточного направления со скоростями до 8 см/с, который прослеживается на всем протяжении разреза. В западной части разреза наблюдается многослойное строение поля скорости течений. В восточной части разреза прослеживается хорошо выраженная двухслойность распределения течений, при этом течения в нижнем слое направлены на запад.
12:17
Р а з р е з Е
12:32
Н, м
5 5.5 6
Р а с с т о я н и е п о ш и р о т е, км
6.5
Р и с. 7. Распределение скорости течений на разрезе Е (обозначения, как на рис. 3)
5
-16
Анализ результатов измерений
Приведенные распределения описывают как пространственную, так и временную изменчивость поля скорости течений вдоль трека судна. Сложность интерпретации полученных данных связана с тем обстоятельством, что они отображают всю совокупность динамических процессов, происходящих в акватории бухты. Как правило, в таких измерениях на распределения скорости стационарных течений накладываются возмущения, вызванные мелкомасштабными высокочастотными процессами.
Сопоставление распределений U, полученных на разрезах А и В (рис. 3 и 4), показывает, что глубина залегания нулевой изолинии на восточной границе разреза А составляет 5 м, по центру разреза В - 11 м, при этом расстояние между точками измерения составляет менее 200 м. Это несоответствие может быть объяснено пульсациями средней скорости течений, вызванными прохо-
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
37
ждением баротропной волны. На рис. 8, а приведена зависимость среднего по глубине значения иср от расстояния на разрезе А (серая линия - измеренные значения, черная - аппроксимирующая гармоника с амплитудой 5,1 см/с и длиной наблюдаемой с движущегося судна волны 10, равной 2,1 км). Скорость движения судна 1,93 м/с (Us). Длина волны в неподвижной системе координат (1 ) определяется соотношением:
¿шм =_Ц1Г^_ л (1)
ит м ¿0 ^ ()
где 1 - длина волны, бегущей в западном направлении, 1^ - в восточном; Ту/ - истинный период волны. Для оценки Ту/ использовались данные, собранные на внешнем рейде при нахождении судна в пределах ± 50 м по ординате. Исходные значения иср представлены на рис. 8, б серыми кружочками, справа сверху от них указано расстояние по широте до входа в бухту. С учетом соотношения (1) аппроксимирующие гармоники задавались в виде:
иш,Е (1, х) = ит 81И
(2^ TwUs + ¿0 , ^
—^ ± 2л-х + р
Т т и 1
у w 0 у
(2)
где ит - амплитуда; р - фаза; иш - для волны, бегущей в западном направлении, иЕ - в восточном. Параметры ит, Ту/, р определялись методом наименьших квадратов. Для волн, бегущих в западном направлении, амплитуда составила 6,1 см/с, период - 1,11 ч, длина волны - 2,88 км, с.к.о. - 0,23 см/с. Соответствующая гармоника изображена на рис. 8, б жирной черной линией. Черные треугольники и серая линия представляют исходные данные, приведенные ко времени прохождения волны через вход в бухту. Наблюдаемые изменения амплитуды (5,1 и 6,1 см/с) могут объясняться как временной изменчивостью, так и затуханием при распространении. Для волн, бегущих в восточном направлении, амплитуда составила 6,9 см/с, период - 0,66 ч, длина волны - 3,9 км, с.к.о. - 2,3 см/с; полученные параметры не согласуются с исходными данными разреза А (см. рис. 8, в). Таким образом, наблюдаемые в этом районе пульсации скорости течений могут быть интерпретированы как волна, бегущая в западном направлении. Период волны (1,11 ч) близок по значению к периодам наиболее энергонесущих сейш в Севастопольской бухте: 50 мин и 1,25 ч [13, 14]. Несмотря на то, что полученные оценки представляются достаточно грубыми вследствие малого количества измерений, тем не менее можно утверждать, что наблюдаемые пульсации скорости течений вызваны сейшами с характерной длиной около половины длины бухты.
С целью оценки вклада сейш в данные измерений аналогичные расчеты были выполнены для внутренней части бухты. На рис. 8, г приведена зависимость иср от времени (серая линия - данные измерений, черная - аппрокси-
38
ТББН 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
мирующая гармоника с периодом 0,52 ч (То) и амплитудой 2 см/с. Корректировка с учетом скорости движения судна производилась по соотношению
Т
Л=,
T - T
^ о
-ит
(3)
где Us - средняя скорость движения судна (0,83 м/с), Тк1 - 1,11 ч. Длина волны составила 2,95 км - значение, близкое к полученному для внешнего рейда. Средняя кинетическая энергия течений (Ek) в центре бухты составила около
0,45 Дж/м3 (^Ек /(2г) » 3 см/с), энергия сейшевых колебаний - 0,1 Дж/м
(7Ек /(2г) » 1,4 см/с). Можно видеть, что среднеквадратические значения
соответствующих скоростей сопоставимы. Следует отметить, что большая часть кинетической энергии (80%) в данных измерений представлена барок-линной составляющей вертикального распределения течений.
V см/с
8 ^
4 -
0 -
-4 -
-8 -1
а
-1.6
иср, см/с 8 ср1
4 -
0 -
-4 -
-8 -1
7.6
1 1 Г -1.2 -0.8 Расстояние, км
1 1 Г 8.4 8.8
Время иТС, ч
9.2
и см/с 4 ^
2-
0-
-2-
-4 —1
А ^Л м м
/ г \ ^ -320 м /
/ / -320 м б
-0.4 9.6
8 -|
4-
0 -
-4-
-8 -1
9.6
8.4
~1-1-1-1-Г"
10 10.4 10.8
Время иТС, ч
1 1 Г 8.8 9.2
Время иТС, ч
11.2
Л\ А л
м \ 1 \
л л/ \
в
9.6
Р и с. 8. Определение параметров волны: а - определение длины волны; б, в - определение периода волны на внешнем рейде; г - определение периода волны внутри бухты (см. пояснения в тексте)
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
39
Доступная потенциальная энергия, оцененная по наклону изопикн (Ер = 0,5 г N2 X2) [15], составила 0,62 Дж/м3 Ер 1(2 р) = 3,5 см/с). Сопоставимость значений кинетической и потенциальной энергий может служить признаком того, что система находится в состоянии динамического развития, характеризующего ее адаптацию под изменяющийся ветер. Более четко динамика развития системы прослеживается на поперечных разрезах, обозначенных на рис. 2 черными квадратиками. На рис. 9 приведены профили поперечной разрезу составляющей скорости течений (черные сплошные линии) с учетом сейшевых колебаний. Профили экстраполированы за пределы слоя измерения (для верхнего слоя - по вертикальному сдвигу, для нижнего - по условию отсутствия движения воды на дне). На входе в бухту (профиль 1) скорость водообмена составила около 250 м3/с, воды в верхнем слое движутся на запад, в нижнем - на восток. На разрезе у бухты Южной (профиль 2) скорость водообмена 100 м3/с, течение в верхнем слое направлено запад, в нижнем - на восток. На разрезе у Килен-бухты (профиль 3) скорость водообмена составила 70 м3/с, но распределение по слоям поменяло знак на противоположный: в верхнем слое течение направлено на восток, в нижнем - на запад. Если исключить возможность проникновения придонных вод в верхние слои, то представленное распределение потоков воды должно приводить к дальнейшему увеличению наклона изопикн. Возможно, наличие суточной гармоники ветров широтных направлений значительной амплитуды будет вызывать суточные колебания наклона изопикн. В этих условиях наблюдаемые рапределения плотности и скорости течений представляют определенную фазу эволюции системы.
Р и с. 9. Распределение течений на поперечных разрезах, соответствующих разрезам на рис. 2 (кривые 1, 2, 3) (штриховой линией обозначено дно)
Внутренние волны также представлены в записях ЛБСР, однако данные, собранные в рассматриваемой экспедиции, позволяют лишь косвенно определить их характерные параметры в районе входа в бухту: длина волны по
40
0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
вертикали составила 4 м, по горизонтали 400 м, период 5,5 ч, амплитуда менее 2 см/с.
Кроме измерения профилей скорости течений и определения положения дна, дополнительно прибором регистрируется вертикальное распределение интенсивности акустического эхосигнала. Этот параметр используется многими исследователями для получения оценки распределения концентрации взвешенного вещества [16 - 18]. Моночастотные акустические приборы не позволяют дифференцировать состав взвеси по материалу и размерам частиц. По интенсивности эхосигнала объективно может быть получено только распределение коэффициента обратного рассеяния. В данной статье этот коэффициент выражен через эквивалентную концентрацию частиц морского песка с размерами 60 мкм [16, 19]. На рис. 10 представлены распределения десятичного логарифма концентрации взвеси (С, кг/м3) вдоль пути следования судна в зависимости от расстояния по широте. Жирная сплошная линия соответствует концентрации 0,04 мг/л, темные области - концентрациям более 0,1 мг/л. Распределение по горизонтали показывает хорошо выраженное увеличение концентрации взвеси в восточной части бухты. Для вертикального распределения характерным является наличие верхнего слоя повышенной концентрации. Предположительно слой образуется органическим веществом, поступающим в бухту с водами р. Черной. Проявляется также придонный слой повышенных концентраций взвеси, который может формироваться как за счет поднятия донного материала, так и вследствие поступления определенной части взвешенного вещества в придонные слои в восточной части бухты. В среднем слое наблюдаются относительно малые концентрации, глубина минимума концентрации приблизительно соответствует глубине залегания слоя осолоненных вод.
Р а с с т о я н и е п о ш и р о т е, к м
Р и с. 10. Распределение логарифма концентрации взвеси (жирная сплошная линия соответствует концентрации 0,04 мг/л, темные области - концентрациям более 0,1 мг/л)
Выводы
В рассматриваемой экспедиции ЛБСР располагался на борту судна из магнитного материала, что привело к значительным затруднениям при обработке данных. Для более успешного использования прибора целесообразно проводить экспедиции на судах из немагнитного материала, что позволит
0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
41
выполнять цикл сбора и обработки данных даже относительно неопытным пользователям с помощью программы WinRiver, RDI.
Для получения распределения стационарных течений в бухте необходимо учитывать вклад сейшевых колебаний, что может быть обеспечено неоднократным повторением разрезов.
Прибор может быть эффективно использован в натурных исследованиях водообмена бухты с открытым морем как в режиме донной постановки, так и в судовых условиях.
Измерение интенсивности эхосигнала позволяет проводить экспресс-диагностику распределения взвеси вдоль пути следования судна, локализовать районы максимальных концентраций для последующего исследования состава взвеси традиционными методами (оптические, отборы проб и т. д.).
Работа выполнена в рамках Проекта «Управление» НАН Украины.
Авторы выражают признательность сотрудникам отдела гидрофизики шельфа МГИ НАН Украины, оказавшим помощь при выполнении измерений. Особая признательность Л.Н. Репетину за предоставленные метеоданные.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жунько Л.М., Иванов В.А., Ильин Ю.П. и др. Система экологического мониторинга морской среды Севастопольского региона: обоснование и организационная концепция // Глобальная система наблюдений Черного моря. Фундаментальные и прикладные аспекты. - Севастополь. - 2000. - С. 109 - 118.
2. Овсяный Е.И., Кемп Р.Б., Репетин Л.М. и др. Гидролого-гидрохимический режим Севастопольской бухты в условиях антропогенного воздействия (по наблюдениям 1998 -1999 гг.) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2000. - Вып. 1. -С. 79 - 103.
3. Овсяный Е.И., Романов А.С., Миньковская Р.Я. и др. Основные источники загрязнения морской среды Севастопольского региона // Там же. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2001. - Вып. 2. - С. 138 - 151.
4. Репетин Л.Н., Гордина А.Д., Павлова Е.В. и др. Влияние океанографических факторов на экологическое состояние Севастопольской бухты // Морской гидрофизический журнал. - 2003. - № 2. - С. 66 - 80.
5. Иванов В.А., Овсяный Е.И., Репетин Л.Н. и др. Гидролого-гидрохимический режим Севастопольской бухты и его изменения под воздействием климатических и антропогенных факторов. - Севастополь, 2006. - 91 с. - (Препринт / НАН Украины. МГИ).
6. Макаров М.В. Сезонная динамика Gastropoda в Севастопольской бухте (Черное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2004. - Вып. 10. - С. 184 -189.
7. Чмыр В.Д., Сеничева М.И. Особенности структуры сообществ фитопланктона приустьевой зоны Севастопольской бухты // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2009. - С. 401 - 406.
8. Шапиро Н.Б., Ющенко С.А. Моделирование ветровых течений в севастопольских бухтах // Морской гидрофизический журнал. - 1999. - № 1. - С. 42 - 56.
9. Иванов В.А., Михайлова Э.Н., Репетин Л.Н. и др. Модель Севастопольской бухты. Воспроизведение полей температуры и солености в 1997 - 1999 годах // Там же. - 2003. -№ 4. - С. 15 - 35.
10. Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Моделирование циркуляции и пространственной структуры полей в Севастопольской бухте с учетом реальных внешних данных (зима 1997 г.) // Там же. - 2005. - № 2. - С. 60 - 76.
42
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
11. Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Методические аспекты использования акустического доп-леровского измерителя течений (ADCP) в условиях Черного моря // Там же. - 2006. -№ 4. - С. 31 - 48.
12. Морозов А.Н., Лемешко Е.М., Иванов В.А и др. Течения в Керченском проливе по данным ADCP-наблюдений 2008 - 2009 годов // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2010. - Вып. 22. - С. 253 - 267.
13. Фомичева Л.А., Рабинович А.Б., Демидов А.Н. Уровень моря // Моря СССР. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т.1У. Черное море. Вып.1. Гидрометеорологические исследования - СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. - С. 329 - 339.
14. Горячкин Ю.Н., Иванов В.А., Хмара Т.В. и др. Сейши в Севастопольской бухте // Тр. УкрНИГМИ. - Киев, 2002. - Вып. 250. - С. 342 - 353.
15. Нелепо Б.А., Булгаков Н.П., Тимченко И.Е. и др. Синоптические вихри в океане. - Киев: Наукова думка, 1980. - 288 с.
16. Kim Y.H., Voulgaris G. Estimation of suspended sediment concentration in estuarine environments using acoustic backscatters from an ADCP // Proc. Internat. Conf. Coas. Sediments. - 2003. - 10 p.
17. Gartner J. Estimating suspended solids concentrations from backscatter intensity measured by acoustic Doppler current profiler in San Francisco Bay // California, Marine Geology. -2004. - 211. - P. 169 - 187.
18. Wall G.R., Nystrom E.A., Litten S. Use of an ADCP to compute suspended-sediment discharge in the tidal Hudson River // New York: U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report. - 2006. - 5055/2006. - 16 p.
19. Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Оценка концентрации взвеси по данным ADCP WHM1200 // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2010. -Вып. 14. - С. 42 - 46.
Морской гидрофизический институт НАН Украины, Материал поступил
Севастополь в редакцию 23.12.10
E-mail: [email protected] После доработки 09.03.11
АНОТАЦ1Я Обговорюються результати експедицй', яка проходила 26 червня 2008 р. в аквато-рй СевастопольськоТ бухти. Вишрювання течш виконувалися на ходу судна з використанням акустичного доплеровського профiлемiра течш ADCP WHM1200 виробництва RDI, США. На-ведеш розподши швидкосп течш уздовж розрiзiв на зовшшньому рейд та всередиш бухти. За даними вишрювань спостертеться добре виражений двошаровий розподш течш на вщстанях 1 км захвдшше i 2 км схвдшше вщ входу в бухту. Виявлеш пульсацп баротропного потоку в райош входу в бухту з амплиудою 6 см/с, яю можуть бути представлеш у виглядi хвил^ яка бiжить в захвдному напрям^ завдовжки 2,9 км з перюдом 1,1 год, близьким до перюду най-бшьш енергонесучих сейшiв у бухтГ Наведеш оцшки швидкосп водообм^ через поперечш перетини в рiзних частинах бухти. Представлено розподш концентрацп зваженоТ речовини, розрахований по штенсивносп акустичного ехосигналу, який рееструе ADCP.
Kirn40Bi слова: течп, Севастопольська бухта, ADCP, сейш^ суспензiя.
ABSTRACT Results of the research expedition in the Sevastopol bay (June, 26, 2008) are discussed. Current measurements were carried en route of the vessel using acoustic Doppler current profilemeter ADCP WHM1200 produced by RDI, USA. Distributions of currents' velocities along the sections outside and inside the bay are represented. Based on the measurement data, a well manifested two-layer currents' distribution at 1 km to the west and 2 km to the east off the bay mouth is observed. Barotropic current variations with amplitude 6 cm/s are observed in the bay mouth region. They can be represented as west running waves with a wavelength 2.9 km and a period 1.1 hour which is close to that of the most energy-carrying seiches. Velocities of water exchange through the cross-sections in various parts of the bay are estimated. Distribution of suspended matter concentration computed from intensity of acoustic echo recorded by ADCP is represented.
Keywords: currents, Sevastopol bay, ADCP, seiches, suspended matter.
ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3 43
44 ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2012, № 3
