Прогноз геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов

Пищальник, Владимир Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Прогноз геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Прогноз геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов"

На правах рукописи

ПИЩАЛЬНИК ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

ПРОГНОЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ШЕЛЬФОВЫХ ЗОН НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальности: 25.00.36 Геоэкология 25.00.28 Океанология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Южно-Сахалинск 2004

Работа выполнена в Сахалинском филиале Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения Российской академии наук

Научный консультант:

доктор технических наук Мелкий Вячеслав Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Гульков Александр Нефедович

доктор географических наук, профессор Сапожников Виктор Вольфович

доктор технических наук, профессор Грудин Борис Николаевич

Ведущая организация:

Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук

Защита состоится « г[_ » Л^^гиЛ^_2004^года в N часов на заседании диссертационного совета Д 212.055.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В. В. Куйбышева) Министерства науки и образования Российской Федерации по адресу:

690600, г. Владивосток, ГСП, ул. Алеутская, 39, Институт инженерной и социальной экологии, конференц-зал. Тел./факс: (4232)401 628. E-mail: vakh@fegi.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В. В. Куйбышева) по адресу: 690950, г. Владивосток, ГСП, ул. Пушкинская, 10.

Автореферат разослан

« »

2004 г.

¿30&ЭЧ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В связи с истощением запасов углеводородов на суше, в последние 20-30 лет добыча их все больше смещается в сторону континентального шельфа. В настоящее время уже около трети всех углеводородов добывается в шельфовых зонах Мирового океана, где пробурено около полумиллиона скважин и стоит более 6,5 тыс. стационарных буровых платформ. В шельфовых зонах уже сформированы и создаются новые мощные производственные комплексы по добыче и транспортировке углеводородов. Таким образом, техногенная нагрузка на прибрежные зоны многократно возросла, что уже привело к деградации их экосистем. Кроме того, шельфовые зоны являются наиболее продуктивными районами Мирового океана, на которые приходится около 90 % мировой добычи рыбы и морепродуктов [Ивченко, 1980; Патин, 2001]. Поэтому проблема обеспечения достоверной информацией об условиях среды обитания гидробионтов в шельфовой зоне морей как с целью регулирования их промысла, так и с целью анализа геоэкологической обстановки и организации мониторинга за антропогенным воздействием на морскую среду, является весьма актуальной. Вместе с тем большая часть опубликованных теоретических обобщений, практических работ по систематизации информации, моделированию была выполнена для морей в целом. Шельфовая зона исследованиями охвачена лишь фрагментарно, а методологические разработки, позволяющие осуществлять анализ геоэкологической обстановки в шельфовых зонах на уровне современных технологий, практически отсутствуют.

Экспериментальные и теоретические исследования в области знаний о геоэкологических проблемах океана основываются, главным образом, на анализе данных и численных моделях отдельных параметров морской среды. Проведение комплексных исследований, ставящих конечной целью системное использование информации дистанционных и контактных измерений, имеет не только практическую значимость при освоении природных ресурсов шель-фовой зоны, но и большую научную ценность, поскольку способствует решению проблемы оценки геоэкологической обстановки в океане в целом. Наиболее актуальной проблемой в данной области являются прогнозные оценки геоэкологической обстановки на основе математического моделирования с использованием информационно-аналитических систем (ИАС) и баз данных, содержащих информацию о состоянии морской среды.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методологии прогнозной оценки геоэкологической обстановки на основе моделирования океанографических параметров морской среды в при-родно-технических комплексах шельфовых зон.

При этом были поставлены следующие задачи:

1. Разработки принципов построения и структуры информационно-аналитических систем для анализа геоэкологической обстановки (ГЭО) в шельфовых зонах, а также требований по составу их информационного и программно-математического обеспечения.

2. Технической реализации информационно-аналитической системы путем создания геоинформационной системы «Сахалинский шельф» для имитационного моделирования геоэкологической обстановки в природно-техни-ческих комплексах шельфовой зоны Сахалина.

3. Разработки методик районирования акваторий, анализа и восстановления рядов данных для многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды и их имитационного моделирования.

4. Исследования состояния морской среды на основе моделирования пространственно-временной изменчивости гидрологических и гидрохимических условий при помощи ГИС «Сахалинский шельф» (на примере пролива Лаперуза).

5. Выполнения прогнозных оценок геоэкологической обстановки в при-родно-технических комплексах шельфовой зоны Сахалина и верификации полученных результатов.

Методы исследования. Проведенный анализ данных океанографических исследований позволил разработать концепцию, принципы функционирования и структуру информационно-аналитической системы, которая позволяет отслеживать и анализировать изменения геоэкологической обстановки в при-родно-технических комплексах шельфовых зон на основе имитационного моделирования. Информационной основой построения системы является многокомпонентная модель годового хода параметров морской среды.

1) Каталогизация исторических данных позволила количественно и качественно оценить состав наблюдений, что в свою очередь дало возможность сформулировать принципы формирования проблемно-ориентированной базы данных для изучения шельфовых зон, основанной на наблюдениях, выполненных в точках с фиксированными координатами. Такой подход обусловил возможность проведения надежного качественного контроля исходной информации и выработки критериев районирования шельфовых зон.

2) Создание многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды производилось на основе всего исторического ряда наблюдений для каждой станции на сети гидрологических разрезов (рис. 1) на стандартных горизонтах до глубины 500 м. Разработанные методы обработки информации обеспечивают полный комплекс решения содержательных задач, основаны на физических закономерностях исследуемых процессов в шельфо-вой зоне.

3) Для оценки достоверности прогнозной информации проводилась верификация данных на всех этапах, которая включала в себя:

• контроль качества и репрезентативность данных многолетних наблюдений;

• оценку адекватности методов и минимизацию погрешностей преобразования данных при формировании моделей;

• проверку адекватности прогнозных данных в процессе проведения экспериментов и выполнения оперативных съемок.

4) Взаимосвязи объектов и явлений выявлялись на основе моделирования и сопряженного анализа параметров, характеризующих состояние подсистем.

Научная новизна исследования заключается в том, что:

1. Впервые разработаны концепция, принципы функционирования, мето-

дология структурирования океанографических параметров в информационно-аналитической системе для моделирования и анализа состояния геоэкологической обстановки в природно-техничес-ких комплексах шельфовых зон.

2. Разработана технологическая схема реализации информационно-аналитической системы и создана ГИС «Сахалинский шельф», которая позволяет анализировать и прогнозировать изменения геоэкологической обстановки в шельфовой зоне Сахалина.

3. Разработаны методики районирования, анализа, восстановления рядов и вычислены климатические нормы для многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды и их моделирования.

4. Получены новые представления о гидролого-гидрохимическом режиме пролива Лаперу-за на основе моделирования океанографических процессов:

• восстановлен полный цикл годового хода гидрологических характеристик морской среды и рассчитана циркуляция вод подо льдом;

• выявлены сезонные циклы изменчивости органогенных веществ и вычислена величина первичной продукции.

5. Сделаны прогнозные оценки потенциальной самоочищающей способности залива Анива от нефтяного загрязнения и распространения аварийных разливов в районах разработки нефтегазовых месторождений (проекты «Са-халин-1», «Сахалин-2»).

Практическая значимостьработы. Разработанная методология позволяет создавать инструментарий для прогноза геоэкологической обстановки в любых районах шельфовой зоны Мирового океана.

Рис 1. Схема стандартныхразрезов ирайо-нирования шельфовойзоны длярасчета средних океанологическихстанций

анографии, в Дальневосточном отделении Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН), в Санкт-Петербургском, Московском, Дальневосточном, Сахалинском государственных университетах, в Российском государственном гидрометеорологическом институте и других организациях, выполняющих океанологические, экологические и геоэкологические исследования на сахалинском шельфе. Они позволяют:

• моделировать различные процессы, происходящие в шельфовой зоне острова Сахалин (трансформация органогенных веществ, распространение загрязняющих веществ в водной среде и т. п.);

• разрабатывать методики картографирования океанографической информации в отдельных районах дальневосточных морей;

• оперативно оценивать современную геоэкологическую обстановку в районах сахалинского шельфа;

• готовить методические пособия для студентов и аспирантов в области океанологии, экологии, геоэкологии и охраны природной среды;

• организовывать и планировать геоэкологические исследования на морских акваториях;

• разрабатывать современные системы контроля и борьбы с последствиями аварийных нефтяных разливов;

• анализировать и прогнозировать сезонную и климатическую изменчивость геоэкологических условий на шельфе Сахалина и в сопредельных районах Охотского и Японского морей.

Личный вклад автора. Основные результаты исследований получены автором лично в процессе его работы над плановыми и инициативными темами в период с 1987 по 2002 гг. в различных организациях. Каталогизация исторической информации, разработка концепции информационно-аналитической системы осуществлялись в Институте морской геологии и геофизики (ИМГиГ ДВО РАН) в 1987 -1991 гг. Разработка пакета прикладных программ «Atlas»» (свидетельство РосАПО № 930078) и создание проблемно-ориентированной базы данных (свидетельство РосАПО № 930002) выполнялось в Сахалинском отделении Международной топливно-энергетической ассоциации в 1992 -1994 гг. Систематизация и обобщение режимных характеристик, создание программы для расчета аномалий параметров морской среды, моделирование процессов трансформации органогенных веществ и оценка продуктивности морских вод были выполнены в СахНИРО в 1994 - 2002 гг. Обобщение всех этапов исследований автора в виде диссертационной работы было сделано в Сахалинском филиале Дальневосточного института геологии ДВО РАН.

Исходными материалами для исследований явились архивные данные и результаты выполненных автором наблюдений в морских и авиационных экспедициях за период с 1971 по 2002 гг. В частности, в 1975 г. под руководством автора были выполнены первые исследования распределения биогенных и загрязняющих веществ на стандартной сетке разрезов в шельфовой зоне Сахалина. Впоследствии такие съемки стали регулярными и не утратили своей актуальности до настоящего времени.

Апробация работы. Основные результаты выполненных исследований докладывались на научных семинарах и заседаниях ученых советов Сахкомгидро-мета (Южно-Сахалинск, 1983-1999 гг.), СахНИРО (Южно-Сахалинск, 19942001 гг.), ИМГиГ ДВО РАН (Южно-Сахалинск, 1987 - 1991 гг.), ДВНИГМИ (Владивосток, 1986 г.), на научных семинарах в ГОИНе (Москва, 1983-1996 гг.), Российском гидрометеорологическом институте (Санкт-Петербург 1996-1998 гг.), на международных рабочих совещаниях «PICES» (Владивосток, 1995 г.; Не-муро (Япония), 1998 г.; Хакодате (Япония), 2000 г.; Циндао (Китай), 2002 г.), на международном симпозиуме Ice & Okhotsk Sea (Момбецу (Япония), 1993, 1998 гг.), на рабочих совещаниях в Йоичи в 1998 г., в Хакодате в 2000 г., на заседании кафедры океанологии МГУ, 2002 г.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 35 публикациях, в числе которых шесть монографий и два авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Работа представлена в двух томах. Том 1, объемом 268 страниц, включает в себя введение, пять глав, заключение и список литературы из 207 наименований; содержит в себе 47 рисунков и 23 таблицы. Том 2-Приложения (101 страница), содержит в себе 101 рисунок и 16 таблиц.

Благодарности. Я храню в своем сердце глубочайшую признательность ныне покойному проф. А. И. Симонову, под руководством которого были сделаны первые обобщения гидрохимических наблюдений в шельфовой зоне Сахалина и разработана стратегия настоящего исследования. Автор выражает благодарность А. О. Бобкову за разработку программного обеспечения ГИС «Сахалинский шельф»; д.х.н. А. В. Леонову, д.г.н. А. Д. Нелезину, д.г.-м.н. Б. Н. Пискунову, д.ф.-м.н. В. В. Иванову и А. Т. Мандычу за критический анализ и советы к публикациям и рукописи диссертации; моему научному консультанту, д.т.н. В. А. Мелкому за помощь и поддержку на завершающей стадии подготовки диссертационной работы к защите.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дана общая характеристика объекта исследований и обсуждается сущность научно-технической проблемы, решаемой в диссертационной работе.

В настоящее время все теоретические разработки выполнены для природ-но-технических систем, расположенных на суше, и основаны они на ландшафтном понимании взаимодействия инженерных сооружений с природными объектами (геологические тела, почвы, растительный покров). Вместе с тем, для обеспечения своих потребностей в энергоресурсах в последние десятилетия человечество все более интенсивно осваивает шельфовые зоны океана, вследствие чего решение проблем техногенного воздействия на морскую среду выдвинулось в число приоритетных научных направлений.

В настоящее время значительные объемы информации о состоянии морской среды уже систематизированы и сведены в электронные атласы [ЕСИМО,

2002; Воронцов, 1990; Levitus, 1993; Hydrochemical Atlas.., 2001 и др.], которые предназначены, прежде всего, для хранения данных и представления их в удобном для обработки виде. Однако в силу своих больших объемов и ограниченного программного обеспечения пользоваться ими достаточно сложно. Вместе с тем, накоплен большой опыт разработки программно-математических средств для прогноза параметров морской среды [Саркисян и др., 1987; Архипкин, 1992; Леонов, 1997; и др.], что создает реальные предпосылки для разработки информационно-аналитических систем для решения проблемно-ориентированных задач, в том числе и для оценки геоэкологической обстановки в шельфовых зонах Мирового океана.

В процессе настоящего исследования сформулированы теоретические подходы к построению информационно-аналитической системы и разработаны концептуальные положения оценки геоэкологической обстановки в при-родно-технических комплексах шельфовых зон, а также методологические основы построения геоинформационной системы для мониторинга океанографических процессов, протекающих в шельфовых зонах. Обсуждается специфика формирования информационно-аналитических систем шельфовых зон океана, разработаны предложения по структурированию информации о состоянии ГЭО, обсуждены вопросы использования больших объемов разнородных данных для создания проблемно-ориентированных баз данных.

Вторая глава посвящена методическим вопросам создания проблемно-ориентированной базы данных: проверки качества исходной информации, расчета среднемноголетних значений параметров (климатических «норм»), оценки точности расчета средних величин для каждого исследуемого параметра, разработки способов компактного хранения расчетной информации и методов ее совместного представления как в совокупности с оценками точности данных, так и в комплексе с другими параметрами.

Изложены основы методологии модельных расчетов. Подробно рассмотрены особенности программно-технической реализации ГИС «Сахалинский шельф», районирования и выделения гидрологических сезонов. Показаны основные отличия и преимущества предлагаемой методологии от используемых ранее приемов обработки океанографической информации, а также оценены возможности применения ГИС «Сахалинский шельф» для решения ряда конкретных прикладных задач.

В третьей главе показаны возможности использования ГИС «Сахалинский шельф» для моделирования гидролого-гидрохимического режима вод на примере пролива Лаперуза. Пролив Лаперуза рассматривается в данной работе как своеобразный полигон для океанографических исследований, где на ограниченном пространстве можно проследить практически весь спектр условий, присущий шельфовой зоне Сахалина в целом. Кроме того, существующие портовые сооружения и строящиеся терминалы для отгрузки нефти и СПГ в заливе Анива являются природно-техническими комплексами, влияние которых уже отражается на условиях формирования среды обитания гид-робионтов. Поэтому здесь наиболее актуальны исследования воздействия как реальной, так и потенциальной нагрузки на морскую экосистему.

Разработанная методология обработки данных позволила восстановить годовой ход температуры и солености воды на всех стандартных горизонтах для каждой стандартной станции в зимний период. Это впервые дало возможность проследить изменчивость указанных параметров в течение полного годового цикла, рассчитать плотностные характеристики вод, смоделировать режим циркуляции и построить карты пространственного распределения указанных параметров подо льдом. На основе анализа этих данных сделан ряд новых выводов, которые.существенно дополняют и изменяют существующие представления об отдельных элементах динамики и режима вод в проливе. Полученные выводы подтверждаются пространственно-временным распределением гидрохимических параметров, анализ которых также впервые был сделан для этого участка шельфовой зоны.

В четвертой главе представлены результаты математического моделирования трансформации соединений биогенных элементов (С, 81, К, Р) для детального исследования изменчивости гидрохимических и биологических характеристик морской среды и восстановления их годового хода с учетом заданных величин переноса веществ водными массами. Указанные проблемы (взаимодействия гидрохимических и биологических процессов, условия водообмена и переноса веществ из соседних районов Охотского и Японского морей) в данном районе исследуются впервые.

Особенности биотрансформации и переноса органических и минеральных компонентов указанных элементов на акватории пролива Лаперуза анализировались в четырех его подрайонах, которые существенно различаются по условиям гидродинамического переноса веществ водными массами. Параметры переноса вод (расходы воды на границах четырех акваторий) рассчитывались методом баланса, учитывающего инструментальные наблюдения за скоростями течений, колебания уровня моря и внутригодовые изменения объемов водных масс. С помощью имитационной модели восстановлена динамика внутригодовой изменчивости концентраций практически полного комплекса органических и минеральных компонентов С, 81, К, Р, а также их форм, инструментальные наблюдения за которыми на данной акватории ранее не производились. Модельные расчеты также позволили оценить значения биопродуктивности отдельных звеньев трофической цепи (бактерио-, фито- и зоопланктона) и основные потоки переноса химических компонентов и биомасс на внешних границах акваторий (в частности, с Японским и Охотским морями).

В пятой главе приведены результаты сценарных модельных расчетов распространения нефтяного загрязнения в районе нефтегазовых месторождений на северо-восточном шельфе Сахалина для наиболее характерных и экстремальных ветровых ситуаций в безледовый период. Для верификации полученных результатов произведена серия расчетов на той же модельной основе для фактических наблюдений, выполненных во время бурения морских скважин в аналогичные ветровые ситуации с плавучих буровых установок, и сделан их сравнительный анализ.

На основе моделирования биотрансформации нефтяных углеводородов сделана оценка потенциальной самоочищающей способности природно-тех-нического комплекса залива Анива для сценария поступления углеводородов от двух постоянно действующих источников при условии их полного перемешивания.

Примеры использования ГИС «Сахалинский шельф» для решения конкретных прикладных задач показывают, что на ее основе возможна комплексная обработка оперативной и исторической информации о геоэкологической обстановке. Это можно использовать для организации мониторинга любого уровня и управления состоянием морской среды в шельфовых зонах.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. Методология построения информационно-аналитической системы, основой которой являются климатические нормы параметров морской среды (температуры воды, солености, величины рН, абсолютного и относительного содержания растворенного в воде кислорода, фосфатов, нитритов и силикатов в безледный период), позволяет создать инструментарий для оценки геоэкологической обстановки в природно-техни-ческих комплексах шельфовых зон.

В развитие теории геосистем автор предложил ввести новый термин: при-родно-технические комплексы шельфовых зон (ПТК ШЗ), который подчеркивает специфику взаимодействия инженерных сооружений с морской средой и ландшафтами прибрежной зоны, т. к. изучение структуры, функций, моделирование, картографирование и прогнозирование состояния этих зон имеют свою ярко выраженную специфику.

Для обеспечения экологически безопасного функционирования природ-но-технического комплекса в шельфовой зоне необходимо контролировать:

1) параметры, регламентирующие или ограничивающие возможности строительства и эксплуатации инженерных сооружений - интервалы колебаний: ледовых условий (толщина, сплоченность, размеры полей и т. д.), характеризующие физическую нагрузку на сооружение; скорости и направления течений, определяющих условия переноса химических веществ; параметров агрессивности среды (химическое воздействие на конструкции).

2) параметры, характеризующие условия существования биоты, - режим температуры, солености, рН, содержания растворенного кислорода, биогенных веществ, акустических шумов и т. д. (все применительно к живому веществу - гидробионтам, макрофитам и т. д.).

3) параметры, характеризующие загрязнение водной среды и грунтов: кон-

центрации сырой нефти, нефтяных углеводородов, тяжелых металлов, пестицидов, техногенных радионуклидов и т. д.

В комбинациях различных природных и антропогенных процессов, протекающих внутри природно-технического комплекса шельфовой зоны, формируются сложные природно-пространственные взаимосвязи, которые обусловлены движением вещества и преобразованием энергии в вертикальном и горизонтальном направлениях. Оценку их состояния можно выполнять посредством анализа изменчивости основных параметров, характеризующих геоэкологическую обстановку (Пищальник, Мелкий, 2004). В общем виде геоэкологическая обстановка шельфовой зоны - это совокупность абиотических факторов среды, определяющих условия функционирования инженерных сооружений и существования экосистемы шельфа. При этом, под геоэкологической обстановкой следует понимать характеристику состояния геосфер-ной оболочки или какой-либо ее части, включающую в себя не только сравнительную оценку современных изменений, произошедших под влиянием природных и антропогенных факторов, но и саму оценку природного фона, как важнейшего элемента, определяющего начальную точку отсчета (для сравнительного анализа) в цепи последующих изменений.

Только от правильно оцененного природного фона можно определить степень антропогенного воздействия и, соответственно, рассчитать адекватность мер, необходимых для нейтрализации этих воздействий. При этом сами по себе фоновые параметры состояния среды могут и не служить эталоном состояния, к которому надо стремиться [Пищальник, 1998].

Основные факторы, формирующие и определяющие состояние геоэкологической обстановки в шельфовых зонах океана, можно подразделить на две больших группы: физические и химические (см. рис. 2 на стр. 12). Последние, в свою очередь, подразделяются на две подгруппы - индикаторные, которые позволяют косвенно оценивать состояние среды и непосредственно загрязняющие вещества (поллютанты).

Прямой путь решения проблемы оценки и анализа геоэкологической обстановки в шельфовых зонах—это проведение мониторинговых наблюдений контактными методами. Однако это может потребовать таких финансовых затрат, которые поставят под сомнение целесообразность самой идеи создания природно-технического комплекса в шельфовой зоне. Поэтому для анализа состояния таких сложных геосистем на всех стадиях их жизненного цикла, безусловно, ведущая роль принадлежит моделированию, включающему в себя адаптацию существующих и создание новых моделей для имитации динамики состояния природно-технических комплексов шельфовых зон при различных режимах эксплуатации, работающих на основе данных импактного мониторинга. Важность роли моделирования заключается в возможности исследования взаимодействия основных компонентов и их обратных связей, которые определяют функционирование всей системы, с малыми финансовыми затратами.

Вероятностные прогнозы могут строиться на основе моделей динамических процессов как для отдельных параметров, так и для их комбинаций. Дос-

Основные факторы, определяющие геоэкологическую обстановку шельфовых зон

Рис. 2

товерность прогноза событий и временные пределы их функционирования чаще всего определяются с математически определенной точностью. Поэтому такое сложное и многокомпонентное моделирование целесообразно осуществлять с помощью информационно-аналитических систем - аппаратно-программных человеко-машинных комплексов, обеспечивающих сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о состоянии геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон для их эффективного использования при решении научных и прикладных геоэкологических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и инженерными сооружениями. Исходя из анализа имеющихся данных и современных представлений о режиме вод, была разработана следующая принципиальная схема структурирования информации (рис. 3).

птк

1 ЗлподСПГ ]

/ 'ч

Тям«*р лп» 2

Нсфтям

г'ЯНМЦН

Рис. 3. Принципиальная схема обработки информации информационно-аналитической системой

Состояние среды регистрируется различными методами. Параметры формализуются и вводятся в информационно-аналитическую систему и далее обрабатываются с привлечением соответствующего математического аппарата (восстанавливаются ряды, моделируется пространственное и временное распределение параметров среды), а затем выводятся в виде материалов, отвечающих требованиям решаемых задач.

Пространственные границы природно-технического комплекса шельфо-вой зоны определить достаточно сложно, поскольку они относятся к мобильной оценочной категории и определяются особенностями распространения продуктов техногенеза в определенных средах. Исходя из этого наиболее логичным представляется границами природно-технического комплекса в шель-фовой зоне считать то пространство, на котором величина каждого из контролируемых параметров достигает фонового значения, а в качестве критерия оценки состояния использовать комплекс оценочных показателей, позволяющий диагностировать равновесное и неравновесное состояние подсистемы на всех этапах жизненного цикла комплекса. Критерием оценки состояния служит коэффициент устойчивости Ку, рассчитываемый по формуле

учитывающий состояние всех компонентов до и после воздействия.

Основная цель таких решений - разработать инструментарий для научного и технического обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития природно-технических систем.

Оперативный и достоверный анализ геоэкологической обстановки в шель-фовых зонах может быть обеспечен соблюдением следующих концептуальных положений, заложенных в основу имитационного моделирования:

- обязательная оценка фона, различной степени детализации;

- глубокая проработка исторической информации;

- обязательная комплексность исследований;

- необходимость определения приоритета исследований;

- создание специализированных технологий для обработки данных;

- получение эмпирических зависимостей взаимообусловленности состояния отдельных компонентов и среды в целом.

Система будет успешно функционировать при соблюдении принципов:

• единства технического и геоинформационного анализа;

• непротивопоставления контроля, регулирования и анализа.

В настоящее время имеется ряд информационных систем, предназначенных для морей и океанов в целом (ЬетИш, 1994, 1998; 8аро2Ишкоу, ЬеуНш, 2001; Ростов и др., 2002; и др.). Однако эти системы мало пригодны для решения задач в пространственных масштабах шельфовых зон, в условиях сильно изрезанной береговой черты с резко выступающими мысами и проливами. Вместе с тем специфика сбора океанографических данных в шельфовых зонах имеет свои особенности. Это, как правило, учащенные сетки стандартных гидрологических разрезов, к которым можно применять другие технологии обработки данных, но для которых до сих пор не были разработаны фундаментальные основы.

Во-первых, такая система должна обеспечивать полноту и достоверность информации о состоянии среды в любой точке шельфовой зоны, в любое время. Однако на практике имеющихся данных наблюдений о состоянии морской среды, как правило, для этого бывает недостаточно. Поэтому возникает необходимость выполнения процедуры восстановления рядов данных натурных наблюдений.

Отсюда, принципиально важное значение для определения облика всей информационно-аналитической системы имеет методология формирования многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды для получения адекватного представления об особенностях режима прибрежных зон. Такие модели базируются на имеющейся исторической информации, которую необходимо подвергать определенной предварительной обработке.

Первый этап - это выборка информации из всего исторического массива, отвечающая определенным критериям (это интервальная оценка, семантическая и т. д.), в результате чего формируется рабочий массив данных.

Второй - оценка точности данных и восстановление их годового хода. Это многоходовая циклическая процедура, результатом которой являются восстановленные ряды изменчивости отдельных параметров.

Третий - формирование рабочих матриц модели годового хода по каждому наблюдаемому параметру среды.

Во-вторых, такая система должна имитировать состояние среды по вполне определенным законам, которые описывают процессы, протекающие в шельфовых зонах (от изменения температуры и гидрохимических параметров до трансформации нефтяных пленок, выпадения взвесей и т. д.), а программно-математическое обеспечение системы должно давать возможность определять величину каждого исследуемого параметра в любой точке в любое время, рассчитанную по законам изменения его от точки к точке.

2. Технология ГИС «Сахалинский шельф», разработанная и реализованная на основе идеологии построения информационно-аналитической системы (поставлена задача, созданы алгоритмы и не имеющий аналогов пакет прикладных программ), базируется на использовании многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды, позволяет анализировать и прогнозировать изменения геоэкологической обстановки в шельфовой зоне Сахалина.

Информационно-аналитические системы - это многокомпонентные системы, поэтому они должны нести в себе принцип универсальности. Требованию универсальности, на наш взгляд, отвечает информационно-аналитическая система, созданная на базе ГИС-технологий. Структурную схему такой системы можно представить следующим образом (см. рис. 4 на стр. 16):

• первый вертикальный уровень - это базы данных и аппарат их первичной обработки;

• второй - программно-математические средства реализации вторичной обработки данных (модельный ряд);

> ""ИсторическиеДЕГ" N_'(С

I4______(режимные) ^^ У, ¡^____

БД оперативные (контактные)

БД дистанционного зондирования

Входная информация

Модель годового хода

Модель для индикаторов

Модель для поллютантов

Динам ико-стохастические модели И АС

Рис. 4. Принципиальная структурная схема построения информационно-аналитической системы для анализа геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон

• третий уровень - это блок сравнения и составления прогноза;

• и, наконец, четвертый уровень - блок представления расчетных данных (прогнозы, оценки, аномалии) в виде удобном, для принятия управленческого решения (графика, таблицы, анализ и т. д.).

Моделирование геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон осуществляется путем выявления взаимосвязей, оценки объектов и явлений на основе различного сочетания и сопряженного анализа параметров, характеризующих состояние подсистем. Информационно-аналитическая система хранит информацию об окружающей среде в виде набора тематических подсистем, которые объединены на основе географического положения. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою значимость при решении разнообразных реальных задач, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования геоэкологической обстановки на сахалинском шельфе.

На базе разработанных теоретических основ была создана не имеющая прямых аналогов информационно-аналитическая система ГИС «Сахалинский шельф» (свидетельства РосАПО № 930002 и № 930078), которая включает в себя:

- базы данных гидрологической, гидрохимической и спутниковой информации;

-топооснову;

- программно-математический аппарат первичной обработки данных;

- программно-математический аппарат для анализа, прогноза геоэкологической обстановки и решения специфичных прикладных задач;

- специализированный интерфейс.

Рабочим ядром ГИС «Сахалинский шельф» является многокомпонентная модель годового хода параметров морской среды. Годовой ход параметров вычислен на основе данных исторических наблюдений, выполненных в шель-фовой зоне острова Сахалин. Анализ обеспеченности океанографической информацией исследуемых акваторий позволил разделить по характерным особенностям ее получения: из общего числа глубоководных наблюдений (45 тыс. станций) более 4 тыс. станций было выполнено в узкой прибрежной зоне на рейдах портов и около 18,5 тыс. станций на сети стандартных гидрологических разрезов. Состав наблюдений, явившийся информационной основой для ГИС, приведен в таблице 1 (см. стр. 18).

Наиболее обеспеченным океанографическими наблюдениями районом шель-фовой зоны острова Сахалин является залив Анива. Почти в 30 раз этот показатель меньше в Сахалинском заливе и на северо-восточном шельфе острова. Повсеместно обеспеченность океанографической информации убывает с глубиной.

Исходя из результатов анализа исторической информации при создании информационной основы ГИС «Сахалинский шельф» были реализованы следующие принципы:

- принцип использования данных натурных наблюдений, полученных в течение продолжительного временного периода в точках со строго фиксированными координатами (стандартные гидрологические разрезы);

Таблица 1

Количество и состав наблюдений, использованных для построения ГИС «Сахалинский шельф»

Район / Параметр Т,°С Б,* о2 рН

Залив Анива 4288 2702 603 581

Пролив Лаперуза 1719 1540 677 438

Юго-восточный шельф 4257 3322 1753 1297

Северо-восточный шельф 1293 1154 789 485

Татарский пролив 6802 4762 2354 1566

Всего: 18359 13480 6176 4367

Район / Параметр А1к ро4 N02 8Ю3

Залив Анива - 257 263 295

Пролив Лаперуза 26 145 103 167

Юго-восточный шельф 499 424 385 466

Северо-восточный шельф 179 226 250 259

Татарский пролив 280 440 456 463

Всего: 984 1492 1457 1650

- принцип использования океанографических наблюдений, имеющих преимущественно комплексный характер по составу наблюдений;

- принцип экспертного завершения анализа результатов многовариантного контроля качества данных и расчета среднемноголетних значений параметров;

- принцип хранения исходных и расчетных данных в виде плотноупако-ванных трехмерных матриц.

Принципы формирования баз данных и успешного функционирования информационно-аналитических систем в природно-технических комплексах шельфовых зон можно сформулировать следующим образом:

Базы данных должны обеспечивать: пространственно-временную привязку данных; комплексность информации о состоянии среды; точность контроля параметров; возможность хранения и оперативного извлечения информации; репрезентативность и достоверность информации.

Программно-математический аппарат должен обеспечивать: логический контроль и упразднение грубых ошибок; статистическую обработку; выявление скрытых ошибок; расчет средних многолетних значений; оценку точности вычислений.

Пространственно-временная изменчивость гидролого-гидрохимических процессов в морской среде обусловлена взаимодействием большого числа факторов различной природы, периодичности и мощности. Поэтому их относят к классу случайных процессов, представляющих собой функции аргумента непрерывно меняющегося во времени, значения которого суть случайные величины. Для определения центра и масштаба распределений использовались оценки квантилей и квантильных характеристик [Воронцов и др., 1990;

Гаскаров, Шаповалов, 1978; Дейвид, 1979; Режимообразующие.., 1988; Ре-жимообразующие.., 1989]. Заметим, что наиболее эффективны такие оценки в тех случаях, когда закон распределения отличен от нормального, что особенно характерно для гидрохимических данных.

Для анализа числовых характеристик одномерных распределений вероятностей использовалось пять квартилей: Хтах, Хтт, Х'/4, Х'/2, Х3/4. В качестве характеристики центра обычно используется медиана или рассчитывается трехсрединное значение, позволяющее более полно, по сравнению с медианой, учитывать плотность выборки вблизи центра: Х3 = (Х'/4+2Х1/2 + Х}/4):4.

Для описания масштаба выборки по найденным квартилям определяются размах Я и интеоквашильное расстояние С):

Я = Хтах - Хтт,

()=х3/4-х'/4.

Дополнительно определяются барьеры: внутренние (нижний и верхний), находящиеся на расстоянии 1,5 Q от квартилей Х'/4 И Х3/4„ и соответственно внешние (нижний и верхний), отстоящие от внутренних барьеров на расстоянии 1,5 Q.

Для вычисления средних многолетних значений выборочные совокупности глубоководных данных по отдельным элементам за различные годы упорядочивались по календарным датам наблюдений и проводилась операция

Рис 5. Восстановление годового хода параметров морской среды для каждого горизонта на стандартных станциях на примере температуры воды:

• - исходные значения параметров на данное число месяца независимо от года наблюдения;

о - средние значения параметра в скользящем окне на среднюю дату; о - табулированные значения с заданным временным интервалом; 9 - исходные значения, выходящие за пределы За

Сдвиг окна производился с шагом в одни сутки. На каждом шаге осреднения информации вычислялось среднее значение параметров на среднюю дату с отбраковкой средних значений, отстоящих друг от друга на временной шкале ближе 5 дней. Между полученными значениями строился сплайн и проводилось табулирование с заданной дискретностью. Оценка центра проводилась в зависимости от количества наблюдений в окне: по медиане - при 5 < N < 10, по трехсрединному значению при 10 < 40, и по среднему арифметическому при N > 40. После получения средних характеристик аналогичным образом производился расчет стандартного отклонения для всех параметров на каждой станции на всех горизонтах. Реализация такого подхода позволила унифицировано решить вопрос графического представления точности расчетных данных в характерном для каждого параметра диапазоне его изменчивости.

К основным особенностям автоматизированной обработки многолетней гидролого-гидрохимической информации следует отнести:

- большой объем вычислительных и логических операций, отдельные из которых повторяются на различных этапах;

- необходимость большого числа сортировок данных по различным критериям;

- необходимость создания промежуточных массивов данных с различной степенью их сохранности;

- необходимость визуального контроля отдельных промежуточных результатов;

- необходимость контроля отдельных промежуточных массивов данных;

- использование различными программами одних и тех же промежуточных массивов.

Программно-техническая реализация такого подхода была выполнена нами в ГИС «Сахалинский шельф» (рис. 6).

Исторический массив обрабатывается блоком программ для подготовки данных к расчетам. Далее идет сам расчетный блок, а затем последний - блок представления информации. Зарезервировано место и для наполнения ГИС новыми программными продуктами.

Анализ новых представлений о режиме вод шельфовой зоны позволил в значительной мере формализовать процедуру выбора минимальных пространственных масштабов осреднения данных, путем выполнения процедуры районирования (с различной степенью детализации) и корректного выделения гидрологических сезонов. В диссертационной работе на разных этапах исследования районирование шельфовой зоны острова Сахалин было выполнено трижды: на этапе сбора и оценки количества информации; на этапе оценочных расчетов среднемноголетних значений параметров морской среды и на этапе выделения районов для средних океанологических станций (под средней океанологической станцией понимаются средневзвешенные по площади значения параметров на стандартных горизонтах для каждого выделенного района).

На основе результатов анализа графиков годового хода температуры воды определены даты наступления гидрологических сезонов. Для выполнения

Обработка исходных массивов

Практическая реализация

х S

3 i

i s

Блок графического представления

Atlas

Graphic

Bian

Raz

SGR

Matrizy

Блок табличного представления данных

NiroPro

Новые программы

Рис. 6. Программно-техническая реализация ГИС «Сахалинский шельф»

условия сравнимости результатов анализа во временном масштабе выбраны единые для всех районов и близкие к серединам сезонов даты: зима - 26 февраля; весна - 26 июня; лето - 26 августа и осень - 26 октября.

Графическое представление заложенной в ГИС океанографической информации организовано по запросу и базируется на принципе прямого считывания расчетных данных с трехмерных матриц

3. Новые представления о режиме вод шельфовой зоны (залив Ани-ва, пролив Лаперуза, северо-восточный шельф Сахалина), которые невозможно выявить традиционными методами анализа, включающие сведения о климатических нормах, циркуляции, гидролого-гидрохимическом режиме и структуре вод (в том числе и в зимний период), можно получать с помощью информационно-аналитической системы.

Акватория пролива Лаперуза-динамически активный и еще недостаточно изученный район. Разработанная методология обработки данных позволила восстановить годовой ход температуры и солености воды на всех стандартных горизонтах для каждой стандартной станции и для зимнего периода. Это впервые дало возможность проследить изменчивость указанных параметров в течение полного годового цикла, рассчитать плотностные характеристики вод, смоделировать режим циркуляции и построить карты пространственного распределения указанных параметров подо льдом (рис. 7). На основе анализа этих данных сделан ряд новых выводов, которые существенно дополняют и изменяют существующие представления об отдельных элементах динамики и режима вод в проливе. Так:

- в безледный период в проливе Лаперуза выделяются три водные массы: поверхностная охотоморская (ПОВМ), охотоморская (ОВМ) и поверхностная тихоокеанская (ПТВМ), зимой только две - охотоморская и поверхностная тихоокеанская. Пространственное распределение указанных водных масс обусловливает наличие в проливе Лаперуза двух типов структуры вод: субарктической и субтропической. В течение года большую часть акватории пролива Лаперуза (60 - 90 % по объему) занимают воды субарктической структуры. Субтропическая структура вод представлена теплым течением Соя и располагается в узкой прибрежной зоне шириной около 15-30 миль у острова Хоккайдо и прослеживается во все сезоны;

- объемный Т, S-анализ позволил выявить значительную сезонную изменчивость ПОВМ и ПТВМ (до 70 %). Наименьшим (до 30 %) изменениям в течение года подвержена ОВМ;

- минимум общего теплосодержания (8969*1015 Дж) в проливе наблюдается в марте, максимум (54785*1015 Дж) - в сентябре, при этом весной половина тепла приходится на ПТВМ, а осенью практически весь запас тепла сосредоточен в зоне субарктической структуры;

- изменчивость количества солей, как в субтропической, так и в субарктической структурах, полностью соответствует изменчивости их объемов в годовом ходе. Общее количество солей в проливе в течение всего года изменяется незначительно;

Р«с. 7 .Восстанновленыйгодовойход температуры воды (°С)настандартных горизонтахи ее вертикальноераспределение по сезонамна среднихокеанографических станцияхвпроливеЛаперуза

- весной и летом вклад термической составляющей в общую устойчивость значительно больший, чем соленостной. В осенне-зимний период картина изменяется на противоположную. Максимальная устойчивость вод повсеместно наблюдается в летний период. Минимальная устойчивость (вплоть до нейтральной стратификации) наблюдается в придонных горизонтах субтропической структуры весной, что может быть объяснено явлением даунвел-линга вод;

- в целом гидролого-гидрохимический режим вод акватории пролива Ла-перуза формируется под влиянием четырех квазистационарных динамических структур: это антициклонический вихрь диаметром около 40 миль в заливе Анива с опусканием вод в центре, циклонические вихри в районе скалы Камень Опасности и в юго-западной части пролива (диаметром 20-25 миль) с подъемом вод в их центрах, и зона адвективного переноса вод течением Соя с хорошо развитым вертикальным перемешиванием, средняя ширина которой составляет около 25 миль;

- характер кривой годового хода солености воды на горизонте 50 м в районе скалы Камень Опасности свидетельствует о том, что сюда в придонные горизонты воды течения Соя поступают в течение всего года;

- зимой в поверхностном слое не происходит замещения вод течения Соя водами Восточно-Сахалинского течения. Основной причиной резкого понижения солености вод в поверхностном слое является таяние дрейфующего льда, поступающего в зону влияния течения Соя;

- в период максимальной активности течения Соя (апрель - август) на свале глубин вдоль северо-восточной границы течения формируется серия мелкомасштабных циклонических вихрей, обусловливающих подъем глубинных вод. Установлено, что в этот период непосредственно вдоль побережья острова Хоккайдо к югу от 45° с. ш. развивается даунвеллинг вод, который является причиной формирования промежуточного минимума температуры и солености воды на горизонте 75 м;

- по характерным прогибам изопикн на разрезах можно заключить, что антициклонический вихрь в заливе Анива хорошо развит во всей толще вод только весной и летом. По распределению температуры и солености воды на вертикальных разрезах особенно хорошо заметно заглубление его осенью в придонные слои и смещение центра в южном направлении к глубоководной части пролива. В поверхностных горизонтах в это время начинается формирование вихря циклонической направленности. Зимой в заливе Анива в слое 0-50 м существуют два сопряженных вихря: циклонической направленности (в районе 46° с. ш.) и антициклонической направленности (в северной половине залива). В это время в придонных горизонтах циркуляционные потоки крайне неустойчивы. По окончании ледового сезона циклонический вихрь прекращает свое существование и движение вод в безледовый период во всей толще вод залива происходит только по часовой стрелке.

Для безледного периода впервые выполнен комплексный анализ сезонной изменчивости гидрохимических параметров (растворенного кислорода, рН, фосфатов, нитритов и силикатов) на всей акватории пролива в целом.

Анализ пространственно-временного распределения гидрохимических характеристик выявил определяющую роль динамики в формировании гидрохимического режима вод пролива, а особенности их вертикального распределения позволили косвенно интерпретировать направление движения вод в круговоротах.

Детальный анализ сезонной изменчивости гидрохимических характеристик в проливе Лаперуза в безледовый период показал, что:

1. Растворенный в воде кислород:

- средние значения абсолютного содержания растворенного кислорода в толще вод субарктической структуры варьирует от 5,5 до 9,6 мл/л, в субтропической - от 5,9 до 9,1 мл/л, при этом его относительное содержание изменяется от 66 до 121 % и от 84 до 117 % соответственно. Повсеместно насыщенность поверхностного 20-метрового слоя растворенным кислородом с мая по ноябрь превышает 100 %, т. е. идет процесс отдачи кислорода в атмосферу. В холодную половину года наблюдается обратный процесс: поглощения кислорода из атмосферы;

- в годовом ходе абсолютного и относительного содержания растворенного кислорода существует один основной максимум весной и один основной минимум летом. Кроме того, в летний период в зонах апвеллинга вод (например, в районе скалы Камень Опасности) может формироваться локальный летний максимум растворенного кислорода;

- характерной особенностью вертикального распределения кислорода является наличие над слоем пикноклина подповерхностного максимума, который формируется в слое активного фотосинтеза и заглубляется вместе с последним от весны к осени.

2. Величина рН:

- характерной особенностью вертикального распределения величины рН является наличие подповерхностного максимума, который формируется вслед за образованием подповерхностного максимума растворенного кислорода (т. е. наступление его относительно кислородного несколько запаздывает по времени);

- максимальный размах колебаний значений величины рН (в среднем 0,35), равно как и наибольшие абсолютные значения на поверхности (в среднем 8,31) наблюдаются в субарктических водах;

- основной минимум в годовом ходе величины рН наблюдается летом. Характер кривой годового хода рН в целом аналогичен изменчивости кривой годового хода относительного содержания растворенного кислорода, поскольку величина рН тесно связана с процессом фотосинтеза.

3. Биогенные вещества:

- средние значения концентрации фосфатов в толще вод субарктической структуры колеблются от 0,2 до 3,0 цМ, силикатов - от 2 до 50 цМ, в водах субтропической структуры - от 0,3 до 1,9 цМ и от 2 до 27 цМ соответственно;

- в годовом ходе содержания фосфатов и силикатов существует один летний минимум, обусловленный активным потреблением их фитопланктоном в процессе фотосинтеза. В результате поступления биогенных веществ с водами Восточно-Сахалинского течения в период его интенсификации во второй

половине года содержание биогенных веществ во всей толще вод быстро возрастает, поэтому по изменениям концентрации фосфатов и силикатов осенняя вспышка фитопланктона не прослеживается;

- особенностью вертикального распределения фосфатов является формирование весной на глубине 10 м подповерхностного минимума в подрайоне № 3 и на глубине 20 м в зоне течения Соя (подрайон № 4). Наличие указанных минимумов является свидетельством того, что скорости образования биопродукции в данный временной период здесь максимальны;

- в годовом ходе содержание нитритов в толще вод пролива в различные сезоны на разных горизонтах колеблется от 0,01 до 0,36 цМ. Максимальный размах колебаний средних величин (от 0,6 до 0,36 цМ) наблюдается в подрайоне № 3, минимальный (от 0,01 до 0,10 цМ) - в подрайоне № 4 (зона течения Соя);

- в вертикальном распределении нитритов проявляется общая тенденция повышения их содержания на нижней границе пикноклина, поскольку там скапливается оседающее из поверхностных горизонтов взвешенное органическое вещество и идет активный процесс его минерализации;

- концентрация силикатов в поверхностных горизонтах до границы пик-ноклина сохраняется практически неизменной, после чего быстро увеличивается до дна во все сезоны;

- максимальные значения силикатов (до 50 цМ) наблюдаются в придонных горизонтах подрайона № 1 (заливе Анива), а не в придонных слоях подрайона № 3, куда поступают обогащенные биогенными веществами воды Восточно-Сахалинского течения и где отмечаются наибольшие концентрации фосфатов. Эти различия могут быть обусловлены различными видами гидро-бионтов, доминирующих в указанных районах;

- по характеру изменчивости всех гидрохимических параметров в водах течения Соя можно заключить, что в виде однородного потока оно распространяется в мелководной части пролива вдоль побережья острова Хоккайдо приблизительно до 45° с. ш. В глубоководной части пролива структура потока резко меняется за счет формирования на свале глубин вдоль северо-восточной границы течения мелкомасштабных циклонических вихрей, обусловливающих подпитку биогенными веществами поверхностных горизонтов. Компенсацией подъема вод является развитие даунвеллинга вдоль побережья острова Хоккайдо к югу от 45° с. ш. В мае-июне эффект опускания вод по подводным склонам острова Хоккайдо отчетливо прослеживается по понижению концентраций фосфатов и силикатов на горизонте 100 м;

- установлено, что на акватории пролива Лаперуза в весенне-летний период кремний может выступать в качестве лимитирующего биогенного элемента только в водах субтропического происхождения.

4. Величина первичной продукции:

- величина первичной продукции, вычисленная по графикам вертикального изменения фосфатов в эвфотическом слое в весенне-летний период, для подрайонов № 1-4 составляет соответственно 0,34,0,22,1,02 и 0,33 г С/м2 сут.

Это потенциальная продукция фитопланктона при использовании в этом слое всего доступного запаса биогенных веществ. Максимально продуктивным подрайоном является зона поступления в пролив Лаперуза вод Восточно-Сахалинского течения (подрайон № 3).

Для восстановления годового хода концентраций органогенных веществ в безледный период была использована математическая модель трансформации соединений биогенных элементов С, К, Р [Леонов, Сапожников, 1997].

по условиям гидродинамического переноса веществ водными массами (рис. 8). Параметры переноса вод (расходы воды на границах четырех акваторий) рассчитывались методом баланса, учитывающего инструментальные наблюдения за скоростями течений, колебания уровня моря и внутригодовые изменения объемов водных масс. С помощью имитационной модели восстановлена динамика внутригодо-вой изменчивости концентраций практически полного комплекса органических и минеральных компонентов С, К, Р, инструментальные наблюдения за которыми на данной акватории ранее не производились. Модельные расчеты также позволили оценить значения биопродуктивности отдельных звеньев трофической цепи (бактерио-, фито- и зоопланктона) и основные потоки переноса химических компонентов и биомасс на внешних границах акваторий (в частности, с Японским и Охотским морями).

В качестве исходных данных в имитационную модель закладывались средне-многолетние значения гидрологических и гидрохимических параметров морской среды из ГИС «Сахалинский шельф» (температура воды, соленость, концентрации биогенных веществ и растворенного в воде кислорода, глубина залегания термоклина) для каждого выделенного подрайона исследуемой акватории. Кроме того, вводились единые для всех подрайонов среднемноголетние значения освещенности поверхности моря и продолжительности светового дня, взятые из справочников [Научно-прикладной..., 1990].

Рис. 8. Схема районирования при расчетах средних океанологических станций впроливеЛаперуза

Анализ результатов использования позволил заключить, что: 1. В целом модель логично воспроизводит весь спектр закономерного внут-ригодового изменения концентраций органических и минеральных биогенных веществ в морской среде и, в частности, соединений N и Р (рис. 9):

Вммя ¿сыЬи

Рис 9. Смоделированный годовой ход концентраций мг М/л, (слева) и Роби. мг Р/л, (справа) для поверхностного слоя в подрайонах 1-4 в проливе Лаперуза

а) в зимний период в водной среде нет активного потребления биогенных веществ гидробионтами и в поверхностном слое отмечены повышенные концентрации растворенного органического N и нитратов, а также растворенных органических и минеральных форм Р;

б) весной в период активизации гидробионтов модель отчетливо воспроизводит процесс снижения концентраций органических и минеральных компонентов;

в) в летний период за счет развития продукционных процессов запас органических веществ возрастает;

г) поздней осенью содержание органических и минеральных веществ начинает резко увеличиваться как за счет ослабления активности гидробион-тов, так и за счет дополнительного поступления биогенных веществ с водами Восточно-Сахалинского течения.

2. Расчетные данные по переносу биогенных веществ позволили выявить отличия в поступлении биогенных веществ на западной границе пролива Ла-перуза. Поступающие в подрайон № 2 воды из Японского моря богаче по содержанию минеральных биогенных веществ, чем воды, поступающие в подрайон № 4. По-видимому, воды циклонического круговорота обогащаются биогенными веществами за счет влияния Западно-Сахалинского течения. Это находит подтверждение в работе [Уад е1. а1., 1996], где воды Западно-Сахалинского течения были идентифицированы по химическим показателям вплоть до центральной части пролива Лаперуза. Воды течения Соя обогащены в большей степени содержанием органических веществ.

Максимальные концентрации биогенных веществ наблюдаются в водах Восточно-Сахалинского течения, поступающих в подрайон № 3. Они являются основой формирования биопродуктивности вод залива Анива. Таким образом, биопродуктивность вод северной половины пролива Лаперуза форми-

руется под влиянием потоков, поступающих в район скалы Камень Опасности из Японского моря и в подрайон № 3 из Охотского моря. Биопродуктивность южной части пролива почти полностью определяется режимом вод транзитного течения Соя.

С помощью оригинальной программы расчета аномалий параметров морской среды «Средние многолетние характеристики гидролого-гидрохимических параметров шельфовой зоны острова Сахалин» (№гоРКО), разработанной на базе ГИС «Сахалинский шельф», проанализированы вопросы достоверности расчетных средних многолетних значений параметров морской среды, сделана оценка точности использующихся в практике средних значений и вновь вычисленных для оперативного анализа аномалий температуры воды.

По отношению к существующим «нормам» абсолютная ошибка интегральной (послойной) температуры воды в среднем составляет ±1,1 °С, относительная > 15 %. При расчете аномалий температуры абсолютные величины их могут различаться более чем на порядок. Для гидрохимических параметров климатические «нормы» вычислены впервые.

4. Прогнозные оценки распространения нефтяных разливов и потенциальной самоочищающей способности вод от загрязнения углеводородами выполняются на основе имитационного моделирования в ГИС «Сахалинский шельф» с использованием новых представлений о режиме вод.

Сценарные модельные расчеты распространения нефтяного загрязнения в районе нефтегазовых месторождений на северо-восточном шельфе Сахалина выполнены для наиболее характерных и экстремальных ветровых ситуаций в безледный период с использованием ГИС «Сахалинский шельф». Для верификации полученных результатов произведена серия расчетов на той же модельной основе для фактических наблюдений, выполненных во время бурения морских скважин в аналогичные ветровые ситуации с плавучих буровых установок, и сделан их сравнительный анализ.

В модель вводились осредненные данные по ветру [Атлас типовых.., 1979] и расчетные средние многолетние скорости течений из ГИС «Сахалинский шельф» на выбранные временные интервалы. Прогностические расчеты были выполнены для следующих характерных ветровых ситуаций: 1) штиль или слабые ветры со скоростями 2-4 м/с; 2) ветры южных румбов со скоростью 5-7 м/с (летний муссон); 3) сильные прижимные ветры со скоростью 10—12 м/с; 4) сильные отжимные ветры со скоростью 10-12 м/с.

Для верификации результатов модельных расчетов на основе ГИС была выполнена серия расчетов по фактическим наблюдениям, произведенным непосредственно на акватории месторождений (использованы фрагменты материалов натурных наблюдений на Чайвинской (20 км от берега) и Одоптин-ской (4-6 км от берега) нефтегазоносных площадях для аналогичных ветровых ситуаций). Время прогностического расчета соответствовало естественному синоптическому периоду (5 суток). Мощность постоянного источника задавалась 10 т/сут., исходя из условия 95 % сгорания нефтегазовой смеси

при испытании скважины с дебитом 200 т/сут. (условие близко соответствующее реальности).

Результаты сравнительного анализа сценарных модельных расчетов распространения нефтяного загрязнения, выполненных на базе информационно-аналитической системы и по натурным данным, показали, что наибольшие различия в характере распространения нефти наблюдаются в течение 2-3 суток (влияние реверсивных приливных течений). На пятые сутки разлива размеры и формы пятен становятся идентичными. При этом суммарная скорость дрейфа нефтяного загрязнения составляет 8-10 миль/сут., что вполне реально и хорошо согласуется с результатами визуальных наблюдений в этих районах.

Учитывая важность рыбохозяйственного значения залива Анива, где в настоящее время ведется строительство крупнейшего в мире завода по сжижению природного газа и причальных терминалов для супертанкеров, на основе средних многолетних данных, введенных в модель трансформации органогенных веществ, была выполнена прогностическая оценка потенциальной самоочищающей способности залива от нефтепродуктов (МБ) при условии их равномерного распределения во всей толще вод. Для корректного учета гидрологических условий акватория залива была разбита на пять районов. Величины переноса водных масс между районами вычислены методом баланса по приращению уровня, с учетом речного стока, осадков, испарения и изменения объема вод залива при термическом расширении.

Расчетная динамика концентраций МБ и биомасс нефтеокисляющих бактерий (В4С) показана на рисунке 10.

Рис 10. Внутригодовая динамика концентраций нефтепродуктов (№) и биомасс нефтеокисляющихбактерий (В4С)в акваторияхзалива Анива

С начала года содержание МБ в водной среде в акваториях 1-5 возрастает и достигает максимума в мае-июне. В июне начинается активизация развития нефтеокисляющих бактерий (раньше это происходит в акваториях 5,1 и 2), что приводит к снижению содержания МБ в водной среде до минимальных значений. В августе-сентябре содержание МБ в водной среде несколько повышается, а к концу года вновь снижается.

В развитии В4С в течение года отмечено два пика биомасс: первый приходит-

ся на вторую половину июля; второй - на конец октября. К концу года биомасса В4С в акваториях 1-5 снижается соответственно до 0,005; 0,003; 0,001; 0,002 и 0,001 мг С/л. В целом за год В4С потребляют NF в акваториях 1-5 в количестве соответственно 0,263; 0,669; 0,673; 0,684 и 0,775 мг С/(л год). Баланс основных потоков нефтепродуктов по акваториям представлен в таблице 2.

Таблица 2

Прогностическая оценка основных потоков NF (тыс. т/год) в заливе Анива

Поток Район1 Район 2 Район3 Район 4 Район5 Сумма

Речной сток (+) 2,130 - - - - 2.130

Внешняя нагрузка (+) - 13,239 54,336 90,991 44,839 203,4051

Вынос в прол. Лаперуза (-) - - 0,016 0,072 1,050 1,138

Перенос из соседних районов (+) - 0,327 0,166 1,018 0,684 2,195

Вынос в соседние районы (-) 0,292 0,510 0,252 0,918 0,000 1,972

Потребление № неф-

теокисляющими бактериями (-) 2,000 13,183 57,011 92,599 45,599 210,392

Перенос по вертикали (-) 0,045 0,081 0,105 0,029 0,367 0,627

+2,130 +13,566 +54,502 +92,009 +45,523 +207,730

Баланс -2.337 -13.774 -57.384 -93,618 -47.016 -214..29

-0,207 -0,208 -2,882 -1,609 -1,493 -6,399

Невязка, % 9,7 1,5 5,3 1,7 3,3 3,1

Полученные данные позволяют произвести необходимый количественный учет как изменчивости по акваториям залива Анива концентраций NF и биомасс нефтеокисляющих бактерий В4С, так и оценить основные внешние и внутренние потоки NF для составления балансовой схемы распределения и перераспределения важнейшего компонента загрязнения морской среды.

Оценка переноса и условий трансформации органогенных веществ в заливе Анива показала, что для постоянно действующего источника загрязнения 0,763 мг С/(л год) в пос. Пригородное (где планируется строительство завода) и поступления нефтепродуктов с речным стоком 0,280 мг С/(л год) при средних гидрологических условиях ассимиляционной емкости нефтеокис-ляющих бактерий достаточно для полной утилизации нефтяных углеводородов (НУ) в годовом цикле.

Расчетное бактериальное потребление нефтяных углеводородов в заливе Анива (~210 тыс. т в год) на порядок превышает сделанные ранее оценки самоочищающей способности. Оцененные скорости деградации НУ нефте-

окисляющими бактериями составляют в максимуме до 0,010 мг С/(л сут). Полученная невязка баланса НУ вполне приемлема и находится в пределах точности выполняемых расчетов (в среднем 2,6 %).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе содержатся основные результаты геоэкологических исследований, которые можно рассматривать как решение фундаментальной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение: разработка концепции, принципов и методологии создания информационно-аналитических систем для моделирования геоэкологической обстановки на основе анализа океанографических процессов в природно-технических комплексах шельфовых зон.

Методологические разработки технически реализованы в созданной информационно-аналитической системе ГИС «Сахалинский шельф». На конкретных примерах показаны возможности ГИС для анализа ГЭО в природно-технических комплексах шельфовой зоны Сахалина, в результате чего были получены новые представления о режиме прибрежных вод, которые невозможно получить традиционными методами анализа параметров морской среды.

Основные научные результаты работы заключаются в следующем:

1. Определена специфика и структура системы природно-технических комплексов для шельфовых зон, разработан понятийный аппарат и выделены основные подсистемы для анализа ее состояния. В развитие теории геоэкологии введен новый термин «геоэкологическая обстановка шельфовых зон», проанализированы основные определяющие ее факторы, и показана основополагающая роль оценки природного фона, как исходной точки для анализа изменений, связанных с техногенным воздействием.

2. Разработана методология информационно-аналитической системы, которая позволяет отслеживать и анализировать изменения геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов. Информационной основой для построения системы является многокомпонентная модель годового хода параметров морской среды.

3. Разработана и реализована технология создания информационно-аналитической системы на примере ГИС «Сахалинский шельф» для моделирования геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах. В ее информационную основу заложена модель годового хода следующих параметров морской среды: температуры, солености, абсолютного и относительного содержания растворенного в воде кислорода, величины рН и биогенных веществ в шельфовой зоне острова Сахалина.

4. Выполнен комплексный анализ состояния морской среды потенциально опасных акваторий шельфа Сахалина. Разработаны рекомендованные пути следования для судов, обслуживающих нефтедобывающий комплекс «Витязь». В проливе Лаперуза восстановлен полный цикл годового хода параметров морской среды и смоделирована циркуляция вод подо льдом, что позволило получить новые представления о режиме вод в зимний период, наблюдения для которого отсутствуют:

а) установлено, что в заливе Анива смена направления циркуляции вод происходит зимой, а не летом;

б) установлен факт отсутствия замещения вод течения Соя водами Восточно-Сахалинского течения подо льдом;

в) изучено явление даунвеллинга вод вдоль побережья острова Хоккайдо, который является причиной формирования промежуточного минимума температуры и солености вод в проливе на горизонте 75 м;

г) выявлено, что накопление биогенных веществ в осенне-зимний период происходит в результате воздействия двух факторов: снижения активности планктонных сообществ и интенсивного поступления их с водами Восточно-Сахалинского течения;

д) вычислены новые «нормы» для комплекса параметров морской среды шельфовой зоны Сахалина;

е) рассчитано потенциальное бактериальное потребление нефтяных углеводородов в заливе Анива, которое составляет ~210 тыс. т в год, что на порядок превышает предыдущие оценки самоочищающей способности залива. Расчетные скорости деградации НУ нефтеокисляющими бактериями в максимуме достигают 0,010 мг С/(л сут).

5. Предложенная информационно-аналитическая система представляет собой новый технологический этап в комплексной обработке оперативной и исторической информации о состоянии морской среды. С ее помощью можно осуществлять связь исторической судовой и современной спутниковой информации, решать вопросы организации научно обоснованного мониторинга любого уровня и направленности, интерпретировать результаты научных исследований и получать практическое доказательство теоретических предпосылок. Она является основой для построения технологических цепочек любой конфигурации и сложности при решении широкого спектра научных, образовательных, мониторинговых и прогностических задач.

Основные публикации по теме диссертации

1. Иванов, В. В. Исследование поверхностных течений по данным миссии ТО-ПЕКС-ПОСЕЙДОН / В. В. Иванов, В. М. Пищальник// Исследование Земли из космоса. - 2004. - № 5. - С. 1-12.

2. Пищальник, В. М. Характеристика загрязненности пленкой нефтепродуктов отдельных районов дальневосточных морей за период 1976-1979 гг. / В. М. Пищаль-ник.-Рукопись деп. в ИЦВНИИГМИ-МЦД, 1982.-№ 131 ГМ-Д82 от 22.02.82.- 12с.

3. Пищальник, В. М. Оценка поступления нефтяных углеводородов в Охотское море при перевозках танкерным флотом / В. М. Пищальник. - Рукопись деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД, 1985. - № 343 ГМ-Д82 от 14.10.85. - 7 с.

4. Пищальник, В. М. Гидрохимия и загрязнение морских вод шельфа острова Сахалин, прогностические оценки и рекомендации по предотвращению загрязнения: Д ис.... канд. геогр. наук / В. М. Пищальник. - Южно-Сахалинск, СахУГКС, 1986. -178 с.

5. Пищальник, В. М. Нефтяное загрязнение залива Анива и рекомендации по его уменьшению (информационное письмо) / В. М. Пищальник. - Южно-Сахалинск, СахУГКС, 1986.-21 с.

1>аС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С. Петербург | М М ш {

швжаа-шмммММ

6. Пищальник, В. М. Изученность вод шельфовой зоны острова Сахалин (гидрохимия и загрязнение) / В. М. Пищальник // Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1988 год. - Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 1989. - С. 179-208.

7. Пищальник В. М. Особенности распространения нефтяного загрязнения на северо-восточном шельфе острова Сахалин / В. М. Пищальник, А.В. Удовенко // Проблемы охраны окружающей среды Дальнего Востока: II регион, научно-техн. конф. (тез. докладов). - Хабаровск, ЦНТИ,1989. - С. 18-20.

8. Пищальник, В. М. Изученность вод шельфовой зоны острова Сахалин (циркуляция вод) / В. М. Пищальник // Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1989 год. - Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 1990. - С. 264-278.

9. Пищальник, В. М. Опыт расчета водного баланса зал. Анива / В. М. Пищальник //Тр. ДВНИГМИ. -1990. - Вып. 40. - С. 92-94.

10. Пищальник, В. М. Каталог глубоководных наблюдений, выполненных в шельфовой зоне острова Сахалин за период 1948-1987 гг. / В. М. Пищальник, С. М. Климов. - Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1991. -168 с.

11. Пищальник, В. М. Климат и гидрологический режим акваторий / В. М. Пищальник // Южные Курильские острова (природно-экономический очерк). - Южно-Сахалинск, Изд-во ИМГиГ ДВО РАН, 1992. - С. 19-34.

„ .12, Пищальник, В. М. Методологические принципы построения компьютеризированною щдролого-щдрохимического атласа сахалинского шельфа/ В. М. Пищальник, А. О. Бобков // Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям. - Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1992.-С. 312-334.

13. Пищальник, В. М. Опыт создания компьютеризированного атласа сахалинскою шельфа / В. М. Пищальник // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. - М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 67-78.

14. Пищальник, В. М. Гидролого-гидрохимический атлас сахалинского шельфа/

B. М. Пищальник, А. О. Бобков // Тезисы докладов X международной конференции по промысловой океанологии. - М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 99-101.

15. Пищальник, В. М. Картографическое моделирование океанографических процессов и проблемы использования историческихданных/ В. М. Пищальник, Л. П. Якунин, Д. Р. Радченко // Научные доклады. 3-я Международная конференция «Экология и развитие Северо-Запада России» 5-9 июля 1998 г. - СПб., МАНЭБ, 1998. -

C. 157-161.

16. Пищальник, В. М. Обзор океанографических исследований на морских акваториях Сахалинской области / М. Л. Красный и др. // Пути создания системы мониторинга шельфа Сахалинской области. - Южно-Сахалинск, Сах. книж. изд-во, 1998. - С. 33-39.

17. Пищальник, В. М. Современное состояние организации сбора информации по химическому загрязнению морских вод / М. Л. Красный и др. // Пути создания системы мониторинга шельфа Сахалинской области. - Южно-Сахалинск, Сах. книж. изд-во, 1998.-С. 40-46.

18. Пищальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод на охотоморском шельфе острова Сахалин / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин // Тематический выпуск ДВНИГМИ № 2. - Владивосток, Дальнаука, 1999. - С. 84-96.

19. Пищальник, В. М. Сезонная изменчивость термохалинной структуры вод пролива Лаперуза / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин // Вестн. МГУ, сер. 5 «География». - 2000. - № 5. - С. 43-47.

20. Пищальник, В. М. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. Часть I /В. М. Пищальник, А. О. Бобков- Южно-Сахалинск: Изд-во СахГУ, 2000а.-174с.

21. Пищальник, В. М. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. Часть II / В. М. Пищальник, А. О. Бобков. - Южно-Сахалинск: изд-во СахГУ, 20006.-108 с.

22. Пищальник, В. М. Изучение условий функционирования экосистемы залив Анива - пролив Лаперуза / В. М. Пищальник, А. В. Леонов // Водные ресурсы. -

2003.-Т. 30.-№ 5.-С. 616-636.

23. Пишальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод в прибрежных районах острова Сахалин / В. М. Пищальник и др. // Метеорология и гидрология. - 2003. -С. 87-95.

24. Пищальник, В. М. Термохалинный анализ вод пролива Лаперуза / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин, А. В. Леонов // Водные ресурсы. - 2004. (в печати).

25. Пищальник, В. М. Природно-технические комплексы шельфовых зон и основы их моделирования / В. М. Пищальник, В. А. Мелкий // Вестник СахГУ, 2004. -Доступно на http://www.sakhgu.ru.

26. Пищальник, В. М. Анализ геоэкологической обстановки в природно-техни-ческих комплексах шельфовых зон/ В. М. Пищальник, В. А. Мелкий // Вестник СахГУ,

2004. -Доступно на http://www.sakhgu.ru.

27. Расчет климатических норм для гидролого-гидрохимических параметров морской среды шельфовой зоны острова Сахалин (на примере залива Анива): Отчет о НИР. Проект выполнен по гранту администрации Сахалинской области / В. М. Пищальник, А. О. Бобков, А. А. Клочков и др. - Южно-Сахалинск, ИМГиГ, 2000. - 3 3 с.

28. Свидетельство РосАПО РФ об официальной регистрации базыданных № 930002. «База данных по гидрологии, гидрохимии и химическому загрязнению вод сахалинского шельфа». Автор: Пищальник В.М. Дата регистрации 26.10.1993.

29. Свидетельство РосАПО РФ об официальной регистрации программыдля ЭВМ № 930078. «Комплект прикладных программ для подготовки и графического представления гидролого-гидрохимических параметров сахалинского шельфа». Авторы: Пищальник В. М., Бобков А. О. Дата регистрации 08.12.1993.

30. Тамбовский, В. С. Атлас льдов Охотского и Японского морей / В. С. Тамбовский, В. М. Пищальник. - Южно-Сахалинск: 1993. -195 с.

31. Bobrovski, В. J. Background hydrographic conditions in the experimental area Prelim, results ofthe I-st Sov.-Amer. tsunami expedition / B. J. Bobrovski, A. E. Zhukov, V. M. Pishchalnik, S. M. Onishchenko. - Honolulu, NOAA-J THE-162,1976.

32. Pishchalnik, V. M. Hydrological Sakhalin off-shore Atlas version for IBM PC AT/ V. M. Pishchalnik // The eighth international symposium on Okhotsk sea (Sea ice and isy/ polar ice extent workshop. Abstracts. 1-5 February, 1993. - Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1993.-P. 193-194.

33. Pishchalnik, V. M. The La Perouse straitwater masses /V. M. Pishchalnik, V. S. Arkhi-pkin // The Thirteenth International Symposium on Okhotsk sea (S ea Ice and the Ice Scour and Arctic Marine Pipelines Workshop. Abstracts. 1-5 February, 1998. - Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1998. - P. 292-293.

34. Pishchalnik, V. M. Correspondence between the ice coverage and temperature the Sea ofOkhotsk/V. M. Pishchalnik, I. V. Smolyar//The Thirteenth International Symposium on Okhotsk sea (Sea Ice and the Ice Scour and Arctic Marine Pipelines Workshop. Abstracts. l-5February, 1998.-Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1998.-P. 294-295.

35. Pishchalnik, V. M. Modeling ofthe processes ofbiotransformation oforganogenic substrates in the La Perouse (Soya) strait / V. M. Pishchalnik, A. V. Leonov // PICES: Eleventh Annual Meeting, Program & Abstracts (October 18-26,2002, Qingdao, People's Republic of China). - P. 123.

»1*269

РНБ Русский фонд

2005-4 16523

Подписано в печать 01 10 2004 г Формат 60x84 '/ Издательство СахГУ Тираж 100 Объем 2 п л Заказ 1072-4 693008, г Южно-Сахалинск, ул Ленина, 290-32

Содержание диссертации, доктора технических наук, Пищальник, Владимир Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ШЕЛЬФОВЫХ ЗОН МИРОВОГО ОКЕАНА: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДОЛОГИЯ

1.1. Теоретические подходы к построению информационноаналитических систем

1.1.1. Природно-технические комплексы шельфовых зон

1.1.2. Геоэкологическая обстановка в природно-технических комплексах

1.1.3. Принципы построения и структура информационно-аналитических систем

1.1.4. Концепция анализа геоэкологической обстановки в шельфовых зонах на основе имитационного моделирования

1.1.5. Особенности моделирования геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон

1.1.6. Методологические основы построения геоинформационной системы для моделирования океанографических процессов

1.2. Природно-технические комплексы шельфовой зоны Сахалина

1.2.1. Краткий обзор морских исследований

1.2.2. Нефтегазовые шельфовые проекты Сахалина 54 1.2:3. Основные требования к геоинформационной системе для анализа геоэкологической обстановки шельфовой зоны Сахалина

Выводы к главе

Глава 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРИ ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ГОДОВОГО ХОДА ПАРАМЕТРОВ МОРСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

2.1. Методологические основы формирования базы данных и разработки геоинформационной системы

2.1.1. Количественный анализ состава исходной информации 68 2Л 2. Принципы формирования базы данных

2.1.3. Методология обработки океанографических данных

2.1.4. Программно-техническая реализация геоинформационной системы «Сахалинский шельф»

2:2. Методология и основные принципы анализа расчетных данных 88 2.2.1 Выбор минимальных пространственных масштабов для обобщения многолетней информации

2.2.2. Районирование акватории по природной изменчивости океанографических параметров

2,3. Диагностическая модель расчета течений

2:4. Имитационная модель биотрансформации органогенных веществ

Выводы к главе

Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ВПРОЛИВЕ ЛАПЕРУЗА

3.1. Понятие о средней океанологической станции

3.2. Выделение гидрологических сезонов

3.3. Основные черты гидролого-гидрохимического режима вод

3.3.1. Структура вод и водные массы

3.3.2. Объемный термохалинный анализ вод

3.33. Анализ результатов моделирования циркуляции вод

3.3.4. Температура воды

3.3.5. Соленость

3.3.6. Плотность •

3.3.7. Растворенный в воде кислород

3.3.8. Величина рН 159 3 ДО. Фосфаты

3.3.10. Нитриты

3.3.11. Силикаты

Выводы к главе

Глава 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГОДОВОГО ХОДА БИОТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЛИВЕ ЛАПЕРУЗА

4.1. Подготовка данных для расчета динамики органогенных веществ с помощью геоинформационной системы «Сахалинский шельф»

4.2. Результаты моделирования и их анализ

Выводы к главе

Глава 5. ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ШЕЛЬФА САХАЛИНА

5.1. Прогностические расчеты геоэкологической обстановки при распространении нефтяных загрязнений в районе нефтегазовых месторождений на северо-восточном шельфе острова Сахалина

5.2. Оценка условий переноса и трансформации органогенных веществ в природно-техническом комплексе залива Анива

53. Новые климатические нормы параметров морской среды на шельфе Сахалина

5.3.1. Оценка достоверности климатических «норм» для температуры воды

5.4. Расчет сезонной изменчивости поверхностных течений на шельфе Сахалина по материалам спутниковых наблюдений (миссия ТОПЕКС-ПОСЕЙДОН)

5*4* Новые возможности мониторинга ледовой обстановки

Выводы к главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогноз геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов"

Кроме того, шельфовые зоны являются наиболее продуктивными районами Мирового океана, на которые приходится около 90% мировой добычи рыбы и морепродуктов [Ивченко, 1980; Патин, 2001]. Поэтому проблема обеспечения достоверной информацией об условиях среды обитания гидробионтов в шельфовой зоне морей как с целью регулирования их промысла, так и с целью анализа геоэкологической обстановки и организации мониторинга за антропогенным воздействием на морскую среду, является весьма актуальной. Вместе с тем, большая часть опубликованных теоретических обобщений, практических работ по систематизации информации, моделированию была выполнена для морей в целом. Шельфовая зона исследованиями охвачена лишь фрагментарно, а методологические разработки, позволяющие осуществлять анализ геоэкологической обстановки в шельфовых зонах на уровне современных технологий, практически отсутствуют.

Экспериментальные и теоретические исследования в области знаний о. геоэкологических проблемах океана основываются, главным образом, на анализе данных и численных моделях отдельных параметров морской среды. Проведение комплексных исследований, ставящих конечной целью системное использование информации дистанционных и контактных измерений, имеет не только практическую значимость при освоении природных ресурсов шельфовой зоны, но и большую научную ценность, поскольку способствует решению проблемы оценки геоэкологической обстановки вокеане в целом. Наиболее актуальной проблемой в данной области являются прогнозные оценки геоэкологической обстановки на основе математического моделирования с использованием информационно-аналитических систем (ИАС) и баз данных, содержащих информацию о состоянии морской среды.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методологии прогнозной оценки геоэкологической обстановки на основе моделирования океанографических параметров морской среды в природно-технических комплексах шельфовых зон.

При этом были поставлены следующие задачи:

2. Технической реализации информационно-аналитической системы путем создания геоинформационной системы «Сахалинский шельф» для имитационного моделирования геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовой зоны Сахалина.

5. Выполнения прогнозных оценок геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовой зоны Сахалина и верификации полученных результатов.

Методы исследования. Проведенный анализ данных океанографических исследований позволил разработать концепцию, принципы функционирования и структуру информационно-аналитической системы, которая позволяет отслеживать и анализировать изменения геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе имитационного моделирования. Информационной основой построения системы является многокомпонентная модель годового хода параметров морской среды.

2) Создание многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды производилось на основе всего исторического ряда наблюдений для каждой станции на сети гидрологических разрезов (рис. В1) на стандартных горизонтах до глубины 500 м. Разработанные методы обработки информации обеспечивают полный комплекс решения содержательных задач, основаны на физических закономерностях исследуемых процессов в шельфовой зоне.

3) Для оценки достоверности прогнозной информации проводилась верификация данных на всех этапах, которая включала в себя: контроль качества и репрезентативность данных многолетних наблюдений;

• оценку адекватности методов и минимизацию погрешностей преобразования данных при формировании моделей;

Научная новизна исследования заключается в том, что:

1. Впервые разработаны концепция, принципы функционирования, методология структурирования океанографических параметров в информационно-аналитической системе для моделирования и анализа состояния геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон.

2» Разработана технологическая схема реализации информационно-аналитической системы и создана ГИС «Сахалинский шельф», которая позволяет анализировать и прогнозировать изменения геоэкологической обстановки в шельфовой зоне Сахалина.

3. Разработаны методики районирования, анализа, восстановления рядов и вычисления климатических норм для многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды и их моделирования.

4. Получены новые представления о гидролого-гидрохимическом

45°

Рис. В1. Схема стандартных разрезов и районирования шельфовой зоны для расчета средних океанологических станций режиме пролива Лаперуза на основе моделирования океанографических процессов: восстановлен полный цикл годового хода гидрологических характеристик морской среды и рассчитана циркуляция вод подо льдом; •. выявлены сезонные циклы изменчивости органогенных веществ и вычислена величина первичной продукции.

На защиту выносятся следующие положения:

1,.Методология построения информационно-аналитической системы, основой которой являются климатические нормы параметров морской среды (температуры воды, солености, величины рН, абсолютного и относительного содержания растворенного в воде кислорода, фосфатов, нитритов и силикатов в безледный период), позволяет создать инструментарий для оценки геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон.

2. Технология ГИС «Сахалинский шельф» (поставлена задача, созданы алгоритмы и не имеющий аналогов пакет прикладных программ), разработана и реализована на основе идеологии построения информационно-аналитической системы, базируется на использовании многокомпонентной модели годового хода параметров морской среды, позволяет анализировать и. прогнозировать изменения геоэкологической обстановки в шельфовой зоне Сахалина.

3. Новые представления о режиме вод шельфовой зоны (залив Анива, пролив Лаперуза, северо-восточный шельф Сахалина), которые невозможно получить традиционными методами анализа, включающие сведения о климатических нормах, циркуляции, гидролого-гидрохимическом режиме и, структуре вод (в том числе и в зимний период), можно получать с помощью информационно-аналитической системы.

Практическая значимость работы. Разработанная методология позволяет создавать инструментарий для прогноза геоэкологической обстановки в любых районах шельфовой зоны Мирового океана.

Результаты исследований в виде электронной и печатной версий «Океанографического атласа шельфовой зоны острова Сахалин» широко используются в практической и научной деятельности в дальневосточных подразделениях Роскомгидромета, в Институте океанологии им. П. П. Ширшова РАН, в Сахалинском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии, в Дальневосточном отделении Российской академии наук (ТОЙ ДВО РАН), в Санкт-Петербургском, Московском, Дальневосточном, Сахалинском государственных университетах, в Российском государственном гидрометеорологическом институте и других организациях, выполняющих океанологические, экологические и геоэкологические исследования на сахалинском шельфе. Они позволяют: » моделировать различные процессов, происходящие в шельфовой зоне острова Сахалин (трансформация органогенных веществ, распространение загрязняющих веществ в водной среде и т.п.); разрабатывать методики картографирования океанографической информации в отдельных районах дальневосточных морей;

• оперативно оценивать современную геоэкологическую обстановку в районах сахалинского шельфа;

• организовывать и планировать геоэкологические исследования на морских акваториях;

• разрабатывать современные системы контроля и борьбы с последствиями аварийных нефтяных разливов;

Личный вклад автора. Основные результаты исследований получены автором лично в процессе его работы над плановыми и инициативными темами в период с 1987 по 2002 гг. в различных организациях. Каталогизация исторической информации, разработка концепции информационно-аналитической системы осуществлялись в Институте морской геологии и геофизики (ИМГиГ ДВО РАН) в 1987 - 1991 гг. Разработка пакета прикладных программ "Atlas" (свидетельство Рос АПО № 930078) и создание проблемно-ориентированной базы данных (свидетельство РосАПО № 930002) выполнялось в Сахалинском отделении Международной топливно-энергетической ассоциации в 1992 - 1994 гг. Систематизация и обобщение режимных характеристик, создание программы для расчета аномалий параметров морской среды, моделирование процессов трансформации органогенных веществ и оценка продуктивности морских вод были выполнены в СахНИРО в 1994 - 2002 гг. Обобщение всех этапов исследований автора в виде диссертационной работы было сделано в Сахалинском филиале Дальневосточного института геологии ДВО РАН.

Апробация работы. Основные результаты выполненных исследований докладывались на научных семинарах и заседаниях Ученых советов

Сахкомгидромета (Южно-Сахалинск, 1983-1999 гг.), СахНИРО (Южно-Сахалинск, 1994-2001 гг.), ИМГиГ ДВО РАН (Южно-Сахалинск, 19871991 гг.), ДВНИГМИ (Владивосток, 1986 г.), на научных семинарах в ГОИНе (Москва, 1983-1996 гг.), Российском гидрометеорологическом институте (Санкт-Петербург 1996-1998 гг.), на международных рабочих совещаниях "PICES" (Владивосток, 1995 г.; Немуро (Япония), 1998 г.; Хакодате (Япония), 2000 г.; Циндао (Китай), 2002 г.), на международном симпозиуме Ice & Okhotsk Sea (Момбецу (Япония), 1993, 1998 гг.), на рабочих совещаниях в Йоичи в 1998 г., в Хакодате в 2000 г., на заседании кафедры океанологии МГУ, 2002 г.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 35 публикациях, в числе которых 6 монографий и два авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Работа представлена в двух томах. Том 1, объемом 268 страниц, включает в себя введение, пять глав, заключение и. список литературы из 207 наименований; содержит в себе 47 рисунков и 23 таблицы. Том 2 - Приложения (101 страница), содержит в себе 101 рисунок и 16 таблиц.

Благодарности. Я храню в своем сердце глубочайшую признательность ныне покойному проф. А. И. Симонову, под руководством которого были сделаны первые обобщения гидрохимических наблюдений в шельфовой зоне Сахалина и разработана стратегия настоящего исследования. Автор выражает благодарность А. О. Бобкову за разработку программного обеспечения ГИС «Сахалинский шельф»; д.х.н. А. В. Леонову, д.г.н. А. Д. Нелезину, д.г.-м.н. Б. Н. Пискунову, д.ф.-м.н. В. В. Иванову и А. Т. Ман-дычу за критический анализ и советы к публикациям и рукописи диссертации; моему научному консультанту, д.т.н. В. А. Мелкому за помощь и поддержку на завершающей стадии подготовки диссертационной работы к защите.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Пищальник, Владимир Михайлович

Выводы к главе 5

1. С помощью информационно-аналитической системы (ИАС) ГИС «Сахалинский шельф» рассчитаны новые «нормы» для комплекса параметров морской среды шельфовой зоны Сахалина. По отношению к существующим нормам абсолютная ошибка интегральной (послойной) температуры воды в среднем составляет ±1.1 °С, относительная - >15%. При расчете аномалий температуры абсолютные величины их могут различаться более чем на порядок. Для гидрохимических параметров климатические нормы вычислены впервые.

2. Расчетное бактериальное потребление нефтяных углеводородов (НУ) в заливе Анива составило 210.389 тыс. т в год, что на порядок больше предыдущих оценок. Оцененные скорости деградации НУ нефтеокисляющими бактериями составляют в максимуме до 0.010 мг С/(л сут). Полученная невязка баланса НУ вполне приемлема и находится в пределах точности выполняемых расчетов (в среднем 2.6%).

3. При совместном использовании с другими современными средствами получения, анализа и обработки информации ИАС может являться базовой основой для создания технологических цепочек любой конфигурации и сложности при решении широкого спектра научных, образовательных, мониторинговых и прогностических задач.

241

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержатся основные результаты исследований автора, которые можно рассматривать как решение научной проблемы, имеющей важное народно хозяйственное значение: анализа геоэкологической обстановки шельфовых зон (ГЭО ШЗ) путем разработки теоретических основ создания информационно-аналитической системы (ИАС) и методов имитационного моделирования с целью анализа и прогноза состояния морской среды.

Методологические разработки технически реализованы в созданной информационно-аналитической системе ГИС «Сахалинский шельф». На конкретных примерах показаны возможности ГИС для анализа ГЭО в природно-технических комплексах шельфовой зоны (ПТК ШЗ) Сахалина, в результате чего были получены новые знания о режиме прибрежных вод.

Основные научные результаты работы заключаются в следующем:

1. На основе анализа геосистем определена специфика и структура системы природно-технических комплексов для шельфовых зон, разработан понятийный аппарат и выделены основные подсистемы для анализа ее состояния. В развитии теории геоэкологии введен новый термин «геоэкологическая обстановка шельфовых зон» (ГЭО ШЗ), проанализированы основные определяющие ее факторы, и показана основополагающая роль оценки природного фона, как исходной точки для отсчета изменений, связанных с антропогенным воздействием.

2. Разработаны концепция, принципы функционирования и структура ИАС ПТК ШЗ, которая позволяет отслеживать и анализировать изменения геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе имитационного моделирования. Информационной основой для построения системы является многокомпонентная модель годового хода параметров морской среды.

3. Разработана методология имитационного моделирования процессов, для оценки состояния ГЭО. Моделирование целостных систем основывается на соблюдении следующих требований:

• функционирование системы оценивается на основе причинно-следственных отношений между изменяемыми параметрами состояния природных и технических объектов;

• модели процессов в ПТК ШЗ необходимо упрощать до такой степени, чтобы можно было понять суть поведения системы;

• необходимо определять области применимости модели;

• человек в системе рассматривается как внешний фактор, влияющий на входные параметры модели, контролирующий их и управляющий ими через обратные связи.

4. Разработана методология структурирования информации о состоянии морской среды в ПТК ШЗ на основе ГИС-технологий и выработаны требования к ГИС, предназначенной для анализа ГЭО в ПТК ШЗ Сахалина. Моделирование ГЭО ПТК ШЗ осуществляется путем выявления взаимосвязей между процессами на основе различного сочетания и сопряженного анализа параметров, характеризующих состояние подсистем.

В информационную основу ГИС «Сахалинский шельф» заложена базовая модель годового хода следующих параметров морской среды: температуры воды, солености, абсолютного и относительного содержания растворенного в воде кислорода, величины рН и биогенных веществ (фосфаты, нитриты, силикаты) в шельфовой зоне острова Сахалин в безледовый период.

5. С использованием ГИС «Сахалинский шельф» выполнен комплексный анализ состояния морской среды в проливе Лаперуза. Восстановлен полный цикл годового хода параметров морской среды и смоделирована циркуляция вод подо льдом, что позволило получить новые сведения о режиме вод в зимний период, наблюдения для которого отсутствуют: а) установлено, что в заливе Анива смена направления циркуляции вод происходит зимой, а не летом; б) установлен факт отсутствия замещения вод течения Соя водами Восточно-Сахалинского течения подо льдом; в) изучено явление даунвеллинга вдоль побережья острова Хоккайдо, который является причиной формирования промежуточного минимума температуры и солености вод в проливе на горизонте 75 м; г) выявлено, что накопление биогенных веществ в осенне-зимний период происходит в результате воздействия двух факторов: снижения активности планктонных сообществ и интенсивного поступления их с водами Восточно-Сахалинского течения; д) вычислены новые «нормы» для комплекса параметров морской среды шельфовой зоны Сахалина; е) расчетное бактериальное потребление нефтяных углеводородов (НУ) в заливе Анива составляет 210.389 тыс. т в год, что на порядок выше предыдущих оценок. Скорости деградации НУ нефтеокисляющими бактериями в максимуме достигают 0.010 мг С/(л сут).

6. Примененная для анализа ГЭО ИАС ГИС «Сахалинский шельф» представляет собой новый технологический этап в комплексной обработке оперативной и исторической информации о состоянии морской среды. С ее помощью можно осуществлять связь исторической судовой и современной спутниковой информации, решать вопросы организации научно обоснованного мониторинга любого уровня и направленности, интерпретировать результаты научных исследований и получать практическое доказательство теоретических предпосылок. Она является базовой основой для построения технологических цепочек любой конфигурации и сложности при решении широкого спектра научных, образовательных, мониторинговых и прогностических задач

Система востребована и в настоящее время широко используется научно-исследовательскими организациями и учебными заведениями, участвующими в выполнении нефтегазовых шельфовых проектов Сахалина.

Основные публикации по теме диссертации

1. Оценка сезонной изменчивости поверхностных течений на шельфе Сахалина по материалам спутниковых наблюдений (миссия ТОПЕКС-ПОСЕЙДОН) : Отчет о НИР / В. В. Иванов, В. М. Пищальник, А. А. Хан. - Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО РАН, 2003. - 80 с.

2. Пищальник, В. М. Характеристика загрязненности пленкой нефтепродуктов отдельных районов дальневосточных морей за период 19761979 гг. / В. М. Пищальник. - Рукопись деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД, 1982.-№ 131 ГМ-Д82 от 22.02.82.-12 с.

3. Пищальник, В.М. Оценка поступления нефтяных углеводородов в Охотское море при перевозках танкерным флотом / В. М. Пищальник. - Рукопись деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД, 1985. - № 343 ГМ-Д82 от 14.10.85.-7 с.

4. Пищальник, В. М. Гидрохимия и загрязнение морских вод шельфа острова Сахалин, прогностические оценки и рекомендации по предотвращению загрязнения : Дис. . канд. геогр. наук / В. М. Пищальник ; Сахалинское УГКС. - Южно-Сахалинск : 1986. - 178 с.

5. Пищальник, В. М. Нефтяное загрязнение залива Анива и рекомендации по его уменьшению (информационное письмо) / В.М. Пищальник. -Южно-Сахалинск, Южно-Сахалинск, СахУГКС, 1986.-21 с.

7. Пищальник В. М. Особенности распространения нефтяного загрязнения на северо-восточном шельфе острова Сахалин / В. М. Пищальник, А.В. Удовенко // Проблемы охраны окружающей среды Дальнего Востока: II регион. Научно-техн. конф. (тез. докладов). - Хабаровск, ЦНТИ,1989. - С. 18-20.

9. Пищальник, В. М. Опыт расчета водного баланса зал. Анива / В. М. Пищальник // Тр. ДВНИГМИ. - 1990. - Вып. 40. - С. 92-94.

11. Пищальник, В М. Климат и гидрологический режим акваторий / В. М. Пищальник // Южные Курильские острова (природно-экономический очерк). - Южно-Сахалинск, Изд-во ИМГиГ ДВО РАН, 1992. - С. 19-34.

12. Пищальник, В. М. Методологические принципы построения компьютеризированного гидролого-гидрохимического атласа сахалинского шельфа / В. М. Пищальник, А. О. Бобков // Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям. - Обнинск : ВНИИГМИ-МЦД, 1992.-С. 312-334.

13.Пищальник, В. М. Опыт создания компьютеризированного атласа сахалинского шельфа / В. М. Пищальник // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. - М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - С. 67-78.

14. Пищальник, В. М. Гидролого-гидрохимический атлас сахалинского шельфа / В. М. Пищальник, А. О. Бобков // Тезисы докладов X международной конференции по промысловой океанологии.- М. : Изд-во ВНИРО, 1997.-С. 99-101.

15.Пищальник, В. М. Картографическое моделирование океанографических процессов и проблемы использования исторических данных / В. М. Пищальник, JI. П. Якунин, Д. Р. Радченко // Научные доклады. 3-я Международная Конференция «Экология и развитие Северо-Запада России» 5-9 июля 1998 г. - С.Пб., МАНЭБ, 1998. - С. 157-161.

16. Пищальник, В.М. Обзор океанографических исследований на морских акваториях Сахалинской области / М. JI. Красный и др. // Пути создания системы мониторинга шельфа Сахалинской области. - Южно-Сахалинск, Сах. книж.изд-во, 1998. - С. 33-39.

17. Пищальник, В.М. Современное состояние организации сбора информации по химическому загрязнению морских вод / М. JI. Красный и др. // Пути создания системы мониторинга шельфа Сахалинской области. -Южно-Сахалинск, Сах. книж. изд-во, 1998. - С. 40-46.

18. Пищальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод на охотомор-ском шельфе острова Сахалин / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин // Тематический выпуск ДВНИГМИ № 2. - Владивосток, Дальнаука, 1999.-С. 84-96.

20. Пищальник, В. М. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. Часть I / В. М. Пищальник, А. О. Бобков - Южно-Сахалинск : изд-во СахГУ, 2000а. -174 с.

22. Пищальник, В. М. Изучение условий функционирования экосистемы залив Анива - пролив Лаперуза / В. М. Пищальник, А. В. Леонов // Водные ресурсы. - 2003. - Т. 30. -№ 5. - С. 616-636.

23. Пищальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод в прибрежных районах острова Сахалин / В. М. Пищальник и др. // Метеорология и гидрология. - 2003. - С. 87-95.

25. Расчет климатических норм для гидролого-гидрохимических параметров морской среды шельфовой зоны острова Сахалин (на примере залива Анива): Отчет о НИР. Проект выполнен по гранту администрации Сахалинской области / В. М. Пищальник, А. О. Бобков, А. А. Клочков и др. - Южно-Сахалинск, ИМГиГ, 2000. - 33 с.

26. Тамбовский, В. С. Атлас льдов Охотского и Японского морей / В. С. Тамбовский, В. М. Пищальник. - Южно-Сахалинск: 1993. - 195 с.

27.Bobrovski, В. J. Background hydrographic conditions in the experimental area Prelim, results of the I-st Sov.-Amer. tsunami expedition / B. J. Bo-brovski, A. E. Zhukov, V. M. Pishchalnik, S. M. Onishchenko. - Honolulu, NOAA-J THE-162, 1976.

28. Pishchalnik, V. M. Hydrological Sakhalin off-shore Atlas version for IBM PC AT / V. M. Pishchalnik // The eighth international symposium on Okhotsk sea & Sea ice and isy/polar ice extent workshop. Abstracts. 1-5 February, 1993. - Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1993. - P. 193-194.

29. Pishchalnik, V. M. The La Perouse strait water masses / V. M. Pishchalnik, V. S. Arkhipkin // The Thirteenth International Symposium on Okhotsk sea & Sea Ice and the Ice Scour and Arctic Marine Pipelines Workshop. Abstracts. 1-5 February, 1998. - Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1998. - P. 292293.

30. Pishchalnik, V. M. Correspondence between the ice coverage and temperature the Sea of Okhotsk / V. M. Pishchalnik, I. V. Smolyar // The Thirteenth International Symposium on Okhotsk sea & Sea Ice and the Ice Scour and Arctic Marine Pipelines Workshop. Abstracts. 1-5 February, 1998. - Mombetsu, Hokkaido, Japan, 1998. - P. 294-295.

31.Pishchalnik, V. M. Modeling of the processes of biotransformation of organogenic substrates in the La Perouse (Soya) strait / V. M. Pishchalnik, A. V. Leonov // PICES: Eleventh Annual Meeting, Program & Abstracts (October 18-26, 2002, Qingdao, People's Republic of China). - P. 123.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Пищальник, Владимир Михайлович, Южно-Сахалинск

1. Айбулатов, Н. А. Введение / Н. А. Айбулатов // Геоэкология шельфа и берегов России-М.: Ноосфера, 2001-С. 4-8.

2. Айбулатов, Н. А. Геоэкология береговой зоны моря / Н. А. Айбулатов // Проблемы развития береговой зоны моря.-М.: ИО АН СССР, 1989,- С. 81-87.

3. Айбулатов, Н. А. Проблемы геоэкологии шельфа и морских берегов / Н. А. Айбулатов // Геоэкология. 1993.- № 3,- С. 317.

4. Айбулатов, Н. А. Геоэкология шельфа и берегов Мирового океана / Н. А. Айбулатов, Ю. В. Артюхин. СПб., Гидрометеоиздат, 1993.- 304 с.

5. Алекин,. О. А, Основы гидрохимии /О. А. Алекин. Л., Гидрометеоиздат, 1970.-444 с.

6. Архипкин, В. С. Алгоритмы и программы по обработке океанологической информации / B.C. Архипкин. М.: Изд-во Московского университета, 1992.-83 с.

7. Архипкин, В. С. Основы термодинамики морской воды/ В. С. Архипкин, С. А. Добролюбов. -М.: Диалог-МГУ, 1998. 154 с.

8. Астафьев В. Н. Торосы и стамухи Охотского моря / В. Н. Астафьев, Г. А. Сурков, П. А. Трусков СПб., Прогресс-Погода, 1997. - С. 9.

9. Баталии, A.M. Итоги науки на Дальнем Востоке за 50 лет Советской власти. Вып.1. Океанография / А. М. Баталии .- Владивосток : Изд-во CCJAHCCCP, 1%8: -1Шс.

10. Беляев, Б. Н: Прикладные океанологические исследования / Б. Н. Беляев: Л:, Ридрометеоиздшт 1986. - 144 с:

11. Бобков, А-. А-. Течение- Соя и его- меето- в- системе- вод- Южно-Курильского-района^/ А. А. Бобков^—Известия РГО; 1-992. —Т. 1-24. — Вып. 5. С. 461-470.

12. Бруевич, С. В. Химические исследования Института океанологии АН СССР на дальневосточных морях и в прилегающей части Тихого океана ГС. В. Бруевич // Гр. ИОАП. 19У6. -Т. 1*7.- С. 18-411.

13. Бруевич, С. В. Химия Тихого океана / С. В. Бруевич М.: Наука, 1966358 с.

14. Бруевич, С. В. Гидрохимическая характеристика Охотского моря / С. В. Бруевич, А. Н. Богоявленский, В. В. Мокиевская // Тр. ИОАН. 1960. -Т. 42.-С. 123-198.

15. Будаева, В. Д. Сезонная изменчивость пикноклина в заливе Анива и проливе Лаперуза / В. Д. Будаева, В. Г. Макаров // Тр. ДВНИГМИ. — 2000а.-Вып. 140.-С. 19-23.

16. Будаева, В. Д. Моделирование типовых циркуляций вод в заливе Анива и проливе Лаперуза / В. Д. Будаева, В. Г. Макаров // Тр. ДВНИГМИ. -20006! Вып. 140. - С. 24-28.

17. Будаева, В. Д. К вопросу изменчивости термических условий у юго-западного побережья- о. Сахалин; в заливе Анива к Южно-Курильском-проливе/ В. Д. Будаева // Известия ТИНРО. 1975.- Т. 95. - С. 9-25.

18. Вернадский, В. И. Биосфера / В. И. Вернадский. —М.: —1967.

19. Викторов, С. В. Космическая океанография: предмет, состояние, перспективы, С. BL Викторов // Тр. ГОИН.- Вып. 166г Л-i. Гидрометеоиздат,. 1982. С. 4-23.

20. Воронцов, А. А. Режимно-справочный банк данных «Океанография -моря СССР» / А. А. Воронцов, Н. Н. Михайлов, С. А. Олейников, И. Г. Ульянич. Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 1990. - 92 с.

21. Галеркин, Л. И. Оценка взаимосвязи статистических распределений температуры, солености, плотности и скорости звука в северной части Тихого океана / Л.И. Галеркин// Океанология. 1979. - Т. 21. - Вып. 5. -С. 805-809

22. Галеркин, Л. И. Статистика термохалинных полей и водные массы северной части Тихого океана / Л. И. Галеркин // Тр. ВНИИГМИ-МЦД. -1981.-№90.-С. 76-107.

23. Геоэкология шельфа и берегов морей России / Под ред. Н. А. Айбулато-ва. М.: Ноосфера, 2001. - 428 с.

24. Гидрологические наблюдения морских экспедиций 2 Международного полярного года / Под ред. И. А. Киреева. Ленинград, Москва, 1936. -Вып: 1-7.

25. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Гидрохимия Охотского моря / Под ред. Т. И. Супранович, Т. С. Моторыки-ной // Тр. ДВНИИ. -1981. Вып. 33. -172 с.

26. Гидрометеорологические, условия, шельфовой- зоны, морей. СССР- Гидрохимия Японского моря / Под ред. Т. И. Супранович, Т. С. Моторыки-ной // Тр. ДВНИИ. 1984. - Вып. 35. - 89 с.

27. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности / Под ред. Ф. С. Терзиева. СПб., Гидрометеоиздат, 1993: -168 с.

28. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том-IX. Охотское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / Под ред. Ф. С. Терзиева. СПб., Гидрометеоиздат, 1998. - 342 с.

29. Глинников, М- «Демос» и Internet близнецы-братья / М. Глинников. -М.: Мир ПК, 1999. - № 3. - С. 92-95.

30. Горбачев, И. В. Использование продуктов ESRI в региональном банке цифровой информации по геологии нефти и газа / И. В. Горбачев, В. В. Уваров // ARCREVIEW, 2000. № 3. - С. 8.

31. Государственный водный кадастр. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Том 1. РСФСР: Вып.22; Бассейны рек Сахалинской области. Л., Гидрометеоиздат^ 1987. -228 с.

32. Грузинов, В. М. Современные пробле*мы изучения, фронтальных зон. Мирового океана / В. М. Грузинов // Исследование морей и океанов. -СПб., 1995.-С. 85-89.

33. Дерюгин, К. К. Работы в Тихом океане / К. К. Дерюгин // Советские океанографические экспедиции. Д., Гидрометеоиздат, 1968. - С. 162185:

34. Дерюгин, К. М. Тихоокеанская экспедиция Государственного гидрологического института: / К. М. Дерюгин-//Исследования-морей-СССР: — Л., Гидрометеоиздат, 1933: Вып. 19: - С. 5-36:

35. Добровольский^ А. Д. История гидрологических исследований и использованный материал / А. Д. Добровольский //.Тихий.океан. Гидрология Тихого океана. М.: Наука, 1968. - С. 9-19.

36. Добровольский, А. Д. Моря СССР / А. Д. Добровольский, Б. С. Залогин. -М. :МГУ, 1982.-С. 157-189.

37. Дроздов, А. О. Что следует называть климатическими нормами? / А. О. Дроздов, Е. С. Рубинштейн // Изв. АН СССР, сер. географ. 1966. -Вып. 1.-С. 93-98.

38. Дьяконов, К. Н. Становление концепции геотехнической системы / К. Н. Дьяконов //Вопросы географии. Вып. 108. Природопользование (географические аспекты). М.: Мысль, 1978. - С. 54-63.

39. Ездаков, А. Российский сервер: каков он? / А. Ездаков. М. : Мир ПК, 1999.-№3.-С. 34-39.48а. Журбас. В. М. Основные механизмы распространения нефти в море / В. М. Журбас // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Механика жидкости и газа.-1978.-С. 144-159.

40. Зенкевич, Л. А. Биология морей СССР / Л. А. Зенкевич. М. : Изд-во АН СССР, 1963.-739 с.

41. Залогин, Б.С. Оксан человеку / Б.С. Залогин. -М.: Мысль, 1983.-206 с.

42. Зенкин, О. В. Разработка методики оценки геоэкологической обстановки в водах Охотского моря на основе спутниковых данныхМОБШ : Дис. .канд. тех. наук / О. В. Зенкин ; Сахалинский филиал ДВГИ ДВО РАН. -Южно-Сахалинск : 2004. 148 с.

43. Зубов, Н. Н. Отечественные мореплаватели исследователи океанов и морей / Н. Н. Зубов. - М.: Географгиз, 1954. - 474 с.

44. Иванов, В. В. Интерпретация спутниковых измерений вариаций уровня моря / В. В. Иванов // Исследование земли из космоса. 2003. - № 3. - С. 1-8.

45. Ивченко, В. В. Экономико-организационные основы рационального использования биологических ресурсов Мирового океана / В. В. Ивченко. -М.: 1980.- 113 с.

46. Израэль, Ю. А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей природной среды. Основы мониторинга / Ю. А. Израэль // Метеорология и гидрология. -1974. -№ 7. С. 3-8.

47. Израэль, Ю. А. Концепция мониторинга состояния биосферы / Ю. А. Израэль // Мониторинг состояния окружающей природной среды. Труды I советско-английского симпозиума. JL, Гидрометеоиздат, 1977. — С. 10-33.

48. Израэль, Ю. А. Антропогенная экология океана / Ю. А. Израэль, А. В. Цыбань. Л., Гидрометеоиздат, 1989. - 528 с.

49. Израэль, Ю. А. Современное состояние прибрежных экосистем морей Российской Федерации / Ю. А. Израэль, А. В. Цыбань, С. В. Панов // Метеорология и гидрология . 1995. — № 9. - С. 6-21.

50. Исаченко, А. Г. Ландшафтовсдснис и физико-гсографичсскос районирование / А. Г. Исаченко. М.: Высшая школа. - 1991.

51. Истошин, Ю. В. Японское море/ Ю. В. Истошин. М. : Географгиз, 1959.-77 с.

52. Камышев А. П. Методы и технологии мониторинга природно-технических систем Севера Западной Сибири /А. П. Камышев. М. : ВНИ11И1АЗДОЬЫЧА. -1999.

53. Кантаков, Г. А. Современные исследования течений в рыбопромысловых районах Сахалино-Курильского региона / Г. А. Кантаков, В. Н. Частиков, Г. В. Шевченко // Тр. СахНИРО. 2002. - Т. 4. - С. 3-21.

54. Каталог промыслово-биологических и гидрологических данных (1980 -1992 гг.) / Под ред. Л. Н. Бочарова. Владивосток : ТИНРО, 1992. - 78 с.

55. Киенко, Ю. П. Введение в космическое природоведение и картографирование / Ю. П. Киенко. М. ; Геодезиздат, 1994. - 112 с.

56. Киселев И. А. Фитопланктон дальневосточных морей как показатель некоторых особенностей их гидрологического режима / И. А. Киселев // Тр. ГОИН. 1947. - Вып. 1(13).-С. 189-192.

57. Климатический и гидрографический атлас Японского моря / Под. ред. В. С. Самойленко. М.: Гидрометеоиздат, 1955. - 100 с.

58. Климов, С. М. Инструкция по производству наблюдений и обработке данных системы оперативных стандартных разрезов (ССОР). Сахалинский шельф / С. М. Климов, Ю. Д. Травкин. Владивосток : ТИНРО. -36 с.

59. Князева, Е. Н. Основания синергетики / Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов. СПб., Изд-во Алетейя, 2002. - 414 с.

60. Козловский, В. Б. Возможные изменения динамики вод Амурского лимана в результате антропогенного влияния / В. Б. Козловский // Тр. ГОИН. 1980. - Вып. 89. - С. 41 -48.

61. Комплексные исследования экосистемы Охотского моря / Под ред. В. В. Сапожникова. М.: Изд-во ВНИРО, 1997. - 274 с.

62. Коплан-Дикс, И. С. Основы статистической обработки и картирования океанографических данных / И. С. Коплан-Дикс. JL, Гидрометеоиздат, 1963. -130 с.

63. Кочергин, В. П., Тимченко И.Е. Мониторинг гидрофизических полей океана / В. П. Кочергин, И. Е. Тимченко. Л., Гидрометеоиздат, 1987. -278 с.

64. Красный, М. Л. Пути создания системы мониторинга шельфа Сахалинской области / М. Л. Красный, В. Н. Храмушин, В. А. Шустин и др. -Южно-Сахалинск : Сахалинское книжное изд-во, 1998.-207 с.

65. Лаппо, С. С. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан-атмосфера и энергоактивные зоны Мирового океана / С. С. Лаппо, С .К. Гулев, А. Е. Рождественский. Л.; Гидрометеоиздат, 1990. —335 с.

66. Ле Блон, П. Волны в океане / П. Ле Блон, Л. Майсек. М. : Мир, 1981. -478 с.

67. Леонов, А. В. Анализ особенностей функционирования экосистемы Рыбинского водохранилища с помощью математической модели / А. В. Леонов, А. С. Литвинов, С. М. Разгулин // Водные ресурсы. 1996. - Т. 23. - № 6. - С. 739-753.

68. Леонов, А. В. Математическое моделирование процессов биотрансформации органогенных веществ для изучения условий евтрофирования вод поверхностного слоя Каспийского моря / А. В. Леонов, О. В. Стыгар // Водные ресурсы. 2001.- Т. 28. - № 5. - С. 587-605.

69. Леонов, А. К. Региональная океанография. Ч 1. Берингово, Охотское, Каспийское и Черное моря / А. К. Леонов. Л., Гидрометеоиздат, 1960. -766 с.

70. Леонов, А. В. Биотрансформация в нефтепродуктов в водах залива Анива: оценка с помощью математического моделирования / А. В. Леонов,

71. B. М. Пищальник // Водные ресурсы. 2004 - (в печати).

72. Лучин, В. А. Сезонные изменения температуры и солености в деятельном слое вод Японского моря / В. А. Лучин, А. Н. Манько // Тематический выпуск ДВНИГМИ № 2 : Сб. науч. тр. Владивосток, Дальнаука, 1999.-С. 71-83.

73. Лучин, В. А. Результаты океанографических исследований по проекту «Моря» (Дальневосточный регион) / В. А. Лучин // ДВНИГМИ-50 лет : Сб. науч. тр. Владивосток, Дальнаука, 2000. - С. 90-112.

74. Макаров, С. О. "Витязь" и Тихий океан". Океанографические работы /

75. C. О. Макаров / Под ред. Н. Н. Зубова, А. Д. Добровольского. — М. : Географии, 1950. С. 95-240.

76. Малинников, В. А, Теория и методы информационного обеспечения мониторинга земель (тематическая обработка видеоизображений) : Дис.док. тех. наук / В. А. Малинников. М. : МИИГАиК. - 1999 - Т. 1. -351 с.

77. Мамаев, О. И. Термохалинный анализ вод Мирового океана / О. И. Мамаев. -Л., Гидрометеоиздат, 1987. 296 с.

78. Мамаев, О. И. Т,8-анализ вод Черного моря / О. И. Мамаев, В. С. Архишага, В. С. Тужилкин // Океанология. 1994. - Т. 34. - Вып. 2. - С. 178-192.

79. Маркина, Н. П. Новые данные о количественном распределении планктона и бентоса в Охотском море / Н. П. Маркина, В. И. Чернявский // Известия ТИНРО. 1984. - Т. 9. - С. 94-99.

80. Мелкий, В. А. Аэрокосмический мониторинг вулканоопасных территорий: теория и методы : Дис. . док. тех. наук / В. А. Мелкий. М. : МИИГАиК. - 1999. -Т. 1.-338 с.

81. Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов. М.: Изд-во ВНИРО, 1988. - 119 с.

82. Миронов, А. Б. Концептуальная модель банка данных о состоянии орошаемых земель / А. Б. Миронов // Аэрокосмические методы исследований при мелиоративном и хозяйственном строительстве : Сб. науч. тр. В/О «Союзводопроект». -М., 1990. С. 37-51.

83. Можаев, Б. Н. Геоиндикационное моделирование (с использованием материалов аэро- и космических съемок) / Б. Н. Можаев, Н. Ф. Афанасьев, В. И. Астахов. Л., Недра, 1984. - 247 с.

84. Мокиевская, В. В. О распределении форм фосфора в водах дальневосточных морей / В. В. Мокиевская // Тр. ИОАН. 1958. - Т. 62. - С. 6-25.

85. Монин, А. С. Изменчивость Мирового океана / А. С. Монин, В. И. Ка-менкович, В. Г. Корт. Л., Гидрометеоиздат, 1974 . -246 с.

86. Морошкин, К. В. Водные массы Охотского моря / К. В. Морошкин. М. : Наука, 1966. - 55 с.

87. Морошкин, К. В. Многолетние гидрологические наблюдения в Охотском море / К. В. Морошкин // Тр. ДВНИГМИ. 1963. - Вып. 013. - С. 64-78.

88. Морошкин, К. В. Новая схема поверхностных течений Охотского моря / К. В. Морошкин // Океанология. 1964. - Т. 4.- Вып. 4. - С. 641643.

89. Музыченко, А. Г. Годовые и полугодовые колебания температуры поверхности северной части Тихого океана / А. Г. Музыченко, С. X. Ро-зенфельд // Тр. ДВНИИ. 1987. - Вып. 129. - С. 32-39.

90. Мухина, Л. И. / JI. И. Мухина, О. Н. Толстихин // Природа и научно-техническая революция. JL, Недра, 1985.

91. Назаров, Н. А. Моделирование водного и биогеохимического циклов лесного бассейна в течение года / Н. А. Назаров, А. В. Леонов // Водные ресурсы. 1999. - Т. 26. - № 1. с. 35-47.

92. Научно-прикладной справочник по климату СССР / Сер. 3, части 1-6, вып. 34. Сахалинская область. — Л., Гидрометеоиздат, 1990. — 350 с.

93. Обеспеченность фитопланктона биогенными элементами в северной части Охотского моря / Н. В. Аржанова, И. А. Налетова, В. В. Сапожников, А.В. Полякова // Океанология. 2002. - Т. 42. - № 2. - С. 198-209.

94. О введении Шкалы практической солености, 1978, и нового Международного уравнения состояния морской воды // Океанология. — 1982. Т.22,-Вып. 2.-С. 337-343.

95. Обработка данных океанографических станций. ЮНЕСКО-МГИ, Севастополь, 1993. - 136 с.

96. Осипов, В. И. Геоэкология междисциплинарная наука о экологических проблемах геосферы / В. И. Осипов // Геоэкология. - 1993. - № 1. -С. 4-18.

97. Основные гидрометеорологические сведения о морях СССР / Т. 9. Охотское море.-Л., Гидрометеоиздат, 1956. Вып. 2.

98. Основные черты геологии и гидрологии Японского моря. М. : Изд-во АН СССР, 1961.-224 с.

99. Панфилова, С. Г. Температура вод / С. Г. Панфилова // Основные чер= ты геологии и гидрологии Японского моря. М. : Изд-во АН СССР, 1961.-С.155-169,

100. Патин, С. А.Нефть и экология континентального шельфа / С. А. Патин. -М.: Изд-во ВНИРО, 2001.-247с.

101. Петелин, В. П. Охотское море / В. П. Петелин // Океанографическая энциклопедия. Л., Гидрометеоиздат, 1974. - С. 347-351.

102. Пищальник, В. М. Гидрохимия и загрязнение морских вод шельфа острова Сахалин, прогностические оценки и рекомендации по предотвращению загрязнения : Дис. . канд. геогр. наук / В. М. Пищальник ; Сахалинское УГКС. Южно-Сахалинск : 1986, - 178 с.

103. Пищальник, В. М. Опыт расчета водного баланса зал. Анива / В. М. Пищальник // Тр. ДВНИГМИ. 1990. - Вып. 40. - С. 92-94.

104. Пищальник, В. М. Каталог глубоководных наблюдений, выполненных в шельфовой зоне острова Сахалин за период 1948-1987 гг / В. М. Пищальник, С. М. Климов. Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО АН СССР,1991.-168 с.

105. Пищальник, В М. Климат и гидрологический режим акваторий / В. М. Пищальник // Южные Курильские острова (природно-экономичсский очерк). Южно-Сахалинск, Изд-во ИМГиГ ДВО РАН, 1992. - С. 19-34.

106. Пищальник, В. М. Опыт создания компьютеризированного атласа сахалинского шельфа / В. М. Пищальник // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. — М.: Изд-во ВНИРО, 1997. С. 67-78.

107. Пищальник, В. М. Гидролого-гидрохимический атлас сахалинского шельфа / В. М. Пищальник, А. О. Бобков // Тезисы докладов X международной конференции по промысловой океанологии М. : Изд-во ВНИ-POJ997.-C. 99-101.

108. Пищальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод на охотомор-ском шельфе острова Сахалин / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин // Тематический выпуск ДВНИГМИ № 2. Владивосток, Дальнаука, 1999. -С. 84-96.

109. Пищальник, В. М. Сезонная изменчивость термохалинной структуры вод пролива Лаперуза / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин // Вестн. МГУ, сер. 5 «География». 2000. - № 5. - С. 43-47.

110. Пищальник, В. М. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. Часть I / В. М. Пищальник, А. О. Бобков Южно-Сахалинск ; изд-во СахГУ, 2000а. -174с.

111. Пищальник, В. М. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. Часть II / В. М. Пищальник, А. О. Бобков. Южно-Сахалинск : изд-во СахГУ, 2000б.-108с.

112. Пищальник, В. М. Пищальник, В. М. Изучение условий функционирования экосистемы залив Анива пролив Лаперуза / В. М. Пищальник, А. В. Леонов // Водные ресурсы. - 2003. - Т. 30. - № 5. - С. 616-636.

113. Пищальник, В. М. Сезонные вариации циркуляции вод в прибрежных районах острова Сахалин / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин, Г. И, Юрасов, С. С. Ермоленко // Метеорология и гидрология. 2003. - С. 8795.

114. Пищальник, В. М. Термохалинный анализ вод пролива Лаперуза / В. М. Пищальник, В. С. Архипкин, А. В. Леонов // Водные ресурсы. 2004. В печати.

115. Пригожин, И. От существующего к возникающему / И. Пригожин. -М.: Мир, 1985.

116. Путов, В. Ф. Справочный каталог течений шельфа о. Сахалин (19411982 гг.) / В. Ф. Путов. Южно-Сахалинск : Сахалинское УГКС, 1984. -38 с.

117. Радзиховская, М. А. Водный и тепловой баланс Японского моря / М. А. Радзиховская // Основные черты геологии и гидрологии Японского моря. -М.: Изд-во АН СССР, 1961.-С. 132-145.

118. Ревзон, А. Л. Картографирование состояний геотехнических систем / А. Л. Ревзон. -М.: Недра, 1992.-233 с.

119. Редковская, 3. П. Атлас Японского моря. Химические свойства вод. Кислород. Водородный показатель. Щелочность. Фосфаты. Кремнекислота. Гидрохимические разрезы / 3. П. Редковская. Владивосток : Приморское УГКС, 1984. - 210 с.

120. Режимно-справочный банк данных "Океанография моря СССР" / А. А. Воронцов, Н. Н. Михайлов, С. А. Олейников, И. Г. Ульянич. - Обнинск : ВНИИГМИ-МЦД, 1990. - 92 с.

121. Режимообразующие факторы, гидрометеорологические и гидрохимические процессы в морях СССР-Л., Гидрометеоиздат, 1988. -302 с.

122. Режимообразующие факторы, информационная база и методы ее анализа- Л., Гидрометеоиздат, 1989. 316 с.

123. Рожков, В. А. Вероятностный анализ и моделирование океанологических процессов / В. А. Рожков. — Л., Гидрометеоиздат, 1979.

124. Романов, А. А. Комплексный научно-производственный эксперимент в Норвежском море с использованием космических, авиационных и судовых средств / А. А. Романов, В. В. Сапожников // Океанология. 1998. -Т. 38.-Вып. З.-С. 466-472.

125. Рудовиц, Л. Ф. Первое русское кругосветное плавание 1803 1806 гг. / Л. Ф. Рудовиц // Тр. ГОИН. - 1954. - Вып. 27(39). - С. 3-12.

126. Руководство по методам химического анализа морских вод. / Под ред. С. Г. Орадовского. Л., Гидрометеоиздат, 1977.-208 с.

127. Руководство по химическому анализу морских вод. РД 52.10.243-92.-СПб., Гидрометеоиздат, 1993.-264 с.

128. Рюретрем, А. Ю. Природа, техника, геотехнические системы / А. Ю. Рюретрем, И. А. Дьяконов, Л. Ф. Куницын и др. -М.: Наука, 1978.

129. Сапожников, В. В. Формирование основного солевого состава морской воды и ее физико-химические свойства / В. В. Сапожников // Тихий океан. М.: Мысль, 1982. - С. 172-240.

130. Сапожников, В. В. Рекомендации по гидрохимическим методам оценки иервичной продукции в океане / В. В. Сапожников. — М. : Изд-во ВНИ-РО, 1984.-31 с.

131. Саматов, А. Д. Нефть или рыба? Истинно где-то рядом / А. Д. Саматов // Тихоокеанский вестник. 23 августа 2001 года.

132. Сергеев, Е. М. Инженерная геология наука о геологической среде / Е. М. Сергеев // Инженерная геология. - 1979. - № 1. - С. 3-9.

133. Симонов, А. И. Загрязнение океана / А. И. Симонов // Итоги науки и техники, ВИНИТИ, Океанология. 1979. - Т. 5. - С. 160-205.

134. Симонов, А. И. Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана / А. И. Симонов // Исследование морей и океанов. М.: Гидрометеоиздат, 1983. - С. 87-100.

135. Сметанин, Д. А. Гидрохимия Курило-Камчатской впадины / Д. А. Сметанин // Тр. ИОАН 1959. - Том 32. - С. 43-46.

136. Смирнов, Н. П. Статистический диагноз и прогноз океанологических процессов / Н. П. Смирнов, П. А. Вайновский, Ю. Э. Титов. СПб., Гидрометеоиздат, 1992.-С. 199.

137. Сочава, В. Б. Введение в учение о геосистемах / В. Б. Сочава. Новосибирск : Наука. -1978.

138. Стратификация гидрофизических полей северной части Тихого океана //Тр. ВНИИГМИ-МЦД- 1980. -Вып. 69. 145 с.

139. Супранович, Т. И. Непериодические течения и водообмен в проливе Лаперуза / Т. И. Супранович, Г. И. Юрасов, Г. А. Кантаков // Метеорология и гидрология. 2001. - № 3. - С. 80-84.

140. Суховей, В, Ф, Изменчивость гидрологических условий Атлантического океана / В. Ф. Суховей. — Киев : Наукова думка, 1977. 216 с.

141. Тамбовский, В. С. Атлас льдов Охотского и Японского морей / В. С. Тамбовский, В.М. Пищальник. Южно-Сахалинск : 1993. - 195 с.

142. Теоретические основы инженерной геологии: социально-экономические аспекты / Под ред. Е. М. Сергеева. -М.: Недра, 1985.

143. Тимченко, И. Е. Динамико-стохастические модели состояния океана / И. Е. Тимченко. Киев, Наукова думка, 1981. - 191 с.

144. Тиори, Т. Проектирование структур баз данных / Т. Тиори, Дж. Фрай. -М.: 1985.

145. Трофимов, В. Т. Роль и место наук геологического цикла в логической структуре экологической геологии / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг // Геоэкология. 1997. -№ 5. - С. 91-95.

146. Трофимов, В. Т. Геоэкология, экологическая геология и инженерная геология соотношение содержания, объемов, предметов и задач / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг // Геоэкология. - 1996. - № 6. - С. 43-54.

147. Тьюки Дж. Анализ результатов наблюдений. Разведочный анализ / Дж. Тьюки. М.: Мир, 1981.-693 с.

148. Уайт, К. Объединение ГИС с системами управления образами документов / К. Уайт, Т. Мак Коннел // ARCREVIEW, 2000. № 1. - С. 14.

149. Удинцев, Г. Б. Рельеф дна Охотского моря / Г. Б. Удинцев // Тр. ИО-АН. 1957. - Т. 22.-С. 3-76.

150. Ушаков, П. В. Значения проливов Курильской гряды для кислородного режима Охотского моря / Г. Б. Ушаков // Тр. ИОАН. 1947. - Вып. 1(13).-С. 175-188.

151. Ушаков, П. В. Фауна Охотского моря и условия ее существования / П. В. Ушаков. М.: Изд-во АН СССР, 1953. - 457 с.

152. Фащук, Д. Я. Геоэкологические последствия аварийных морских разливов нефти / Д. Я. Фащук, С.Н. Овсиенко, А. В. Леонов и др. // Известия АН, сер. геогр. 2003.

153. Филиппова, JI. М. О структуре и задачах экологического мониторинга / JI. М. Филиппова, Г. Э. Инсаров, Ф. Н. Семевский, С. М. Семенов // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. -JL, Гидрометеоиздат, 1978. Т. 1. - С. 19-32.

154. Химия Тихого океана.-М.: Наука, 1966. 362 с.171а. Цыбань, А. В. Процессы микробного окисления нефти в море (обзор) / А. В. Цыбань, А. И. Симонов // Океанология. 1978. - Т. 18. - В. 4. - С. 695-708.

155. Юрасов, Г. И. Течения Японского моря / Г. И. Юрасов, В. Г. Яричин-Владивосток : ДВО АН СССР, 1991. 176 с.

156. Якунин JI. П. Атлас границ распространения и крупных форм льда дальневосточных морей России / JI. П. Якунин. Владивосток : ТОЙ ДВО РАН, 1995.-57 с.

157. Яричин, В. Г. Основные этапы исследований и обеспеченность Охотского моря данными гидрохимических определений / В. Г. Яричин, Т. С. Моторыкина // Тр.ДВНИИ. 1987. - Вып. 36. - С. 31-41.

158. Aota, М. Study of the variation of oceanographic Condition Nord-East of Hokkaido in the sea of Okhotsk / M. Aota // Low Temperature Seine. 1970. -#. 28.-P. 261-279.

159. Aota, M. Soya Projekt / M. Aota, T. Takidzawa // Marine Science Monthly (Japan). 1994. -V. 26. -# 12. -P. 819-823.

160. Benada, R. Merged GDR (Topex/Poseidon) Users Handbook / R. Benada // Physical Oceanography Distributed Active Archive Center. 1993. - 142 p.

161. Carr, J. R. Uvkrig: a Fortran-77 program for universal kriging / J. R. Carr // Computers&Geosciences. 1990. - V. 16. - # 2. - P. 211-236.

162. Conkright, M. E. NOAA Atlas NESDIS 1. World Ocean Atlas 1994. Vol. 1: Nutrients / M. E. Conkright, S. Levitus, T. P. Boyer. US Department of Commerce. Washington DC. - 1994. - 150 p.

163. Haken, H. Advanced Sinergetics / H. Haken. Berlin, Heidelberg, Springer Ser. Sinergetics. - 1983.184a. Hoult, D. P. Oil spreading on the sea / D. P.Hoult // Ann. Rev. Fluid Mech. 1972. -# 4. - P. 341-368.

164. Hydrochcmical Atlas of the Sea of Okhotsk 2001 / Edited by V. Sapoznikov, S. Levitus // NOAA Atlas NESDIS 41. Moscov - Silver Spring, March 2001.-155 p.

165. Itoh, M. Seasonal Variations of Water Masses and Sea Level in the Sounthwestern Part of the Okhots Sea / M. Itoh, К. I. Ohshima // Journal of Oceanography, Terrapub, Japan. 2000. - V. 56. - P. 634-654.

166. Kantakov, G. A. Upwelling in La Perouse Strait: Oceanographical and hy-droboilogical properties / G. A. Kantakov, A. D. Samatov // Workshop on the Okhotsk Sea and Arctic, Tokio, 1996. Japan. - P. 63-75.

167. Kuroda, T. A plan for the world environment and disaster observation sis-tem / T. Kuroda, S. Koizumi // World Space Congress. 43 rd Congr. Intern. Astronaut. Feder. and 29th Plen. Meet. Comm. Space. Res. Washington, DC, 1992.

168. Lauber L. The AMOCO CADIZ oil spill: an ecological impact study /L. Lauber // AMBIO. 1980. - V. 9. - № 6. - P. 268 - 276

169. Levitus, S. World Ocean Atlas 1994 presents new ocean climatologies /S. Levitus, M. E. Conkright, R. D. Gelfeld, T. Boyer // Earth System Monitor, December 1993. -V. 5. -No. 2. -P. 1-16.

170. Levitus, S. Oceanographic data archaeology project receives inter-national support / S. Levitus, R. D. Gelfeld // Earth System Monitor, March 1993. V. 3,- No. 3.-P. 1-12.

171. Marukawa, H. Investigation of the current, organisms and fishing places of the Okhotsk and Japan sea of Kingwa-Gyogyo Kihon / H. Marukawa // Chosa Hokoku. 1918.-No. 6.-P. 54-129.

172. Mochizuki, S. Tracing of Ice Floe in Sea of Okhotsk by Satellite-Tracked Drifters / S. Mochizuki, M. Aota, T. Takatsuka, P. A. Truskov // Abstracts of

173. Okhotsk sea, Sea Ice & Peoples, 5-8 February 1995. Mombetsu, Hokkaido, Japan.-P. 197-202.

174. Ohshima, К. I. A numerical study of baratropic instability associated with the Soya warm current in the Sea of Okhotsk / К. I. Ohshima, M. Wakatsuchi //J. Phys. Oceanog. 1990. -V. 20. -# 4. - P. 570-584.

175. OSPAR (OSPAR Commission for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic). Quality Status Report 2000, Region II Greater North Sea. - London: OSPAR Commission. - 2000.

176. Peng, Y. C. Further result from diagnostic modeling of coastal upwelling / Y. C. Peng, Y. Hsueh // Tethys. 1974. - V. 6. - # 1 -2. - P. 425-431.

177. Rabinovich, A. B. Lagrangian Measurements of Diurnal Tidal Currents Near the Kuril Islands / A. B. Rabinovich, R. E. Thomson, P. H. LeBlond // Abstracts, PICES. Nanaimo British Columbia, Canada. - 1996. - P. 50.

178. Stabeno, P. J. Lagrangian Measurements in the Kamchatka Current and Oyashio / P. J. Stabeno, R. K. Reed, J. E. Overland // Journal of Oceanography. 1994. -V. 50. - P. 653-662.

179. Trolle, K. Landschaftskologie und Biogeocenologie. Eine terminologische Studie / K. Trolle // Revue roumaine de geol., geoph. et geogr. Serie de geogr. -1970. -# 14.

180. Victorov, S. V. Regional Satellite Oceanography // Taylor and Francis, London, 1996.-312 p.

181. Yoritaka, H. Variation of Current and Heat Content in the Central Okhotsk Sea / H. Yoritaka, Y. Michida, H. Ishii et al. // Abstracts of Okhotsk sea & Sea Ice and Isy. Polar Ice Extent Workshop. 1-5 February 1993. -Mombetsu, Hokkaido, Japan. 74-76.

182. Zatsepa, S. A local operative model for oil drift and dispersion / S. Zatsepa, A. Ivchenko, S. Ovsienko // Proc. Combating marine oil spills in ice and cold conditions. Helsinki, Finland, 1-3 December, 1992. - P. 189-192.

183. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

184. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ САХАЛИНСКИЙ ФИЛИАЛ Государственный комитет РФ по рыболовству ФГУП «Сахалинский научно-исследовательский институт рыбногохозяйства и океанографии»1. На правах рукописи

185. ПИЩАЛЬНИК ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

186. ПРОГНОЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ШЕЛЬФОВЫХ ЗОН НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

187. Специальности: 25.00.36 Геоэкология 25.00.08 Океанология1. Том 2

188. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наукдоктор технических наук Мелкий В.А.1. Южно-Сахалинск 20041. ОГЛАВЛЕНИЕ1. Аннотация 8

Информация о работе

Пищальник, Владимир Михайлович
доктора технических наук
Южно-Сахалинск, 2004
ВАК 25.00.36

Диссертация

Прогноз геоэкологической обстановки в природно-технических комплексах шельфовых зон на основе моделирования океанографических процессов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы