Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений

Гергес Магед Шоукри Камел

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений"

Министерство образования и науки Российской федерации ГОУ ВПО

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(РГТМУ)

На правах рукописи УДК 551.465.4

Гергес Магед Шоукри Камел

Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений

Специальность 25.00.28 - океанология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 2006

Диссертация выполнена на кафедре Промысловой Океанологии и Охраны Прибрежных Вод (ПО и ОПВ) Российского государственного гидрометеорологического университета.

Научный руководитель:

- Кандидат географических наук, доцент Валерий Юревич Чанцев.

Официальные оппоненты:

- Доктор физико-математических наук,

профессор Дмитрий Викторович Поздняков.

- Кандидат географических наук,

Александр Аркадьевич Кораблев.

Ведущая организация:

- Санкт-Петербургский государственный университет.

Защита диссертации состоится "02" февраля 2006 г. в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д.212.197.02 в Российском государственном гидрометеорологическом университете по адресу: 195196, г. Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., 98, тел. 812.444-41-56.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета по адресу: 195196, г. Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., 98.

Автореферат разослан "26" декабря 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

В. Н. Воробьев

/4106 /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Классическая термохалинная циркуляция в восточном Средиземноморье кардинально изменилась, обретя новый вид, в конце 1980-х, что в свою очередь и изменило структуру водных масс этого бассейна. Таким образом, можно констатировать, что мы имеем дело с существенно новой термогидродинамической ситуацией в этой части Средиземного моря.

Изучение формирования и трансформации водных масс в такой ситуации является весьма актуальным с точки зрения прогнозирования динамических состояний, циркуляции и распределения биологической продуктивности в Средиземноморском бассейне.

Формирование водных масс неразрывно связано с циркуляцией морских вод. До сих пор на вопрос, какова глубина проникновения циркуляции в различные периоды года в разных частях моря не получен точный ответ. Однако, для многих отраслей прикладной океанологии он представляет чрезвычайный интерес.

В настоящее время имеется определенная ясность в отношении районов формирования глубинных вод Средиземного моря со специфическими климатическими условиями, но не известны механизмы формирования. Для выявления этих механизмов необходимо в специально выбранных районах получить точные количественные данные, применяя имеющиеся современные методы расчета.

Дистанционные методы оперативно дают информацию необходимую для анализа формирования водных масс. При анализе спутниковых данных в восточной части Средиземного моря было зафиксировано несколько вихревых структур, получивших название Родосская, Марса Матрух и Шекмона.

Известно, что область конвергенции и дивергенции в поверхностных слоях вызывает опускание поверхностных вод или подток глубинных вод к поверхности. Это представляет особый интерес, в частности, для исследователей, работающих, например, для нужд рыбного хозяйства. Необходимо понимать физику процессов, определяющих пространственно-временную изменчивость характеристик. Формирование водных масс теоретически влияет на термодинамический режим. Таким образом, актуальность изучения формирования и трансформации водных масс имеет многоаспектный характер.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является выявление особенностей формирования и трансформации водных масс в восточной части Средиземного моря на современном этапе (на основе данных, полученных с использованием контактных и дистанционных методов наблюдений).

В связи с этим необходимо решить следующие задачи:

1. Провести отбор и систематиза овых данных для

восточной части Средиземного ные особенности

распределения температуры и скорости ветра, полученных на основе спутниковых изображений;

2. Исследовать особенности распределения гидрологических (температура и соленость) и метеорологических (испарение и скорость ветра) характеристик в восточной части Средиземного моря;

3. Сформировать базу исходной информации по спутниковым данным и выявить водные массы с помощью метода кластерного анализа;

4. Изучить процессы взаимодействия, трансформации водных масс и зон формирования промежуточных вод;

5. Исследовать механизмы опускания вод в восточной части Средиземного моря, связанные с режимом испарения.

Научная новизна работы

На основе анализа изменчивости структуры гидрологических полей определены пространственно-временные характеристики распространения и трансформации основных постоянных и временно возникающих водных масс восточного Средиземноморья.

Впервые для выделения типов водных масс и анализа их взаимодействия и изменчивости использован метод многомерной классификации.

Показана ведущая роль соленостной конвекции в формировании промежуточной левантийской водной массы в климатически «теплые» годы. Показано, что сочетание особенностей циркуляции вод, распределения океанографических характеристик и влияние конвективных процессов в определенной климатической обстановке создают условия для формирования глубинной водной массы в Левантийском бассейне.

Определены периоды интенсивного и ослабленного образования глубинных вод в восточной части Средиземного моря. На примере 1991 и 1998 годов показаны особенности формирования, распределения и трансформации водных масс в восточном Средиземноморье в условиях климатически «теплых» и «холодных» лет.

Научное и практическое значение работы

Полученные в работе результаты могут служить основой для выявления особенностей разномасштабной изменчивости основных механизмов формирования и трансформации водных масс при различных климатических условиях в восточной части Средиземного моря. Практическая ценность работы состоит в возможности применения полученных знаний при разработке методов дистанционного мониторинга водных масс Средиземного моря, и результаты

могут быть использованы для оптимизации эксплуатации биологических и других ресурсов моря, так как для большинства стран средиземноморского бассейна Средиземное море играет важную экономическую и экологическую роль. В связи с этим, глубокое и детальное изучение процессов изменчивости характеристик водных масс позволит не только создать систему глобального мониторинга морских экосистем Средиземноморья, но и оптимизировать процессы управления морскими системами с учетом сохранения природной среды и устойчивого развития всего региона.

Апробация результатов

Результаты выполненной работы опубликованы и докладывались на следующих конференциях:

1. Итоговой сессии Ученого совета Российского государственного гидрометеорологического университета, Санкт-Петербург, 2005 г.

2. XXXI международная конференция «31st International Symposium on Remote Sensing of Environment», Санкт-Петербург, 2005 г.

3. Вторая международная конференция «Земля из космоса - наиболее эффективные решения», Москва, 2005 г.

4. Международная школа-конференция «Изменение климата и окружающая среда», РГГМУ, Санкт-Петербург, 2005 г.

Положения выносимые на защиту

1. Сформированная обобщенная база спутниковых гидрометеорологических данных моря на период с 1991 по 1998 гг. (включающих 332 спутниковых изображений) и экспедиционных океанографических наблюдений на период с 1952 по 2000 гг. для восточной части Средиземного, позволяет получить более детальные, чем выполненные ранее, описание структуры водных масс, их пространственной и временной изменчивости.

2. Уточненные схемы распределений океанографических характеристик позволили детализировать особенности распределения водных масс в восточном Средиземноморье и выявить левантийскую поверхностную и поверхностную трансформированную атлантическую водные массы, которые имеют собственные характеристики и формируются в Левантийском бассейне.

3. За счет различий в интенсивности циркуляционных движений и конвективных процессов, возникающих в климатически «теплый» 1991 и «холодный» 1998 годы, в восточной части Средиземного моря происходят изменения в процессах формирования и трансформации водных масс. Так в 1998 году (в отличие от 1991 г.) в среднегодовом распределении водных масс отсутствует Левантийская водная масса второго класса, характеризующая взаимодействие промежуточных теплых и соленых вод с глубинными водами.

4. Во внутригодовой изменчивости формирования и трансформации водных масс отмечается интенсивное формирование глубинной водной массы в Левантийском бассейне в период с весны до осени в климатически «теплый» 1991 год. И наоборот, в «холодный» 1998 год формирование глубинных вод в Левантийском море наблюдается только осенью, а основное поступление

глубинных вод происходит из Адриатического моря.

5. В период «теплого» 1991 года отмечается увеличение роли соленостной конвекции с поверхности в формировании промежуточных Левантийских вод в восточной части Средиземного моря. В этот период глубина проникновения конвекции превышает 200 м, а площадь охваченная конвекцией распространяется на всю центральную часть Левантийского бассейна.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, содержащих обзор литературы, описание дистанционных и контактных методов получения необходимой информации, расчетных методов, результатов расчетов и их анализа, а также заключения, содержащего основные выводы, списка использованных источников из 146 наименований. Общий объем работы составляет 224 страниц, включая 145 страниц текста и формул. Работа содержит 91 рисунок и 26 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается общая характеристика района исследования, обосновывается актуальность и цель работы, формулируются задачи, практическое значение и другие положения диссертационной работы.

В первой главе излагаются методы и средства изучения формирования водных масс в восточной части Средиземного моря.

Методы определения гидрометеорологических характеристик по спутниковым данным.

В данном разделе описываются особенности пакета прикладных программ для определения ТПО по данным прибора AVHRR (спутники NOAA-11, NOAA-12), которая использовалась для районов, где отсутствовали данные о распределении температуры экспедиционных исследований.

Проанализировав 92 снимка (48 снимке для 1991 года и 44 снимка для 1998 года), спутниковые данные средненедельного распределения поверхностной температуры в восточной части Средиземного моря, представляющие попиксельную информацию, были осреднены до среднемесячных и приведены в квадраты используемой рабочей сетки.

Анализ распределения ветра над восточной частью Средиземного моря, необходимый для расчета скорости испарения, проводился с использованием программы EetrMWF, которая позволяет выбрать и обработать данные спутника ERS-1 в узлах выбранной сетки, в заданные периоды времени. По распределенным данным спутника были вычислены зональная и меридиональная компоненты ветра и напряжения ветра по всей области исследования. Также были рассчитаны погрешности в скоростях ветра.

Использование пакета WinIDAMS позволило создать для каждой станции отдельный файл, проанализировать временные ряды скорости ветра и ее погрешности в течение периода изучения.

Анализ погрешности расчета скорости ветра по спутниковой информации выполнялся на основе анализа стандартных отклонений погрешности скорости ветра, коэффициентов корреляции и регрессии между скоростью ветра и погрешностью скорости ветра. Относительная погрешность скорости ветра была рассчитана по следующей формуле:

R % = (погрешность скорости ветра / скорость ветра) * 100%

В рамках решаемых задач были получены данные с FIO (SSM/I) для «теплого» 1991 года и с Fil (SSM/I) для «холодного» 1998 года. Все полученные результаты обрабатывались и визуализировались с помощью пакета MATLAB 6.5. Проанализировав 240 снимков (120 снимков для 1991 года и 120 снимков для 1998 года), получено распределение скорости ветра. Спутниковые данные, осредненные за три дня и полученные для восточной части Средиземного моря, представляющие попиксельную информацию, были осреднены до среднемесячных и приведены в квадраты используемой рабочей сетки.

Метод кластерного анализа

Для выделения водных масс восточной части Средиземного моря в данном исследовании использовался весьма эффективный метод - метод кластерного анализа (МКА), который дает большую объективность и возможность учета практически любого набора исходных признаков в отличии от традиционных методов (изопикнического анализа, T,S - анализа и др.). В общем виде задачу классификации можно разделить на ряд последовательных этапов: выбор исходной системы признаков; снижение размерности признакового пространства; выбор меры сходства (близости) и выбор алгоритма классификации и оценка их качества.

Метод расчета свободной конвекции при испарении с поверхности моря

Процессы свободной конвекции относятся к одному из видов анизотропного перемешивания, возникающего при гидростатической неустойчивости стратификации. Одна из причин начала конвекции - увеличение плотности верхнего слоя моря за счет выхолаживания поверхностного слоя или его осолонения. В отличие от ветрового перемешивания, связанного с пространственными градиентами поля скорости, конвективное перемешивание может идти независимо от состояния движения стратифицированных слоев. Исследование процессов конвективного перемешивания играет исключительно важную роль для понимания многих вопросов термодинамики моря. При расчетах основных элементов конвективного перемешивания (глубины распространения, температуры и солености) в физической океанологии с успехом используется метод H. Н. Зубова, который затем модифицировался и уточнялся многими авторами. Для выяснения непосредственной роли испарения с поверхности моря в механизме формирования промежуточных левантийских вод расчет соленостной конвекции проводился методом Зубова, а для оценки

погрешности этого метода и влияния адвекции проводился расчет погрешности вычисления изменения солености на поверхности моря.

Полученные данные о распределении скорости испарения с поверхности моря позволили рассчитать скорость осолонения поверхностных слоёв воды и провести вычисление свободной соленостной конвекции без учета турбулентности и других осложняющих факторов методом Зубова для различных сезонов в восточной части Средиземного моря.

Обеспеченность архивными данными наблюдений для анализа водных масс

Для анализа климатической изменчивости структуры вод восточной части Средиземного моря были использованы океанографические данные Всемирного Океанологического Атласа (World Ocean Atlas 1998 (WOA98). Все данные брались для 88 гидрографических станций, расположенных в центрах одноградусной сетки на 19 стандартных горизонтах.

Для оценки формирования водных масс в климатически аномальные годы использовалась информация, полученная из анализа данных наблюдений морских экспедиций. Океанографические данные были также взяты из базы MEDATLAS 2002 MEDAR MEDATLAS DATABASE CD ROM.

Во второй главе излагается общая характеристика восточной части Средиземного моря, дается обзор результатов исследований динамического режима моря, описываются условия формирования водных масс.

Общая характеристика района исследования

В настоящей работе областью изучения, является Восточное Средиземноморье, которое лежит между 18° - 36° восточной долготы и 30° - 40° северной широты. Глубины Средиземного моря весьма различны, наибольшая отметка -5121м, зарегистрирована в Гелленском глубоководном желобе у южной оконечности Греции. Средняя глубина западной котловины составляет 1430 м, а ее наиболее мелководная часть - Адриатическое море имеет среднюю глубину всего 242 м.

Восточное Средиземноморье включает Ионический и Левантийский бассейны, Адриатическое и Эгейское море. С объемом 7.5 * 104 км3 Левантийский бассейн является вторым по величине в Восточном Средиземноморье. Он окружен Малой Азией, северо-восточной частью африканского материка и Критским Архипелагом. Ионический бассейн связан с Западным бассейном Сицилийским проливом (1000 м), и с Адриатическим морем проливом Отранто. Ионическая глубинная равнина (4000 м) ограничена на западе мелководными Тунисским и Мальтийским плато, а также областями Калабрийской и Сиртской возвышенностей соответственно к северу и югу от нее. Греческая (Эллинская) впадина очерчивает Критский Архипелаг с самыми глубокими областями до 5000 м к юго-западу от Греции и 4300 м в Родосском Бассейне, расширяясь к востоку. Серединный Средиземноморский подводный горный хребет тянется из Ионийского бассейна в Левантийский к югу от Эллинской впадины. В меньшем масштабе батиметрические особенности Левантийского бассейна представлены Латакийскийм (1000 - 1500 м), Силисийским (1000 м), Анталийским (2000 -

3000 м) и Родосским (4000 м) бассейнами и подводными горами Анаксимандер (1500 м) и Эратосфенес (3000 м).

Эгейское море имеет нерегулярную береговую линию и топографию со многими островами. Море имеет максимальную глубину 1500 м. Три главных бассейна Эгейского моря - северная Эгейская впадина, Хиосский бассейн в центральной части и Критское море на юге. Динамический режим Средиземного моря и его восточной части Карпентер первым указал на существование поверхностного течения, переносящего атлантические воды и прослеживающегося в Средиземном море преимущественно вдоль побережья Африки. Наблюдения, выполненные в 1889г., дали возможность адмиралу С.О.Макарову сделать важные научные выводы, многие из которых легли в основу современного толкования некоторых вопросов гидрологии Средиземного моря. Он подтвердил, что в некоторых районах моря формирование глубинной водной массы в зимнее время происходит на поверхности. Химические анализы, проведенные Наттерером, показали, что даже на больших глубинах содержание растворенного кислорода не опускается ниже 70 % насыщения, что свидетельствует об активной вертикальной циркуляции вод в Восточном бассейне Средиземного моря. Пользуясь предложенной Зубовым классификацией типов конвективного перемешивания, Овчинников и Плахин выделили несколько разновидностей зимней вертикальной циркуляции, зависящих от физико-географических условий бассейнов. Перемешивание в северной части Адриатики отнесено к субполярному типу, в юго-восточной частя моря Леванта и море Сирт к тропическому, а во всей остальной части Средиземного моря к субтропическому типу. К последнему относится конвекция, которая идет за счет понижения температуры поверхностного слоя и повышения солености за счет испарения. Поверхностная циркуляция в восточном Средиземноморье в течение различных сезонов рассматривалась многими авторами. Было установлено, что система является бассейном широкой циклонической циркуляции вдоль материковых границ Левантийского бассейна, а дальнейшие исследования показали существование большого числа циклонических и антициклонических круговоротов масштаба бассейна внутри этой общей циркуляции.

В восточном и центральном бассейнах Средиземного моря циркуляция промежуточных вод зимой совпадает с движением вод в поверхностном слое. В связи с этим левантийские воды движутся из восточного бассейна на запад к Тунисскому проливу чрезвычайно сложным путем, так как в своем движении они проходят несколько круговоротов. Через желоб Тунисского пролива левантийские воды входят, в Тирренское море, огибают его протии часовой стрелки и через Сардинский пролив входят в Алжиро-Прованский бассейн. От Сардинского пролива левантийские воды идут на запад до меридиана Марселя, где они разделяются на две ветви. Одна ветвь продолжает движение на запад до Гибралтарского пролива, через который левантийские воды выходят в Атлантический океан, другая отклоняется на север, огибает Алжиро-Прованский бассейн против часовой стрелки вокруг Балкарских о-вов и присоединяется к первой ветви, идущей в западном направлении к Гибралтарскому проливу.

Климатическое распределение температуры воды и солёности в восточной части Средиземного моря

Основные особенности гидрологической структуры вод Средиземного моря формируются процессами тепло- и влагообмена между морем и атмосферой и водообменном с прилегающими бассейнами. Особенности водного баланса Средиземного моря, имеющего сравнительно малый приход пресных вод за счет материкового стока и осадков, приводят к формированию водных масс из вод прилегающих бассейнов, поступающих в море через проливы.

Для анализа распределения вод восточной части Средиземного моря были рассмотрена пространственно-временная изменчивость температуры и солености. На поверхности максимум температуры (22 °С) наблюдается на востоке Левантийского моря. Температура постепенно понижается от востока к западу. И минимум температуры (19 °С) наблюдается на юге Адриатического и Эгейского морей. На глубинах до 200 м наблюдается общая тенденция увеличения температуры от востока к западу. На глубинах 500 - 1000 м на севере Ионического моря наблюдается температура 14.65 °С, тогда как в близлежащих районах температура не превышает 14.20 °С. Термоклин находится на глубине 100 м и градиент температуры составляет около 3.5°С/100м. Глубинный минимум температуры в восточной части Средиземного моря прослеживается на горизонтах 500 - 1000 м. В восточном и центральном бассейнах (в Критском и Левантийском бассейнах) температура в этом слое однородна и равна 13.65 -14.35 °С.

Соленость в восточной части Средиземного моря находится в среднем на 2.5 -3.0 %о выше, чем в Атлантическом океане. На глубине более чем 200 м, соленость изменяется от 37.5 %о на западе до 39.4 %о на востоке. Ниже 200м, соленость становится более однородной во всём бассейне, со значениями 38.4 %о на западе и 38.8 %о на востоке. Сравнение типичных значений солености в среднегодовом распределении на больших глубинах показывает их малую изменчивость. Глубинные воды южной части Критского бассейна имеют соленость 38.70 %о, в центральном и восточном бассейнах (в Левантийском бассейне и Ионическом бассейне) соленость почти однородна и меняется в пределах 38.72 %о - 38.85 %о. Самая высокая соленость наблюдается на поверхности в Левантийском бассейне - 39.20 %о. На поверхности, в области Эгейского моря, наблюдается область пониженной солености. Минимум солености (37.8 %о) наблюдается на севере этого моря, где впадают три реки. Максимальная величина солености наблюдается близь о. Кипр и составляет 39.2 %о.

На глубине 100 м наблюдается тенденция уменьшения солености от востока к западу. Максимальное значение солености составляет 39.0 %о западнее о. Кипр. Минимальное значение солености наблюдается в районе Эгейского моря и в южной части Адриатического моря. На глубине 500 м наблюдается максимум солености на юге Адриатического моря (39.0 %о) и вокруг о. Кипр (38.86 %о). На глубине 1000 м максимум солености наблюдается на юге Эгейского моря, а минимум солености - около побережья Ливии. Максимум солености (39.1 %о) наблюдается на глубине 100 - 160 м.

Основные температурные и соленостные аномалии обнаруживаются в областях главных круговоротов восточной части Средиземного моря (Родосский, Марса Матрух и Шекмона).

Особенности сезонной изменчивости температуры воды и солёности

Рассматривая сезонную изменчивость полей температуры в восточной части Средиземного моря, можно выделить меридиональное распределение температуры, которое у восточной окраины области переходит в зональное. Такая структура сохраняется до глубины 100 м, но в районе о. Крит появляется нарушение в меридиональном распределении температуры. В глубинных слоях, начиная с глубины 500 м, в Критском море и восточнее о. Кипр формируются ядра повышенной температуры. Глубоководное ядро вод повышенной температуры сформировавшееся вблизи о. Кипр ограничено по вертикали и уже на глубине 1000 м оно отсутствует. В свою очередь, тепловое ядро в Критском море на этой глубине увеличивает свою мощность.

В отличие от температуры, в сезонном ходе распределения солености четко выраженное структурное постоянство отсутствует. При этом на всех глубинах и во все месяцы в горизонтальном распределении солености присутствуют локальные образования. Характерной особенностью распределения солености в восточной части Средиземного моря является почти повсеместное присутствие подповерхностного минимума и максимума на промежуточных горизонтах, связанных с динамикой атлантических и левантийских вод.

Распределение сезонных колебаний температуры воды в восточном Средиземноморье

Для изучения пространственно-временных неоднородностей распределения температуры в восточной части Средиземного моря рассмотрены отклонения среднемесячных значений от среднегодовых. Эта величина позволяет сделать выводы относительно распределения амплитуд сезонных колебаний температуры, пространственно-временной изменчивости фазовых смещений и механизмов формирования неоднородностей в структуре сезонных колебаний температуры. Наибольшие амплитуды сезонных колебаний температуры наблюдаются на поверхности моря (до 12 °С), что вполне логично, т.к. в большей степени за счет теплового взаимодействия моря и атмосферы формируется теплозапас верхнего слоя моря. Амплитуды колебаний температуры более 0.3 °С формируются только в верхнем 100 м слое. И только на севере Эгейского моря такие колебания достигают 500 м.

Благодаря северо-африканскому течению в конце весны - начале лета формируются самые значительные аномалии температуры в центральной части моря Леванта. После прогрева поверхностных слоев в конце лета, круговорот Марса Матрух поставляет тепло с поверхности и формируя в октябре максимальные положительные аномалии.

В летние месяцы наблюдается формирование еще одного ядра повышенной температуры связанного с круговоротом Шекмона, но она удерживается только до начала зимы. Аномалия, связанная с круговоротом Марса Матрух удерживается до декабря, а в январе на глубине 100 м наблюдается гладкое распределение аномалий температуры, которое сохраняется до весны.

Таким образом, в результате анализа горизонтального и вертикального распределения температуры можно сделать вывод, что ядро теплых подповерхностных вод в восточном Средиземноморье расположено на глубинах порядка 100 - 300 м.

Глубина залегания ядра имеет сезонный ход, поднимаясь в летний период. Характеристики температуры на глубине 500 м отличаются значительным постоянством на всей акватории Средиземного моря, за исключением северной части Эгейского моря. Однако необходимо отметить присутствие относительно более теплых пятен в зонах конвергенции в течение всех месяцев года в районах крито-африканского и ливийского антициклонических круговоротов.

Присутствие зон конвергенции вплоть до больших глубин указывает на их активное участие в формировании водных масс вместе с процессами конвективного перемешивания. Интересно отметить и некоторое смещение центров антициклонических круговоротов к северу и северо-востоку относительно их центров на поверхности. Это подтверждается и картами среднемесячной температуры и циркуляции.

Распределение сезонных колебаний солености воды в восточном Средиземноморье

В течение года вертикальная структура полей солености (особенно в южной части восточного Средиземноморья) претерпевает значительные изменения. Сезонные колебания выражаются смещением значений повышенной солености к северу. В море Леванта соленость повышается с юга на север, выклиниваясь с минимальными значениями при приближении к берегам Ближнего Востока. Заметно некоторое увеличение солености при приближении к о. Крит.

В формировании вертикальных неоднородностей принимают участие как минимум два механизма. Один из них - это испарение с поверхности воды. Он наиболее сильно проявляется в конце лета. Он заключается в формировании поверхностного пикноклина большой мощности, который достигает глубины 50 м. Такая картина характерна для восточной половины исследуемого района. В западной половине, за исключением конца зимы и начала весны, наблюдается однородное распределение солености по вертикали. К концу осени с ослаблением испарения ослабевает и пикноклин, уступая место свободной конвекции, которая достигает 300 и даже 400 метровых глубин.

Другой механизм формирования вертикальной соленостной структуры -циркуляционные потоки. Именно благодаря им, в западной части восточного Средиземноморья в зимне-весенний период формируется вертикальная структура солености отличная от однородной. Влияние течений прослеживается до глубины 1000 м.

Максимальные годовые колебания солености на поверхности составляют 0.55 %о на юге и 1.15 %о на севере в Эгейском море. На глубине 100 м амплитуда годовых колебаний не превосходит 0.25 %о, что характеризует повышенную устойчивость процессов, протекающих на этой глубине. Следует отметить, что и на глубине 500 м интенсивность процессов, определяющих изменение солености сохраняется на уровне, который был отмечен на глубине 100 м и максимальная изменчивость солености достигает 0.3 %о.

В третьей главе приводятся результаты климатическое распределение водных масс в восточной части Средиземного моря.

Среднегодовое распределение водных масс

В восточной части Средиземного моря на основании анализа климатического распределения температуры и солёности с использованием метода кластерного анализа, в среднегодовом распределении можно выделить пять водные массы: три основные и две непостоянные (таблица 1 и рисунок 1).

Таблица 1

Среднегодовые типы водных масс_

Водная масса

Параметр Среднее

Характеристика водной массы Стандартное

отклонение

Дисперсия

1X2

станции

.л * X» ГЧ. Ч Л £ и 2

7 и и и о • и , ,1 ,1

Рисунок 1 - Дендрограмма климатического распределения водных масс в восточной части

Средиземного моря

Три основные водных масс: атлантическая водная масса, левантийская водная масса и глубинная водная масса. Но Левантийская водная масса, в силу специфики ее формирования, разделена на два условных класса (первый и второй класс). И две непостоянно существующие водные массы: левантийская поверхностная водная масса и трансформированная атлантическая водная масса. Из рисунка 1 видно, что в климатическом распределении водных масс восточной части Средиземного моря, можно выделить шесть разных классов.

— Атлантическая водная масса (АВМ) или водная масса пониженной солености в восточном Средиземноморье характеризуется средней температурой 17.32 °С и соленостью 38.72 %о. Она располагается в Ионийском бассейне, Эгейском море и северной части Левантийского бассейна на глубине 50 - 75 м, а также в южной и восточной части Левантийского бассейна на глубине 100 м (рисунки 2 и 3). В центральной и западной части Левантийского бассейна, а также в восточной части Критского бассейна эта водная масса проникает до глубины 25 - 50 м. Большие значения среднеквадратического отклонения температуры (±0.458) и солености (± 0.318 %о) демонстрируют высокую неоднородность АВМ (см. таб. 1), которая формируется за счет трансформации вод поступающих из Атлантического океана путем их взаимодействия с водами местного происхождения и с атмосферой.

— Левантийская водная масса (ЛВМ) или промежуточная водная масса повышенной солености. Из-за особенностей формирования и взаимодействия с нижележащей, эта водная масса разделяется на два условных класса.

1»»22»2a2S3032343ei«202224262ea032 34 36

(а) 0 м, (б) 100 м, (в) 200 м, (г) 500 м Рисунок 2 - Среднегодовое климатическое распределение водных масс в восточной части Средиземного моря

Первый класс имеет среднегодовую температуру равную 15.91 °С и соленость равную 38.78 %о (см. таб. 1). ЛВМ1 этого класса наблюдается в Ионийском бассейне, Эгейском море и северной части Левантийского бассейна на глубине 100 - 150 м, а также в южной и восточной части Левантийского бассейна на глубине 200 - 250 м (см. рис. 2). Эта водная масса гораздо однороднее АВМ по солености (as = ± 0.195 %о), а по температуре среднеквадратическое отклонение равно 0.352 °С. Повышенная пространственная неоднородность по температуре связана с особенностями формирования термического режима этого класса в различных районах исследуемой области.

Второй класс ЛВМ, характеризующий только взаимодействие с нижележащими водами, имеет среднюю температуру 14.84 °С и соленость 38.86 %о. Этот класс ЛВМ2 более однороден по пространству (os = ± 0.099 %о, ат = ± 0.296 °С), т.к. условия его формирования определяются действием одного механизма. ЛВМ (класс 2) располагается в слое 200 - 400 м во всей области изучения, кроме южной и восточной части Левантийского бассейна. Также она обнаружена в южной части Эгейского моря и южной части Адриатического моря на глубине 100 - 200 м (см. рисунки 2 и 3).

— Глубинная водная масса (ГВМ) наблюдается во всей области изучения в слое от 500 до 1000 м (см. рисунки 2 и 3). ГВМ обладает пониженной средней температурой 13.79 °С и соленость 38.76 %о по сравнению с ЛВМ.

в Д.

Рисунок 3 - Меридиональные разрезы среднегодового климатического распределения водных масс

— Левантийская поверхностная водная масса (ПВЛ) распространена в Ионическом, Эгейском и Левантийском бассейнах. ПВЛ проникает от поверхности до глубины 25 м, кроме южной части Эгейского моря и южной части Адриатического моря, как показано на рисунки 3.2 и 3.3. Средняя температура этой водной массы равна 20.76 °С, а средняя соленость 38.86 %о. Поверхностные воды восточного Средиземноморья подвержены воздействию различных, неравномерно распределенных факторов, что и отражается в их неоднородности (ат =± 0.573, os = ± 0.258 %о).

— Поверхностная водная масса (ПВА) или трансформированная атлантическая водная масса наблюдается в южной и восточной части Левантийского бассейна на глубине 50 - 75 м, а также в южных частях Эгейского и Адриатического морей на поверхности. Средняя температура этой водной массы равна 19.14 °С, а средняя соленость равна 38.78 %о.

Сезонные особенности распределения водных масс

На основании анализа климатического распределения среднемесячной температуры и солёности можно выделить пять водных масс, также как в среднегодовом распределении. Причем, разделение ЛВМ на два класса возможно не во все месяцы года и присутствие ПВЛ и ПВА - явление не постоянное.

В зимние месяцы в восточной части Средиземного моря выделяются четыре водные массы. В весенние месяцы, когда происходит активизация механизмов взаимодействия, можно обнаружить шесть разных классов водных масс: АВМ, ЛВМ (первый и второй класс), ГВМ, ПВЛ и ПВА. К началу лета распределение водных масс сохраняется. Но к концу лета ЛВА уже не подразделяется на два класса и обнаруживаются только пять разных классов: ABM, JIBM, ГВМ, ПВЛ и ПВА. Такое распределение сохраняется до начала зимы.

При анализе распределения устойчивости по вертикали была сделана также попытка определить глубину залегания границы между промежуточными водными массами пониженной и повышенной солености по всей площади бассейна по второму максимуму устойчивости, обусловленному увеличением солености с глубиной (к ядру «левантийских» вод). Этот максимум особенно ясно прослеживается в районах, где мало трансформированные атлантические воды подстилаются двигающимися навстречу им левантийскими водами.

Таким образом, специфический облик гидрологической структуры восточной части Средиземного моря определяется взаимодействием атлантических вод минимальной солености и собственно средиземноморских (левантийских) вод повышенной солености. Особенности их распространения в отдельных районах моря обусловлены системой течений.

В четвертой главе рассматриваются особенности формирования водных масс восточного Средиземноморья в климатически „теплый" и „холодный" годы.

Внутригодовая изменчивость распределения температуры воды и солености

В целом, при анализе пространственно-временной изменчивости температуры в течение 1991 и 1998 годов можно сказать, что формирование особенностей температурных полей связано не только с атмосферными процессами, но и в

значительной степени с перестройкой циркуляционных процессов. Так, динамика вод, сформировавшаяся в «теплый» 1991 год, была полностью трансформирована в «холодный» 1998 г. Локальные циркуляционные механизмы, формировавшие водные массы в восточной части Средиземного моря в 1991 г. полностью были изменены в 1998 г., чтЪ должно было повлечь за собой значительные изменения в формировании и распределении водных масс. В климатически «холодный» 1998 год внутригодовая изменчивость солености в восточной части Средиземного моря несколько отличается от «теплого» года.

В зимний период вместе с существованием конвективных процессов в верхнем слое моря, которые развиты не так активно, как в 1991 году, наблюдается тенденция к общему снижению значений солености в слое 0 - 600 м. В центральной части Левантийского бассейна, от южных берегов до северных, в районе 400 метровой изобаты обнаруживается область с повышенным вертикальным градиентом солености (0.1 %о на 100 м). Формирование повышенного вертикального градиента солености в этом слое влечет к сокращению глубинного вертикального обмена водами. Отмеченное в 1991 г. сползание соленых вод по континентальному склону у берегов Египта в 1998 г. отсутствует.

Максимальная глубина развития соленостной конвекции летом, судя по распределению солености, может достигать глубин 200 м. В летний период происходит формирование подповерхностных ядер повышенной солености. Образование областей повышенной солености происходит исключительно в пределах Левантийского бассейна.

Распределение скорости ветра над поверхностью моря

Распределение коэффициентов корреляции демонстрирует точность расчета скорости ветра по данным спутниковых наблюдений. Так в южной части Эгейского моря и северной части Ионического моря коэффициенты корреляции колеблются между 0.86 и 0.98, в то время самые низкие корреляции (0.73 и 0.83) были обнаружены в открытом море и около Египетского побережья. В открытом море относительные погрешности скорости ветра колебались в диапазоне между 13 и 16 %, в то время как около Египетского побережья между 16 - 19%.

По характеру ветрового режима над поверхностью моря в восточном Средиземноморье 1991 и 1998 годы отличались слабо.

Распределение испарения над поверхностью моря

Наибольшая скорость испарения в течение 1991 года наблюдалась в июле-августе. Максимум располагался возле Египта (950 мм/мес.). Результаты исследований показали, что в зимний период 1991 года испарение, как и в 1998 году, не превышало 300 мм/мес. В то же время, за весь зимний сезон она была выше, чем в 1998 г. Минимальные значения испарения в 1991 г. наблюдались в январе и декабре у берегов Сирии (80 мм/мес.) и возле острова Крит (100 мм/мес.). Начиная с мая 1991г. по всей акватории восточного Средиземноморья наблюдается рост скорости испарения и достигает своего максимума в июле у берегов Египта (950 мм/мес.) и в центре моря Леванта (700 мм/мес.).

В течение 1998 г. максимальная скорость испарения также как и в 1991 г. наблюдалась в июле - августе с абсолютным максимумом 750 мм/мес. у берегов Турции. В течение зимнего сезона над всей акваторией восточного Средиземноморья наблюдаются снижение скорости испарения, не превышающей 40 мм/мес. В целом осенний сезон 1991 г. характеризуется повышенными скоростями испарения, по сравнению с 1998 годом.

Расчёт толщины слоя свободной конвекции в 1991 и 1998 гг.

Расчет свободной соленостной конвекции, как уже отмечалось ранее, проводился методом Зубова. В этом случае изменение солености рассчитывалось из условия конвекции, а распределение температуры бралось из натурных данных. В течение всего 1991 года погрешность расчета солености не превышала 0.25 %о, что определяло относительную погрешность не более чем 0.5 %. В декабре наблюдались повешенные значения погрешности расчета солености, что свидетельствует о возросшей динамической активности вод моря Леванта.

В 1991 году соленосная конвекция в море Леванта наблюдается во все сезоны и отсутствует в Эгейском море. По-прежнему, основным центром соленосной конвекции является район западнее острова Кипр, в котором конвекция в январе достигает 200 м, а в марте 240 м.

„Холодный" 1998 год практически ничем не отличается по распределению погрешности расчёта солености от 1991 г. В течение всего 1998 года погрешность расчета солености не превышала 0.25 %о, что определяло относительную погрешность не более чем 0.5 % .

Максимальные погрешности в течение 1998 г. наблюдались в основном, либо на восточной окраине моря Леванта, либо у берегов Египта. На остальной акватории моря Леванта и особенно в весенне-летние месяцы, погрешность расчета солености не превышает, в среднем 0.1 %о, что свидетельствует о достоверности оценок интенсивности соленостной конвекции в 1998 году.

В отличие от 1991 г., в 1998 г. конвекция наблюдается в основном в Эгейском море и северной половине моря Леванта. Только в январе конвекцией охвачена вся центральная часть моря Леванта. В этот месяц наибольшие глубины проникновения конвекции располагаются в северной области моря Леванта, где максимум (180 м) находится западнее острова Крит. В марте наблюдается усиление конвекции и в Левантийском море до 260 м.

Распределение водных масс в 1991 году

В восточной части Средиземного моря на основании анализа распределения температуры и солёности в течение 1991 года в среднегодовом распределении можно выделить пять водных масс: три основные и две непостоянные, как было в анализе климатического распределения. Три основные водных масс: атлантическая, левантийская и глубинная водные массы. Причем Левантийская водная масса часть года разделена на два дополнительных класса (первый и второй); и две непостоянные водные массы, также существующие только часть года: левантийская поверхностная водная масса и трансформированная атлантическая водная масса.

Рассматривая распределение водных масс в восточной части Средиземного моря в течение 1991 г., можно отметить некоторые особенности. Так в зимний

период 1991 г. мы наблюдаем существование пяти водных масс (ПВЛ, ПВА, АВМ, JIBM и ГВМ), в то время как при климатическом распределении только четыре (ПВЛ, АВМ, ЛВМ и ГВМ). Весной 1991 год отличается более высоким положением ГВМ. В связи с этим все процессы связанные с формированием и трансформацией водных масс поднимаются в более высокие слои. Так на западной окраине Левантийского бассейна, где при климатическом распределении на глубине 200 м располагалась АВМ, в 1991 г. располагается ЛВМ второго класса. А на горизонте 100 м ПВА занимает не всю западную и центральную области моря Леванта, но только район круговорота Марса Матрух. В конце лета подповерхностные слои от 50 до 300 м в отличие от климатического распределения характеризуются значительным влиянием промежуточных соленых вод. Причем, вместе с формированием ЛВМ первого класса наблюдается активное взаимодействие с глубинными водами, выраженное в развитии ЛВМ второго класса. Такая тенденция сохраняется и осенью.

Распределение водных масс в 1998 году

В восточной части Средиземного моря в 1998 г. в среднегодовом распределении также можно выделить пять водных масс: три основные и две непостоянные. Как и в среднемноголетнем распределении, можно выделить три основные водных масс: АВМ, ЛВМ и ГВМ, и две непостоянные водные массы: ПВЛ и ПВА. Но в среднегодовом распределении ЛВМ не подразделяется на два класса.

Говоря об особенностях распределения водных масс в течение 1998 года по отношению к 1991 году можно отметить следующее. В 1998 году ЛВМ второго класса присутствует только в осенние месяцы, когда как в 1991 году эта водная масса отсутствует только зимой. За счет различий существующих циркуляционных образований в восточной части Средиземного моря в рассматриваемые годы формируются и различия в распределении и мощности водных масс. В весенний период можно отметить, что при сохранении общей картины распределения водных масс в восточной части Средиземного моря наблюдается влияние круговоротов Марса Матрух, Шекмона и Родосского. Так в 1991 г. в районах Родосского круговорота и Марса Матрух из-за их повышенной интенсивности не формируется ПВЛ и в этих районах в поверхностных слоях можно наблюдать только ПВА. А в районе круговорота Шекмона, наоборот формируется более мощный слой ПВЛ.

В целом, при рассмотрении формирования и распределения водных масс в восточном Средиземноморье в «теплый» 1991 и «холодный» 1998 годы необходимо выделить следующие моменты.

В среднегодовом распределении водных масс можно отметить, что в слое от 0 до 100 м среднеклиматическому больше соответствует распределение в 1998 году, а в слоях от 200 м и глубже климатическому больше соответствует 1991 год. Также видно, что в среднегодовом распределении водных масс 1998 года ЛВМ второго класса не существует, в то время как в климатическом распределении эта водная масса присутствует. Из распределения ГВМ в 1998 году видно, что в этом году основная доля в ее формировании приходится на

северные моря Средиземноморского бассейна. На это указывает поднятие ГВМ к 100 метровой изобате в районах Адриатического и Эгейского морей.

«Теплый» 1991 год отличался повышенной интенсивностью динамических процессов, как циркуляционных, так и конвективных. Только в этот год уже в летний период начали проявляться процессы формирования ГВМ в Левантийском бассейне, проявляющиеся в образовании ЛВМ второго класса. В «холодном» 1998 году эти процессы проявились незначительно только в осенние месяцы.

В 1991 году области формирования ЛВМ в течение всего года лучше совпадают с районами повышенной соленостной конвекции, чем в 1998 году. Это можно объяснить тем, что в 1991 году соленостная конвекция является одним из основных механизмов формирования ЛВМ, в то время как в 1998 году соленостная конвекция играет второстепенную роль в образовании ЛВМ.

В заключении сформулированы основные выводы и рекомендации.

Основные выводы и результаты заключаются в следующем:

— По данным спутника БЗМЛ получены поля скорости ветра для периодов 1991 и 1998 годов, на основании которого проведен расчет пространственно-временной изменчивости испарения в восточной части Средиземного моря. По характеру распределения скорости испарения следует, что в 1998 году интенсивность испарения была ниже, чем в 1991 году;

— Исследования условий формирования соленостной конвекции в подповерхностном слое показали, что она играет ведущую роль при формировании промежуточных Левантийских вод при определенных климатических условиях. Если в течение 1998 года соленостная конвекция протекала на северной периферии моря Леванта в летние месяцы, перемещаясь в Эгейское море и только в период с января по март 1998 года располагаясь в центральной части моря Леванта с «ядром» западнее острова Кипр, то в «теплом» 1991 году соленостная конвекция наблюдалась в море Леванта во все сезоны и отсутствовала в Эгейском море. Наибольшая интенсивность соленосной конвекции в центральной части моря Леванта достигалась в конце осени. В 1991 г. области формирования ЛВМ в течение всего года лучше совпадают с районами повышенной соленостной конвекции, чем в 1998 г. Это объясняется тем, что в 1991 году соленостная конвекция является одним из основных механизмов формирования ЛВМ, в то время как в 1998 г. соленостная конвекция играет второстепенную роль в образовании ЛВМ;

— Значительное влияние на формирование и трансформацию водных масс восточной части Средиземного моря оказывают зоны круговоротов Марса Матрух, Шекмона и Родосского, которые прослеживаются вплоть в отдельные месяцы до глубинных горизонтов;

— Используя океанографические и гидрометеорологические данные обобщенной базы, сформированной на основании экспедиционных и спутниковых наблюдений по восточной части Средиземного моря проведена детализация распределения водных масс. В среднегодовом распределении

температуры и солености выделяются шесть водных масс: ABM, JIBM (первого и второго класса), ГВМ, ПВЛ и ПВА;

— При анализе внутригодовой изменчивости температуры и солёности отмечается, что в весенние месяцы, когда начинается активизация механизмов взаимодействия обнаруживаются шесть водных масй: АВМ, ЛВМ (первый и второй), ГВМ, ПВЛ и ПВА. К концу лета прекращается взаимодействие между промежуточными и глубинными водами в Левантийском бассейне, что приводит к исчезновению ЛВМ второго класса, а с конца осени и до весны прекращается трансформация АВМ и в восточном Средиземноморье наблюдается присутствие только четырех водных масс: АВМ, ЛВМ, ГВМ и ПВЛ;

— Особенности внутригодовой изменчивости пространственного распределения океанографических характеристик связаны не только с климатическими особенностями с атмосферных процессов, но и в значительной степени с перестройкой циркуляционных процессов. Так, динамика вод, сформировавшаяся в «теплый» 1991 год, была полностью трансформирована в «холодный» 1998 год. Локальные циркуляционные механизмы, сформированные в 1991 году полностью были изменены в 1998 г., что повлекло за собой значительные изменения в формировании и распределении водных масс в восточной части Средиземного моря;

— Аномально теплые условия 1991 года привели к повышению значений характеристик водных масс, расположенных ближе к поверхности моря и сделало их менее однородными в пространстве. Большинство из временно существующих водных масс обнаруживались в течение всего года и только ЛВМ второго класса, которая представляет собой результат взаимодействия ЛВМ и ГВМ, в осенне-зимний период года отсутствовала. 1991 г. отличался повышенной интенсивностью динамических процессов, как циркуляционных, так и конвективных. Весной 1991 г. начинают действовать процессы формирования ГВМ в Левантийском бассейне и отмечается более высокое положение этой водной массы. Формирование в этот период ЛВМ второго класса и поднятие верхней границы ГВМ подтверждает предположение, что подпитка ГВМ от ЛВМ в Левантийском бассейне происходит только при определенных условиях, связанных с особенностями циркуляционного режима. В 1998 г. эти процессы проявились незначительно только в осенние месяцы.

Благодарности:

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю В.Ю. Чанцеву за ту огромную помощь, которую он оказал ему в работе над этим исследованием.

Автор крайне признателен за поддержку профессору Оле М. Йоханнессену, доктору Лассе Петтерсону (Центр по Окружающей Среде и Дистанционному Зондированию им. Нансена, Берген, Норвегия) и доктору Леониду Петровичу Бобылёву (директору Международного Центра по Окружающей Среде и Дистанционному Зондированию им. Нансена «Нансен-Центр», Санкт-Петербург, Россия), которые предоставили автору возможность работать в Нансен-Центре, и пользоваться его новейшими разработками.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гергес М.Ш.К. Влияние испарения на формирование водных масс в Левантийском Море / М.Ш.К. Гергес, В.Ю. Чанцев // Итоговая сессия Ученного Совета РГГМУ, 25 - 26 января 2005 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 2005.-С. 122 - 123.

2. Geurguess M.S.K. Determination of wind distribution over the Eastern Mediterranean Sea using ERS-1 data / M.S.K. Geurguess, E.V. Zabolotskikh // 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment. Saint Petersburg, 20 - 24 June 2005,-SPb., 2005.

3. Гергес М.Ш.К. Определение и анализ распределения ветра над уровнем моря в Восточном Средиземноморье при помощи Спутника ERS-1 // Итоговая сессия Ученного Совета РГГМУ, 25 - 26 января 2005 г.: Тезисы докладов. -СПб.: Изд. РГГМУ, 2005.-С. 94 - 95.

4. Geurguess M.S.K. Study and Analysis of Water Masses Formation in the Levantine Sea / M.S.K. Geurguess, V.U. Chantsev// 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment. Saint Petersburg, 20 - 24 June 2005.-SPb., 2005.

5. Geurguess M.S.K. Studying the water masses characteristics in Eastern Mediterranean Sea using AVHRR data (case study: year 1998) // Earth from Space - the Most Effective Solutions: 2nd International Conference, Moscow, 30 November - 2 December, 2005. -M., 2005-P. 71-72.

6. Гергес М.Ш.К., 2005. Климатическое распределение водных масс в восточной части Средиземного моря.// Изменение климата и окружающая среда: Международная школа-конференция, Санкт-Петербург, РГГМУ, 6-9 декабря 2005 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 2005.

7. Чанцев В. Ю., Гергес М.Ш.К. Особенности формирования водных масс в море леванта в климатически „холодный" и „теплый" годы- СПб.: Изд. РГГМУ .-{В печати).

АВТОРЕФЕРАТ

Гергес Магед Шоукри Камел

ЛР№ 065394 от 08.09.97

Подписано в печать 20.12.2005. Формат 60x90 1/16 Ул. печ. л. 1.2. Тираж 100 экз. Заказ № 11301

1&Р/

В-1001

f »

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Гергес Магед Шоукри Камел

Сокращения

Введение

1 Методы и средства изучения формирования водных масс в восточной части Средиземного моря

1.1 Методы определения гидрометеорологических характеристик по спутниковым данным

1.1.1 Сенсор AVHRR (спутники NOAA)

1.1.2 Сенсор SAR (спутники ERS-1/2)

1. ] .3 Пассивные микроволновые радиометры SMMR и SSM/I

1.2 Метод кластерного анализа

1.3 Метод расчета свободной конвекции при испарении с поверхности моря

1.4 Обеспеченность архивными данными наблюдений для анализа водных масс

2 Океанологический режим восточной части Средиземного моря

2.1 Региональные особенности

2.1.1 Рельеф дна

2.1.2 Метеорологические условия взаимодействия атмосферы и поверхности моря

2.2 Динамический режим Средиземного моря и его восточной части

2.3 Климатическое распределение температуры воды и солёности в восточной части Средиземного моря

2.4 Особенности сезонной изменчивости температуры воды и солёности

2.4.1 Распределение сезонных колебаний температуры воды в восточном Средиземноморье

2 4 2 Распределение сезонных колебаний солености воды в восточном Средиземноморье

3 Климатическое распределение водных масс в восточной части Средиземного моря

3.1 Среднегодовое распределение водных масс

3.2 Сезонные особенности распределения водных масс

4 Особенности формирования водных масс восточного

Средиземноморья в климатически „теплый" и „холодный" 124 годы

4.1 Распределение океанографических и метеорологических параметров в восточной части Средиземного моря в 1991 и 125 1998 годах

4.1.1 Внутригодовая изменчивость распределения температуры

4.1.2 Распределение солености

4.1.3 Распределение скорости ветра над поверхностью моря

4.1.4 Распределение испарения над поверхностью моря

4.2 Расчёт толщины слоя свободной конвекции в 1991 году

4.3 Распределение водных масс в 1991 году

4.3.1 Среднегодовое распределение водных масс

4.3.2 Сезонные особенности распределения водных масс

4.4 Расчёт толщины слоя свободной конвекции в 1998 году

4.5 Распределение водных масс в 1998 году

4.5.1 Среднегодовое распределение водных масс

4.5.2 Сезонные особенности распределения водных масс 192 Заключение 208 Список использованных источников

Сокращения

РОЕМ - Physical Oceanography of the Eastern Mediterranean

AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer

NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration

ТПО - Температура поверхности океана

ИК - Инфракрасный

СВЧ - Сверх высокие частоты

США - Соединенные Штаты Америки

ВИТ - Внутренний источник тепла

ERS - European Remote Sensing Satellite

SSM/I - Special Sensor Microwave / Imager

SAR - Synthetic Aperture Radar

ESA - European Space Agency (Европейское Космическое Агентство)

ИСЗ - Искусственные спутники Земли

MVIRI - Meteosat Visible and IR Imager

ПСД - платформ сбора данных

RADAR - RAdio Detection And Ranging

SMMR - Scanning Multichannel Microwave Radiometer

DMSP - Defense Meteorological Satellite Program

CAO - Система атмосфера-океан

ESMR - Electrically Scanned Microwave Radiometer

ГГО - Главная Геофизическая Обсерватория

WOA98 - World Ocean Atlas

MKA - Метод кластерного анализа

KA - Кластерный анализ

МГК - Метод Главных Компонент

МФА - Метод Факторного Анализа

АВМ - Атлантическая водная масса

ЛВМ1 - Левантийская водная масса (Первый класс)

ЛВМ2 - Левантийская водная масса (Второй класс)

ГВМ - Глубинная водная масса

ПВЛ - Левантийская поверхностная водная масса

ПВА - Поверхностная водная масса

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений"

Изучение пространственно-времепной изменчивости распределения вещества и энергии в океане является одной из важнейших задач современной гидрометеорологической науки. Особое место в изучении океанских явлений и процессов занимают дистанционные аэрокосмические методы изучения природной среды, которые нашли широкое применение во многих разделах гидрометеорологии. Уже 40 лет развиваются эти методы, основанные на интерпретации измерений собственного излучения поверхности Земли и ее атмосферы, проводимых с искусственных спутников Земли. Данные измерения проводятся в различных диапазонах электромагнитного спектра, а искомые параметры определяются путем решения обратных задач атмосферной оптики [1]. Спутниковые радиометрические измерения характеризуются возможностью получения регулярной оперативной информации об атмосфере и подстилающей поверхности в глобальном масштабе и, дополняя комплекс традиционных гидрометеорологических наблюдений (контактных и дистанционных наземных), вносят существенный вклад в улучшение анализа пого-дообразующих процессов и климата. Особенную значимость приобретают эти измерения над обширными районами океанов, где традиционные измерения либо недостаточны, либо вообще отсутствуют [2].

Для большинства стран средиземноморского бассейна Средиземное море играет важную экономическую и экологическую роль. Поэтому глубокое и детальное изучение процессов и явлений в море позволит не только создать систему глобального мониторинга морских экосистем Средиземноморья, но и оптимизировать процессы управления морскими системами с учетом сохранения природной среды и устойчивого развития всего региона.

Как хорошо известно, водный баланс Средиземного моря складывается из атмосферных осадков, речного стока, водообмен с соседними бассейнами и испарения. Ввиду того, что в приходной части атмосферные осадки и речной сток незначительны, сток в соседние водоемы и интенсивное испарение в Средиземном море в основном уравновешиваются поступлением воды из других бассейнов. Поскольку испарение действует как внешний фактор, можно говорить о дефиците водного баланса Средиземного моря и компенсационных течениях, восполняющих этот дефицит. Показателем работы этого механизма может служить такая характеристика, как уровень, который в Средиземном море значительно ниже по сравнению с уровнем соседних водоемов. Таким образом, приток вод из соседних бассейнов и испарение являются основными составляющими водного баланса и определяющими факторами гидрологической структуры Средиземного моря [3, 4].

Восточное Средиземноморье заслуживает внимание не только как область наблюдения за интересными океанскими процессами, но также и как место сосредоточения пока нерешенных местных научных вопросов, таких, например, как механизмы движения региональной циркуляции и формирования водных масс, с их обширным воздействием на все Средиземноморье и некоторые части Атлантического океана. Обзоры Восточно-средиземноморских океанографических исследований имеют глубокие исторические корни [5, 6, 7, 8,9, 10, 11, 12].

Ранее недостаток последовательного описания циркуляции и формирования водных масс в Восточном Средиземноморье часто приписывался недостаточной базе данных [12]. Недавние исследования, основанные на наблюдениях и моделировании, показали, что внезапные модификации в динамике, главным образом связанные с изменениями в атмосферном давлении, могут изменить типы циркуляции как на поверхности, в промежуточных, так и глубоких слоях [13, 14].

Данные наблюдения, представленные на конференции РОЕМ [15] показали, что классическая термохалинная циркуляция в восточном Средиземноморье кардинально изменилась, обретя новый вид, в конце 1980-х, что в свою очередь и изменило структуру водных масс этого бассейна [14]. Таким образом, можно констатировать, что мы имеем дело с существенно новой термогидродинамической ситуацией в этой части Средиземного моря. Актуальность темы

Формирование водных масс неразрывно связано с циркуляцией морских вод. Какова глубина проникновения циркуляции в различные периоды года в разных частях моря? До сих пор на этот вопрос не получен точный ответ. Однако, для многих отраслей прикладной океанологии он представляет чрезвычайный интерес. В настоящее время имеется определенная ясность в отношении районов формирования глубинных вод Средиземного моря со специфическими климатическими условиями, но не известны механизмы формирования. Для выявления этих механизмов необходимо в специально выбранных районах получить точные количественные данные, применяя имеющиеся современные методы расчета.

Необходимо понимать физику процессов, определяющих пространственно-временную изменчивость характеристик. Формирование водных масс теоретически влияет на термодинамический режим. Таким образом, актуальность изучения формирования и трансформации водных масс имеет многоаспектный характер. Новизна работы

Использование обобщенной базы океанографических и гидрометеорологических данных, полученных с помощью экспедиционных и спутниковых наблюдений, по восточной части Средиземного моря позволило рассмотреть структуру и изменчивость гидрологических полей и водных масс на различных временных масштабах. При этом анализ проводился комплексно от крупномасштабных закономерностей формирования изменчивости к более детальному ее рассмотрению в климатически значимые периоды. На этой основе определены пространственно-временные характеристики распространения и трансформации основных постоянных и временно возникающих водных масс восточного Средиземноморья. Впервые для выделения типов водных масс и анализа их взаимодействия и изменчивости использован метод многомерной классификации.

На примере 1991 и 1998 годов показаны особенности формирования, распределения и трансформации водных масс в восточном Средиземноморье в условиях климатически «теплых» и «холодных» лет. Положения, выносимые на защиту

- Сформированная обобщенная база спутниковых гидрометеорологических данных моря на период с 1991 по 1998 гг. (включающих 332 спутниковых изображений) и экспедиционных океанографических наблюдений на период с 1952 по 2000 гг. для восточной части Средиземного, позволяет получить более детальные, чем выполненные ранее, описание структуры водных масс, их пространственной и временной изменчивости.

-Уточненные схемы распределений океанографических характеристик позволили детализировать особенности распределения водных масс в восточном Средиземноморье и выявить левантийскую поверхностную и поверхностную трансформированную атлантическую водные массы, которые имеют собственные характеристики и формируются в Левантийском бассейне.

- За счет различий в интенсивности циркуляционных движений и конвективных процессов, возникающих в климатически «теплый» 1991 и «холодный» 1998 годы, в восточной части Средиземного моря происходят изменения в процессах формирования и трансформации водных масс. Так в 1998 году (в отличии от 1991 г.) в среднегодовом распределении водных масс отсутствует Левантийская водная масса второго класса, характеризующая взаимодействие промежуточных теплых и соленых вод с глубинными водами.

-Во внутригодовой изменчивости формирования и трансформации водных масс отмечается интенсивное формирование глубинной водной массы в Левантийском бассейне в период с весны до осени в климатически «теплый» 1991 год. И наоборот, в «холодный» 1998 год формирование глубинных вод в Левантийском море наблюдается только осенью, а основное поступление глубинных вод происходит из Адриатического моря.

-В период «теплого» 1991 года отмечается увеличение роли соленост-ной конвекции с поверхности в формировании промежуточных Левантийских вод в восточной части Средиземного моря. В этот период глубина проникновения конвекции превышает 200 м, а площадь охваченная конвекцией распространяется на всю центральную часть Левантийского бассейна.

Цель работы

Целью диссертационной работы является изучение формирования и трансформации водных масс в восточной части Средиземного моря на современном этапе (на основе данных, полученных с использованием контактных и дистанционных методов наблюдений).

В связи с этой целью необходимо было решить следующие задачи:

-Отбор и систематизация архивных и спутниковых данных для восточной части Средиземного моря. Выявление структурных особенностей распределения параметров температуры и скорости ветра, полученных на основе спутниковых изображений.

- Исследование особенности распределения гидрологических (температура и соленость) и метеорологических (испарение и скорость ветра) характеристик в восточной части Средиземного моря.

- Выявление водных масс с помощью метода кластерного анализа и формирование базы исходной информации по спутниковым данным.

- Изучение процессов взаимодействия, трансформации водных масс и зон формирования промежуточных вод.

-Исследование механизмов опускания вод в восточной части Средиземного моря, связанных с режимом испарения.

В работе рассмотрены особенности формирования и распределения водных масс, выделенных по пространственному распределению температуры и солености. Для более полной характеристики водных масс восточного Средиземноморья привлечены многолетние материалы по данным отдельных экспедиций и детально изучены вопросы формирования, взаимодействия и трансформации водных масс. Оценена межгодовая и внутригодовая изменчивость свойств водных масс и их перемещений.

I Методы и средства изучения формирования водных масс в восточной части Средиземного моря

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Гергес Магед Шоукри Камел

Заключение

В ходе работы было выполнено исследование изменчивости структуры вод в восточной части Средиземного моря. Для климатических исследований были использованы океанографические данные Всемирного Океанологического Атласа. При оценке формирования водных масс в климатически аномальные годы использовалась информация, полученная из анализа данных наблюдений морских экспедиций, в «теплом» 1991 году и в «холодном» 1998 году. Дополнительные данные о температуре были получены с помощью спутника АУНШ1, а данные о ветре при помощи спутников ЕЯ8-1 и ББММ.

В результате выполненного анализа получены результаты и сформулированы следующие выводы:

По данным спутника 88М/1 получены поля скорости ветра для периодов 1991 и 1998 годов, на основании которого проведен расчет пространственно- временной изменчивости испарения в восточной части Средиземного моря. По характеру распределения скорости испарения следует, что в 1998 году интенсивность испарения была ниже, чем в 1991 году;

Исследования условий формирования соленостной конвекции в подповерхностном слое показали, что она играет ведущую роль при формировании промежуточных Левантийских вод при определенных климатических условиях. Если в течение 1998 года соленостная конвекция протекала на северной периферии моря Леванта в летние месяцы, перемещаясь в Эгейское море и только в период с января по март 1998 года располагаясь в центральной части моря Леванта с «ядром» западнее острова Кипр, то в «теплом» 1991 году соленостная конвекция наблюдалась в море Леванта во все сезоны и отсутствовала в Эгейском море. Наибольшая интенсивность со-леносной конвекции в центральной части моря Леванта достигалась в конце осени. В 1991 г. области формирования ЛВМ в течение всего года лучше совпадают с районами повышенной еоленоетной конвекции, чем в 1998 г. Это объясняется тем, что в 1991 году соленостная конвекция является одним из основных механизмов формирования J1BM, в то время как в 1998 г. соленостная конвекция играет второстепенную роль в образовании J1BM;

Значительное влияние на формирование и трансформацию водных масс восточной части Средиземного моря оказывают зоны круговоротов Марса Матрух, Шекмона и Родосского, которые прослеживаются вплоть в отдельные месяцы до глубинных горизонтов;

Используя океанографические и гидрометеорологические данные обобщенной базы, сформированной на основании экспедиционных и спутниковых наблюдений по восточной части Средиземного моря проведена детализация распределения водных масс. В среднегодовом распределении температуры и солености выделяются шесть водных масс: ABM, J1BM (первого и второго класса), ГВМ, ПВЛ и ПВА;

При анализе внутригодовой изменчивости температуры и солёности отмечается, что в весенние месяцы, когда начинается активизация механизмов взаимодействия обнаруживаются шесть водных масс: АВМ, ЛВМ (первый и второй), ГВМ, ПВЛ и ПВА. К концу лета прекращается взаимодействие между промежуточными и глубинными водами в Левантийском бассейне, что приводит к исчезновению ЛВМ второго класса, а с конца осени и до весны прекращается трансформация АВМ и в восточном Средиземноморье наблюдается присутствие только четырех водных масс: АВМ, ЛВМ, ГВМ и ПВЛ;

Особенности внутригодовой изменчивости пространственного распределения океанографических характеристик связаны не только с климатическими особенностями с атмосферных процессов, но и в значительной степени с перестройкой циркуляционных процессов. Так, динамика вод, сформировавшаяся в «теплый» 1991 год, была полностью трансформирована в «холодный» 1998 год. Локальные циркуляционные механизмы, сформированные в 1991 году полностью были изменены в 1998 г., что повлекло за собой значительные изменения в формировании и распределении водных масс в восточной части Средиземного моря; Аномально теплые условия 1991 года привели к повышению значений характеристик водных масс, расположенных ближе к поверхности моря и сделало их менее однородными в пространстве. Большинство из временно существующих водных масс обнаруживались в течение всего года и только ЛВМ второго класса, которая представляет собой результат взаимодействия ЛВМ и ГВМ, в осенне-зимний период года отсутствовала. 1991 год отличался повышенной интенсивностью динамических процессов, как циркуляционных, так и конвективных. Весной 1991 года начинают действовать процессы формирования ГВМ в Левантийском бассейне и отмечается более высокое положение этой водной массы. Формирование в этот период ЛВМ второго класса и поднятие верхней границы ГВМ подтверждает предположение, что подпитка ГВМ от ЛВМ в Левантийском бассейне происходит только при определенных условиях, связанных с особенностями циркуляционного режима. В «холодном» 1998 году эти процессы проявились незначительно только в осенние месяцы.

Таким образом можно сказать, что поставленные задачи в ходе проведенных исследований были выполнены.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Гергес Магед Шоукри Камел, Санкт-Петербург

1. Кондратьев К.Я. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса / К.Я. Кондратьев, Ю.М. Тимофеев- JL: Гидрометеоиздат- 1978280 с.

2. Кондратьев К.Я. Термическое зондирование атмосферы из космоса / К.Я. Кондратьев, Ю.М. Тимофеев.-Jl.: Гидрометеоиздат 1977.

3. Roether W. 1996. Recent changes in the Eastern Mediterranean // Deep waters. Science-1996.-271.-P. 333 -335.

4. Овчинников И.М. Водный баланс Средиземного моря // Гидрология Средиземного моря.-Л.: Гидрометеоиздат, 1976.-С. 61 -90.

5. Lacombe Н. Ouelques traits generaux de i'hydrologic medhenan6e / H. Lacombe, P. Tchernia // Cah. Oceanogr.- 1960.-12.-P. 527 547.

6. Lacombe H. Apercus sur l'appon a l'oceanographie physique recherches recenies en Mediierranee // Bull. Inf. СОЕС.-1974,- 7.-P. 5 27.

7. Miller A.R. Physical Oceanography of the Mediterranean Sea. // Rapports et process erbaux des reunions de la CIESMM - 1963.-17.-P. 857 - 871.

8. Hopkins T.S. Physical processes in the Mediterranean Basins // Est. Transport Processes / Edited by В. K. Jcrfve; University of South Carolina Press— 1978.-P. 269-310.

9. Hopkins T.S. Recent observations on the intermediate and deep water circulation in the southern Tyrrhenian Sea. // Ocean. Acta 1998.-9-P. 41-50.

10. Unluata U. A review of the physical oceanography of the Levantine and the Aegean Basins of the Eastern Mediterranean in filiations to monitoring and control of pollution. Institute of Marine Science, Tech. Report, 1986 55 p.

11. Malanoite Rizzoli P. Large scale properties of the Eastern Mediterranean: a review / P. Malanoite Rizzoli, A. Hecht // Oceanologica Ada- 1988.-11 -P. 323 -335.

12. Зубов H.H. Морские воды и льды- JI.: Гидрометеоиздат, 1938451 с.

13. Зубов Н.Н. Динамическая океанология.-М.;Л.: Гидрометеоиздат, 1947.- 426 с.

14. Растоскуев В.В. Метод фильтрации облачности для данных прибора AVHRR, относящихся к региону Балтийского моря / В. В. Растоскуев, Е. В. Шалина // Исследования Земли из космоса. 1996. - №1. - С. 47 - 55.

15. Johannessen О.М. Observation and Modeling of Transport and Dilution of Radioactive Waste and Dissolved Pollutants in the Kara Sea / О. M. Johannessen, L. H. Petterson, L. P. Bobylev // Grant INTAS-93-814.-FinaI Report.-Bergen, 1996.

16. Johannessen O.M. The slumbering bear of the Kara Sea / O.M. Johannessen, L.H. Petterson, L.P. Bobylev, V.V. Rastoskuev, E.V. Shalina, V.A. Volkov // G1S Europe. 1997 - V.6 - №5 - pp. 20 - 22.

17. Lauritson L. Data extraction and calibration of T1ROS-N/NOAA radiometers / L. Lauritson, G.J Nelson, F.W. Porto // NOAA Tech. Memo. NESS 107,-Washington, D.C.: By NOAA, 1979.

18. NOAA Satellite and Information Service. National Environmental Satellite, Data, and Information Service Электронный ресурс. / NOAA.-USA, Washington, 2003- Режим доступа: http://www.saa.noaa.gov/.

19. Башаринов A.E. Радиоизлучение Земли как планеты / А.Е. Башаринов, А.С. Гурвич, С.Т. Егоров.-М.: Наука.-1974.-188 с.

20. Богородский В.В. Радиотепловое излучение земных покровов / В.В. Богородский, А.И. Козлов, JT.T. Тучков.-Л.: Гидрометеоиздат-1977-224 с.

21. Кондратьев К.Я. Микроволновое дистанционное зондирование окружающей среды / К.Я. Кондратьев, Ю.И. Рабинович, Ю.М. Тимофеев, Е.М. Шульгина-Обнинск: Изд. ВНИ ИГМИ МЦЦ, 1975.-110 с.-(Гидрометеорология: Обзорная информация: Сер. Океанология)

22. Митник Л.М. Физические основы дистанционного зондирования окружающей среды-Л.: Изд. ЛПИ им. М.И. Калинина.-1977.-58 с.

23. Степаненко В.Д. Радиотеплолокация в метеорологии / В.Д. Степаненко, Г.Г. Щукин, Л.П. Бобылев, С.Ю. Матросов.-Л.: Гидрометеоиздат 1987.-284 с.

24. Dicke R.H. Atmospheric absorption measurements with a microwave radiometer / R.H. Dicke, R. Beringer, R.L. Kyhl, A.B. Vane // Phys. Res-1946-Vol. 70.-P. 340 347.

25. Barrett A.H. A method for the determination of high-altitude water vapor abundance from ground-based microwave observations / A.H. Barrett, V.K. Chung // J. Geophys. Res.-1967.-P. 4259-4266.

26. Staelin D.H. Measurements and interpretation of the microwave spectrum of the terrestrial atmosphere near the 1 cm. Wavelength // J. Geophys. Res.-1971.-P. 2875-2881.

27. Westwater E.R. Statistical information content of radiation measurements used in indirect sensing / E.R. Westwater, O.N. Strand // J. Atmos. Sci.—1968.— Vol. 25.-P. 750-758.

28. Westwater E.R. The accuracy of water vapor and cloud liquid determination by dual-frequency ground-based microwave radiometry // Radio Science.-1978.-Vol. 13.-P. 947-957.

29. Westwater E.R. Ground-based microwave radiometric retrieval of precipitable water vapor in the presence of clouds with high liquid content / E.R Westwater, F.O. Guiraud // Radio Science.-1980.-Vol. 15.-P. 947 957.

30. Westwater E.R. Ground-based remote sensing of meteorological variables // Atmospheric Remote Sensing by Microwave Radiometry / Edited by M. Janssen.- New York: John Wiley, 1993.-P. 145-213.

31. Stogryn A.P. The apparent temperature of the sea at microwave frequencies// IEEE Trans. Antennas Propagat-1967.-Vol. AP-15.-P. 278 -286.

32. Williams G. Microwave radiometry of the ocean and the possibility ov marine wind velocity determination from satellite observations // J. Geophys. Res-1969.- Vol. 74.-P. 4591 -4594.

33. Kreiss W.T. The influence of clouds on microwave brightness temperatures viewing downward over open seas // Proc. IEEE. -1969-Vol. 57.-P. 440-445.

34. Staelin D.H. Passive remote sensing at microwave wavelengths // Proc. IEEE.-1989.-Vol. 57.-P. 427-439.

35. Башаринов A.E. Исследование радиоизлучения и поглощения облачной атмосферы в миллиметровом и сантиметровом диапазонах волн // Труды ГГО.-1968-вып. 222.-С. 100- 110.

36. Волчок Б.А. Перенос микроволнового излучения в облаках и осадках // Труды ГГО.-1968.-вып. 222.-С. 83 99.

37. Домбковская Е.П. Корреляционная зависимость между интенсивностью теплового радиоизлучения системы Земля-Атмосфера и водозапасом облаков // Метеорология и Гидрология.-1969.-№7.-С. 26 — 35.

38. Домбковская Е.П. Определение температуры морской поверхности и влагосодержания атмосферы по измерениям теплового излучения системы

39. Земля-Атмосфера с ИСЗ // Труды Гидрометеоцентра СССР.-1969.-вып. 50-С.75-85.

40. Алексеева И.А. Некоторые характеристики поля интегрального содержания водяного пара и капельножидкой воды в атмосфере над океанами // Исследование Земли из космоса -1982 -№6.-С. 50 57.

41. Remote Sensing Systems, SSM/I (Special Sensor Microwave/Imager) NOAA/NASA Pathfinder Dataset on the ftp server, version 5 Электронный ресурс. / NOAA.-USA, Washington, 2002-Режим доступа: ftp://ftp.ssmi.com/ssmi/.

42. Айвазян C.A. Прикладная статистика и основы эконометрики.-М.: Изд. ЮНИТИ, 1998.-1022 с.

43. Вайновский П.А. Методы обработки и анализа океанологической информации. Ч. 2. Многомерный анализ / П.А. Вайновский, В.Н. Малинин-СПб.: Изд. РГМИ, 1992.-96 с.

44. Benard M.N. Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide, convection en regime permanente // Ann. de chimie et de physique.-1901.-Vol. 23.-P. 3 -51.

45. Булгаков Н.П. Конвекция в океане.-М.: Наука, 1975.-272 с.

46. Плахин Е.А. О средиземноморских водах в центральной части Атлантики // Океанология 1982.-Т. 22-вып. 4.-С. 569 - 572.

47. Цикунов В.А. Упрощенная теория конвективного перемешивания в верхних слоях моря//Тр. ГОИН, 1958-вып. 42-С. 4-23.

48. Иванов Ю.А. Крупномасштабная и синоптическая изменчивость полей в океане.—М.: Наука, 1981.—168 с.

49. Бышев В.И. Модель нестационарной термохалинной структуры верхнего слоя океана // Океанология, 1974.-Т. 14.-вып. 2.-С. 235 241.

50. Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике.-JI.: Гидрометеоиздат, 1969.-299 с.

51. Гертман И.Ф. Региональный банк глубоководной гидрологической информации Черного и Азовского морей // Тр. ВНИИГМИ МЦД, 1984, вып.113.—С. 27 — 32.

52. Мельников В. И. К вопросу об освещенности Средиземного моря океанографическими наблюдениями // Тр. ВНИИГМИ МЦД, 1984, вып. 102.-С. 68-80.

53. Плахин Е.А. Формирование характеристик глубинных вод Средиземного моря в условиях развития конвективного перемешивания // Океанология, 1971.-Т. 1 l.-вып. 4.-С. 623 628.

54. Плахин Е. А. Зимняя вертикальная циркуляция в Средиземном море // Океанология, 1972.-Т. 12.-вып. З.-С. 407-416.

55. Бурков В.А. Перемешивание и формирование глубинных вод Средиземного моря // Гидрология Средиземного моря -JL: Гидрометеоиздат, 1976.-С. 211 -239.

56. The International Research Institute for Climate and Society Электронный ресурс. /The Earth Institute Columbia University, Lamont Campus 61 Route 9W, Monell Building Palisades, NY 10964-8000 USA, 2003.-Режим доступа: http://iri.ldeo.columbia.edu/.

57. Launiainen J. Parameterization of the water vapour flux over a water surface by the bulk aerodynamic method // J. Annales Geophys.-l983.-Vol.1.-№6.-P. 481 -492.

58. Ozsoy E. A review of the Levantine Basin Circulation and its variability during 1985- 1988//Dyn. Atmos. Oceans.- 1991.-15.-P. 421 -456.

59. Robinson A.R. The Eastern Mediterranean general circulation: features, structure and variability // Dyn. Atmos. Ocean-19991.-15-P. 215 240.

60. Manzella G.M.R. Water exchange between the Eastern and Western Mediterranean through Strait of Sicily // Deep Sea Res.-1988.-35.-P. 1021 1035.

61. Theodorou A.J. The circulation of Levantine Intermediate Water in the Northeastern Ionian Sea (late winter / early spring 1986) // J. Marine Systems, 1991.-1 .-P. 359-372.

62. El-Gindy A.H. Water masses and circulation pattern in the deep layer of the Eastern Mediterranean // Ocean. Acta.-l 986.-9 -P. 239 248.

63. Millot C. 1999. Circulation in the Western Mediterranean Sea // Journal of Marine Systems, 1999.-20.-P. 423-442.

64. Brody. L. R. Regional Forecasting Aids for the Mediterranean Basin, Handbook for Forecasters in the Mediterranean // Tech. Report TR.-California, 1980.-8010.-178 p.

65. Ozsoy E. On the atmospheric factors affecting the Levantine Sea, European Centre for Medium Range Weather Forecasts, Reading // UK. Tech. Rep.-1981-P. 25-29.

66. Wust G. On the vertical circulation of the Mediterranean Sea // J. Geophys. Res.-1961.-66.-P. 3261 -3291.

67. Morcos S.A. Sources of Mediterranean Intermediate Water in theth1.vantine Sea in Studies in physical oceanography: a tribute to C. Wust on his 80 / Edited by A. L. Gordon.-New York: By Gordon and Breach, 1972.-P. 185 206.

68. Bunker A.F. Wintertime interactions of the atmosphere with the Mediterranean Sea//Phys. Oceanogr.-1972.-2.-P. 225-238.

69. Bunker A. F. A note on the heat balance of the Mediterranean and Red Seas //J. Marine Res.-1982.-40.-P. 73 84.

70. Bethoux J. P. Le phosphore ei l'azoie en Mer Mediierranee, bilans ci fenilile poteniielle//Marine Chem.-1981.-10.-P. 141-158.

71. May P. W. Climatologically flux estimates of the Mediterranean Sea, and wind Stresses //Rep 54.-NORDA, NSTL Station.-1982.- 56 p.

72. Hellerman S. Normal monthly wind stress over the world ocean with error estimates // J. Phys. Oceanogr.-1983.-17.-P. 158 163.

73. Navarra A. Bonzaghi M, Legnani R, and Vivand G. Surface wind Stresses in the East Mediterranean for Oct. Nov., Dec. 1985 // Tech. Rep.- Italy, Modena: By Istituto per lo Studio delle Metodologie Geofisicbe Ambientali.-1987.-No. 2.-87 p.

74. Malanotte Rizzoli P. The wind and circulation of the Eastern Mediterranean Sea Pan II // Dyn Atmos. Oceans.-1991.-15.-P. 355-419.

75. Pollack M.J. The sources of deep water of the Eastern Mediterranean Sea // J. Marine Res-1951 .-10.-P. 128- 152.

76. Astraldi M. The seasonal characteristics of the circulation in the North Mediterranean Basin and their relationship with the atmospheric-climatic conditions //J. Geophys. Res.-l 992.-97.-P. 9531 -9540.

77. Astraldi M. The role of straits and channels in understanding the characteristics of Mediterranean circulation // Progress in Ocean.-1999.^4.-P. 65 -108.

78. Bethoux J.P. Hydrologie et circulation en Mediterranee nord-occidentale // Petroles et Tech.-1983.-299.-P. 25 34.

79. Astraldi M. Hydrographic characteristics and interannual variability of water masses in the central Mediterranean: a sensitivity test for long-term changes in the Mediterranean Sea // Deep Sea Res.-2002.-49-P. 661 680.

80. Nielsen I. N. Hydrograph of the Mediterranean and adjacent waters // Rep. Danisch oceanogr. Exped. Medit. 1908- 1910.- 1912.-Vol. l.-P. 77-191.

81. Schott G. Die Wasserbewegungen im Gebiete der Gibraltarstrasse // J. Cons. Intern. Perm. Explor. Mer.-1928.-Vol. 3.-№2.-P. 159 175.

82. Pollak M.I. The sources of the deep water of the Eastern Mediterranean Sea//J. Marine Res.-l 951.-Vol. 10.-№1.-P. 128- 152.

83. Косарев А. Средиземное и Адриатическое моря В книге Конвективные перемешивания в море // Под ред. А. Д. Добровольского. М., Изд-во Моск. ун-та, 1977 - 214 - 299.

84. Овчинников И.М. О формировании глубинных водных масс Средиземного моря //Океанология, 1965.-Т.5-№4 -С. 625 634.

85. Овчинников И. М. Циркуляция в поверхностных и промежуточных слоях Средиземного моря //Океанология, 1966/-Т.6.-№1 -С. 62 75.

86. Бурков В.А. Перемешивание и формирование глубинных вод Средиземного моря. В кн.: Гидрология Средиземного моря-Гидрометеоиздат, Jl.-1976.-C. 211 - 239.

87. Сайд М.А. Циркуляция вод центрального и восточного бассейнов Средиземного моря и формирование промежуточной водной массы // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук.-Одесса, 1984 17с.

88. Маииза И.А.А. Об особенностях гидрологических характеристик восточной части Средиземного моря в теплые и холодные зимы. Деп. ВИНИТИ. № 3597 от 1.06.84. Вестник МГУ № 5.-1984.

89. Elsberry R.L. Sea surface temperature anomaly generation in relation to atmospheric storms // Bull. Amer. Met. Soc.-1978.-Vol. 59.-№7.-P. 786 789.

90. Ломакин А.Ф. Закономерности формирования крупномасштабных температурных аномалий на поверхности северной части Тихого океана //Канд. дисс. М-1984 г.- 24с.

91. Zore-Armanda М. Pormation of oastern Mediterranean deep water in the Adriatic//Goll. Intern. GNRS.-№215.-1974.-P. 127-133.

92. Milliff R. F. 1991. Structure and dynamics of the Rhodes Gyre System and its dynamical interpolation for estimates of mesoscale variability // J. Phys. Oceanogr.-l991 -31 -P. 541 -564.

93. Malanotte Rizzoli P. The Eastern Mediterranean in the 80s and in the 90s: the big transition in the intermediate and deep circulation //Dyn. Atmo. Ocean.-1999.-29.-P. 365-395.

94. Engel I. Currents in the Eastern Mediterranean // Intern. Hydrogr. Rev-1967.-44.-P. 23-40.

95. Овчинников И.М. Горизонтальная циркуляция вод Средиземного моря в летний и зимний сезоны // В сб.: Основные черты геологического режима и биологии Средиземного моря.-М. Наука, 1965.-С. 107 118.

96. Овчинников И. М. Физико-географические особенности Средиземного моря. В кн. Гидрология Средиземного моря // Гидрометеоиздат, Л.-1976.-С. 33 - 59.

97. Philippe М. Surface temperature fronts in the Mediterranean Sea from infrared satellite imagery, in Hydrodynamics of Semi-Enclosed Seas // edited by J.CJ. Nihoul, Elsevier, Amsterdam.-1982.-P. 91 128.

98. Anati D.A. A dome of cold water in the Levantine Basin // Deep Sea Res.-l 984.-31 (10).-P. 1251 1257.

99. Dzhioyev T.Z. Computation of Stationary Currents in the Eastern Mediterranean Sea//Oceanology.-1977.-Vol. 17.-№1.-P. 3-5.

100. Hecht A. Currents, water masses, eddies and jets in the Mediterranean Levantine Basin //J. Phys. Oceanogr.-l988.-18.-P. 1320- 1353.

101. Leslie W.G. Mediterranean Sea Circulation // J. Phys. 0ceanogr.-2001.-24.-P. 1-19.

102. Theocharis A. Synthesis of the circulation and hydrography of the South Aegean Sea and the straits of the Cretan Arc (March 1994-February 1999) // Progress in Oceanography, 1999.-44.-P. 469 509.

103. Said M.A. Horizontal circulation of the Eastern Mediterranean waters during winter and summer seasons // Acta Adriatica.-l 990.-31 (1/2).- 21 p.

104. Berman T. Optical transparency, chlorophyll and primary productivity in the Eastern Mediterranean near the Israeli coast // Ocenologica Acta-1984-7.-P. 367-372.

105. Berman T. Extent, transparency and phytoplankton distribution of the neritic waters overlying the Israeli coastal shelf // Oceanohgica Acta.-l 986.-9-P. 439-447.

106. Ozsoy E. Dynamical aspects of the Basin-Northeastern Mediterranean, in Winds and Currents of the Mediterranean Basin // edited by H. Charnok

107. Zervakis V. The role of the North Aegean in the recent Eastern Mediterranean climatic changes //J. Geophys. Res.-2000.-105-P. 26103-26116.

108. Hecht A. Physical Features of the Eastern Mediterranean resulting from the integration of POEM data with Russian Mediterranean cruises // Deep Sea Res-2001.-148/8.P. 1847- 1876.

109. Said M.A. A study of water circulation along the Egyptian Mediterranean Coast using a three dimensional numerical model // Inter. J. Env. Stud-1996.-(50).-P. 223-235.

110. Wiist G. Remarks on the circulation of the intermediate and deep water masses in the Mediterranean Sea and the methods of their further exploration // Ann. Inst. Univ-1959 Navale, XXVIII.-Napoli.

111. Леонов A.K. Региональная океанография-Л.: Гидрометеоиздат,1960.-765 с.

112. Добровольскии А.Д. Об определении водных масс // Океанология,1961.-Т. 1-вып. 1.-С. 12-24.

113. Овчинников И.М. Циркуляция вод Средиземного моря- В кн.: Гидрология Средиземного моря. Л., Гидрометеоиздат, 1976.-С. 100- 162.

114. Плахин Е.А. О постановке долговременного гидрофизического эксперимента в шельфовом районе Черного моря.—Изв. АН СССР, Физика атм. и океана, 1977.-Т. 13, № 9.С. 989 990.

115. Шокальский Ю.М. Океанология. Изд.-Л.: Гидрометеоиздат, 1959537 с.

116. Овчинников И.М. Формирование промежуточных вод в родосском циклоническом круговороте // Океанология, 1984.-Т. 24- вып. З.-С. 417 — 421.130Morcos S.A. The water masses and circulation of the Southern Mediterranean // Acta Adriatica-1976-18-P. 195 218.

117. Brenner S. Structure and evolution of warm core eddies in the Eastern Mediterranean Levantine Basin //J. Ceophys. Res-1989- 94-P. 12593 12602.

118. Holloway G. Tracer anomaly evolution in the field of an isolated eddy // Dyn. Atmos. Oceans.-l 986.-10.-P. 165-184.

119. Feliks Y. Downwelling along the northern coasts of the Eastern Mediterranean // J. Phys. Oceanogr.-1991.-21.-P. 511 526.

120. Roether W. Eastern Mediterranean deep water renewal on the basis of CFM and Tritium data //Dyn. Aimos. Oceans.-1991.-15.-P. 333 -354.

121. Schlitzcr R. Chlorofluoromethane and oxygen in the Eastern Mediterranean // Deep Sea Res.-1991.-38.-P. 1531 1551.

122. Lascaratos A. A weekly SST image visual database of the Mediterranean and Black Seas Электронный ресурс. / Chair of CIESM Scientific Committee C2

123. Physics and Climate of the Ocean". Athens, Greece: University of Athens, 2005. - Режим доступа: http://www.oc.phys.uoa.gr/SST/images/.

124. Чаицев В. Ю., Гергес М.Ш.К. Особенности формирования водных масс в море леванта в климатически „холодный" и „теплый" годы СПб.: Изд. РГГМУ.-(В печати).

125. Geurguess M.S.K. Study and Analysis of Water Masses Formation in the Levantine Sea / M.S.K. Geurguess, V.U. Chantsev// 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment. Saint Petersburg, 20 -24 June 2005-SPb., 2005.

Информация о работе

Гергес Магед Шоукри Камел
кандидата географических наук
Санкт-Петербург, 2006
ВАК 25.00.28

Диссертация

Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Анализ изменчивости водных масс в восточной части Средиземного моря с помощью контактных и дистанционных методов наблюдений - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы