Краткие сведения о наиболее значимых научных результатах, полученных кафедрой океанологии в 2009 году

1. На основе обобщения исследований кафедры океанологии МГУ за последние годы разработана классификация подповерхностных водных масс Мирового океана. Выделено 6 видов центральных водных масс (по 2 в каждом из основных океанов) и 12 видов модальных водных масс (5 субтропических, 3 субполярные и 5 – повышенной солености). Для каждой из них впервые получены характерные термохалинные индексы и плотностные интервалы, а также определены области распространения. Получены новые балансовые оценки глобальных меридиональных переносов тепла и пресной составляющей по данным реанализа, материкового стока рек и межокеанского переноса в морях Индонезии и Беринговом проливе. Уточнены пути возврата в Атлантику тепла и пресной воды: для переносов тепловой энергии транзитным бассейном служит Индийский океан, а для пресной составляющей основной приток осуществляется из Арктического бассейна (на 2/3) и из собственно атлантического сектора Южного океана с антарктической промежуточной водой пониженной солености. Оценены тренды изменений уровня морей Северной Атлантики за последние десятилетия.

2. По данным экспедиционных исследований последних лет в Юго-Западной и Тропической Атлантике с участием сотрудников кафедры океанологии установлено, что распространение нижней части Антарктической донной воды (ААДВ) в глубоководном проходе Вима происходит в виде одной или нескольких сильно перемешанных струй толщиной 100-300 м, характеризующихся практически однородным распределением характеристик. Обнаружена многолетняя тенденция к повышению потенциальной температуры в ядре ААДВ в районе главной седловины прохода Вима на 0.045ºС при стандартных отклонениях оценок 0.010ºС. Максимум скорости переноса вод превышал 35 см/с, расход изменялся в пределах (1.5-2.7)х10⁶ м³/с. Это свидетельствует о существенно меньшем влиянии придонных вод, поступающих через разломы, на восточную часть Атлантики, чем считалось ранее. Аналогичные исследования в проходе Кейн у северо-западного берега Африки обнаружили поток глубинных вод из котловины Зеленого мыса в котловину Сьерра-Леоне (0.16-0.55)х10⁶ м³/с. Ранее направление этого потока считалось противоположным.

3. На основе созданных на кафедре океанологии баз данных наблюдений и разработанных методов их анализа, а также математических моделей океанологических процессов получены новые представления о современном состоянии гидролого-гидрохимической структуры и динамики вод морей России: Черного, Каспийского, Японского.

В глубоководной части Черного моря выявлены 3 режима внутригодовой изменчивости солености поверхностного слоя (СПС): осенне-зимнее увеличение, весеннее уменьшение и летняя стабилизация ее значений. Анализ региональных особенностей различных фаз годового цикла СПС в Черном море показал, что они не имеют простых линейных связей с компонентами его внешнего пресноводного бюджета: речным стоком и разностью осадки-испарение. Наибольшее повышение СПС наблюдается с декабря по середину марта, несмотря на то, что пресноводный бюджет в это время существенно положителен, уступая только периоду весеннего (майского) половодья. Оно обусловлено зимним конвективным вовлечением в верхний квазиоднородный слой (ВКС) нижележащих более соленых вод. Особенно эффективно это проявляется в центральной области Черного моря, где вследствие зимних динамических восходящих движений вод ВКС имеет наименьшую толщину. Наибольшее понижение СПС имеет место с середины марта до середины июня. На большей части акватории Черного моря оно обусловлено прекращением конвекции и продолжающимся превышением осадков над испарением. В прибрежной зоне в мае-июне добавляется эффект половодного речного стока. Затем, до середины августа СПС в большинстве областей Черного моря практически не изменяется вследствие баланса между атмосферными осадками, испарением и адвективно-турбулентным переносом опресненных вод из приустьевых зон. В центральной области Черного моря такой баланс поддерживается до декабря. В приустьевых Черноморских зонах эффект весеннего речного опреснения перестает «работать» уже после июня вследствие быстрого адвективно-турбулентного транзита избыточных пресных вод.

По данным экспедиционных исследований кафедры океанологии в северо-восточной части Черного моря показано, что на фоне растущего в последние годы содержания биогенных веществ в теплую зиму 2009 г. произошла 'вспышка' крупных диатомовых водорослей, тогда как во время теплой зимы 2001 г. явно преобладали перидинеи. Установлено, что увеличение скорости продукционно-деструкционных процессов привело к изменению гидрохимических основ биопродуктивности и обусловило массовое развитие ранее малочисленных,крупных диатомовых водорослей, а также подготовило условия для дальнейшего массового их развития в весенне-летний период. Поскольку крупные диатомовые и жгутиковые водоросли более устойчивы к загрязнению, их массовое развитие отражает ухудшение экологического качества вод.

Выявлены особенности и механизмы многолетней изменчивости солености в различных структурных зонах северо-западной части Черного моря и Северного Каспия: в основных фронтальных зонах, а также на их приустьевых и мористых флангах. Установлено, что увеличение в конце 1970-х гг. притока пресных вод на 25% привело к быстрому и значительному уменьшению солености шельфовых областей. В Северном Каспии оно в июне достигало 2.5‰ во фронтальной зоне и 1.7% с ее мористой стороны. Уменьшению солености здесь способствовало одновременное увеличение меридиональной направленности ветра, которое привело к уменьшению притока более соленых вод из Среднего Каспия. В северо-западной части Черного моря уменьшение солености произошло только в приустьевой зоне. Во фронтальной и мористой зонах северо-западного шельфа избыток пресных вод выносился в глубоководную часть Черного моря дрейфовыми течениями при преобладающем ветре западных четвертей, установившимся здесь в весенне-летний период с 1980-х гг. Выявленные изменения соленостных режимов северо-западной части Черного моря и Северного Каспия, а также внешних факторов их формирования соответствовали наблюдавшемуся в конце 1970-х гг. широко известному режимному сдвигу крупномасштабных процессов в системе Мировой океан - глобальная атмосфера.

На основе численной гидродинамической модели Бергенского университета и среднемноголетних ветровых и термохалинных данных получены ежемесячные климатические поля трехмерной циркуляции, температуры и солености вод в Татарском проливе северной части Японского моря на стандартных горизонтах. Выделены два слоя с противоположной завихренностью циркуляции вод. В южной части пролива выше 150-300 м циркуляция круглый год имеет преимущественно циклоническую завихренность, ниже - антициклоническую. В северной части пролива завихренность выше и ниже 30-50 м от зимы к лету синхронно меняет свой знак. Западно-Сахалинское течение вдоль западного побережья о-ва Сахалин, в виде единого потока не существует. Оно проявляется на его отдельных участках в виде прибрежных областей среднемасштабных вихрей.

Завершено обобщение исследований кардинальных изменений в гидрологии и гидрохимии Аральского моря, водообмена между отдельными его частями. Акватория бывшего моря расчленена на три обособленные части: северную (Малое море), восточную и западную части Большого моря. Количественно оценены последствия деградации водоема. Структура вод преобразовалась из солоноватой в сильно стратифицированную гипергалинную с соленостью от 120 до 210%). Показано, что Арал невозможно вернуть к его естественному состоянию, которое было до 1961 г. Однако, в настоящее время проводятся мероприятия по возрождению его северной части (Малого моря), а также устьевой области Амударьи.

Зав. кафедрой океанологии,

член-корреспондент РАН С.А.Добролюбов

Версия для печати