Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Фронтальные зоны течения Ойясио и их промыслово-экологическое значение

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Фронтальные зоны течения Ойясио и их промыслово-экологическое значение"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Еа правах рукописи'

СЛМГО 2ЕГББЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ФРОНТАЛЬНЫЕ ЗОНЫ ТЕЧЕНИЯ ОЙЯСИО И ИХ ПРОШЗЛОВО-ЭКОЛОГЯЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов; И. 00. 08 - океанология.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Шгербург - 1992

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете

Научный pi, .водитель - доктор географических наук, , профессор Е Р. <Еукс

Официальные оппоненты: доктор географических наук ' ЕЕ Суставов кандидат географических наук А.Е Алексеев

Ведущая организация: Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН

• я -у

Запита состоится " O^^d-bk^x 932 г. на заседании спе циализкрованного совета Д. СбЗ. 67. $Z. по защите диссертаций н соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургское государственном университете по адресу: 199178, Санкт-Петербург В. О., 10-я линия.33.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ю< A. Ы. Горького Санкт-Петербургского госуниверситета

Автореферат разослан ^ ^

/99

Ученый секретарь епециаливировашгого совета, кандидат географических-наук Г. И.Ыэсолова

- з -

Актуальность темы; Зависимость биологической и промысловой продуктивности от океанографических условий океана чрезвычайно многогранна.' Сочетание океанографических факторов создает тот Зон. на котором происходит первичное продуцирование органического вещества, его распределение и последующее использование в, экологических системах. . V-*,

Наиболее массовые и устойчивые концентрации про!лысдоэь£Х' объектов в океане встречается на акваториях с повышенными горизонтальными градиентами характеристик среда В этом смысле важнейшее значение шеют Фронтальные зоны различного масштаба и происхождения. •

Несмотря на большее количество пуелкшдяй, в том 'згелэ и появившихся в последние десятилетия, в которых проводится описа-. ние различных фронтальных зон Нового океана к их параметров;, явно нел ^тает работ. . посвященных детальным исследованиям трех- : мерной структуры полей температуры, солености и плотности зс Фронтальных зонах. Особенно заметен этот недостаток в районах интенсивного рыболовства, каким, в частности, яздяется Шю-Ку-_-рильский промысловый район. До сих звр не проведена системати-". ческая классификация фронтальных зон района, отсутствую? работы, посвяЕенвые описанию структуры различных фронтальных зон. практически неизученным остается вопрос об их устойчивости. Кроме того, достаточно слабо изученным продолжает оставаться вопрос "привлекательности" отдельных участков фронтальных зон для промысловых объектов. Ведь при значительной горизонтальной протяженности фронтальных зон ярошеловкэ скопления образуются лиггь на некоторых ее участках.

Нерешенность этих проблем является препятствием для дальнейшего развития рационального рыбного прешла на научной основе.

Цель* работьа описание и классификация фронтальных зон течения ойясио а оценка их влияния на про»,¡нслово-экологические усло-аяя.

Эта цель реализуется на оскозе обработки и анализа нзтурньк наблюдений, полученных в последнее десятилетке в Кето-Курильсксн районе (ККР) в совместных экспедициях ТИНРО-ЛГУ-ТУРНЙФ. Практически все экспериментальные данянз получены при непосредственном участии самого автора.

Дяя достижения поставленной цели решаются ела дукше "задачи: 1) обобщение эмпирических представлений о течения Ойяско м исследование синоптической изменчивости вертикальной структуры потока: 2) оценка сил, участвующих в сформировании фронтальных пон в системе вод Ойясио. Теоретическая оценка параметров фронталь-

1Ш 1801а Ойясио; 3) критический анализ методов объективного диагноза фронтов в атмосфере и океане к разработка способов выделения фронтальных разделов; 4) обшая классификация фронтальных вон а енот® вод Ойясио; 5) оценка экологической роли фронтальных гон г.» г'чдробионхов с выраженной склонностью к горизонтальным --тт1-,дйям (проьшсловые рыбы) и нешгрируюидм организмам, а также .»-_: : лниг та условия образования и релаксации промысловых скоплений.

Еаучкая новизна работы:

1. Обобщены совремзюшэ представления о промыс^ово-экологической роли фронтов в океане.

2. Разработан шход, позволяющий проводить объективный диагноз фронтальных образований в океане.

8.. БредлоЕэна оригинальная обвет классификация фронтальных зон течэния Ойясио.

4. Шаучэны сцена устойчивости различив фронтальных образований систеш вод Ойясио,

5. -Излучены новые," виачительно бол-^. полные характеристики структуры и изменчивости прибрежного и океанического Фронтов в районе ютах Курил.

6. Исследована стру:етура прибрежного фронта у о.Итуруп и впервые оценен вклад правивши механизмов в формирование этого фронта.

Получены оценки скоростей перемещения различных фронтальных образований сиетеш вод Ойясио.

8, Шкаеача роль фронтов в распределении плакктока в районе южных Курил, а гакаа в кормовых и нерестовых миграциях промысловых, рыб.

9. Проведен анаши зависшости прошсла дальневосточной сардины он х«фа>яерястих фронтальных вон в период нагула

Практическое значение работы: результаты работы непосредственно ¡¡^пользовались при выполнении исследовательских работ ТИНЮ, а такзэ при разработке хоздоговорных тем, выполненных ЛГУ для МРХ СССР, и кашли свое приложение на промысле в КЖР при организации поисковых работ ТУРШФ (Тихоокеанское правление рыбопромысловой разведки и научно-исследовательского флота). а такта при решении оперативных задач оценки и прогноза промысловик условна. .Результаты проведенных исследований могут быть ие-. пользованы для оптимизации прошсла и сокращения непроизводительных ветра? флота на поисковые операции, а также при плаяиро-егшзи экспериментов по изучению фронтальных структур в ояеаие, при изучений й моделировании биологических и биохимических процессов во Фронтальных Бонах, при природоохранных мероприятиях. Апробация работы: основные результаты диссертации обсувда- .

лиеь на научных семинарах кафедры океанологии ЛГУ. лаборатории краткосрочного прогнозирования промысловой обстановки ТИНРО, на Всесоюзном совещании по проблемам краткосрочного прогнозирования и управления флотом на промысле в 1982 г. во Владивостоке, Отдельные положения диссертации представлялись на советско-японских переговорах по проблеме краткосрочного прогнозирования в 1984. г. в г. Находка, на Всесоюзном совещании по проблемам краткосрочного прогнозирования и управления флотом на промысле в 1985 г. в г. Калининграде, Всесоюзной конференции по географии Шрового океана в 1989 г. в Калининграде, Всесоюзной конференции по промысловой океанографии в 1890 г. в Ленинграде.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, подготовлено к публикации 3 работа

Структура и объем работы, работа состоит из введения. 6' глав, г 'водов и списка литература Работа содержит 26? стр., включая 1.2 рисунка и 32 таблицы, и 25 приложений. Список литературы включает 183 наименования.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ, *

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЯССЛЕДОВАЕЖ Многие фронтогенетические механизмы, работающие в океане, могут быть интерпретированы как разновидности трехмерного деформационного поля. В работе рассмотрены особенности деформационных полей при адвекции и ди^узии, а также в зоне прибрежного проливного перемешивания. Показано, что при этих условиях в сиотимо вод Ойясио должны возни'сать выражение фронтальные боны.

Деформационное поле постоянного течения при косикусоидаль-ном граничном возмущении в поле температуры привозит к образованию фронтальной вони на границе потока. Положение фронтальной зоны остается неизменны!! в пространстве, величина градшнта экспоненциально уменьшается со скоростью тем большей, чем Сольсе коэффициент горизонтальной турбулентной диффузии тепла и меньше скорость течения. Более интересным, но громоздким по аналитическому решению является рассмотренный случай, когда течение переменно. Показано, что если профиль скорости течения представляет собой отрезок косинусоиды, а на исходном профиле температура постоянна, то на периферии подобного потока формируется фронтальная зона.

По дачным наблюдений, выполненных автором, и из литератур-ник источников были приняты характерные масигабы термодинамических ' процессов в исследуемом районе и.проведена оценка кклкда сил. участвующих в формировании фронтальных, зон течения.Сйясио. Показано, что основной вклад в формирование фронтальных вой те-

- б - '

чения Ойясйо вносят градиентные и кориолисовы силы . Вашд локальных и конвективных ускорений значительно менее существенен, а вклад остальных слагаемых пренебрежимо 'мал. Однако при скоростях течения порядна 40 си/с и временных масштабах 1-3 суток ре-жзм формирован" зЕтаяьнщ зон далек от квазигеострофического. Оценка ХР1 ?кгтяк фронтальных зон,проведение на основе «одели Као (Т. Кас, -->77,1078,1980)позволяв заключить. что реэуяьта-ты, полученные при использовании этой модели, удовлетворительно описывают фронтальные разделы течения Ойяот.'

Делается вывод, о том, что течение Ойяск.' можно рассматривать как почти стационарный и ге-оагрофячаский поч-ок.

В соответствии с каталогом экологических эффектов фронтов в океане (й. Ч. 0«еп, 1281), в системе вод -Ойнсио даже ожигать, что фронты могут: 1) пройебэдить «ханический эффект локального концентрирования организмов; 2)-являться.зонами коять-.та различных популяций; 3).создавать новые:сообщества; 4).-избирательно создавать видовые ансамбля и -концентрации; 5) привлек-."ь и удерживать крупных подвюшш: животных; 6) служить репродук, йвкш 'убежищем; 7) иехаяичэски ограничивать рассеивание планктона или неритичэс-ких популяций; 8) вьйорсчно копировать компоненты популяций или сообществ (квазиупорйдоченныа ' пятна); в) побуждать (поддерживать) высокую 'локальную продукцию организмов; . 10), видоизменять миграцшннь©' потоки рыб и .суточные вертикальные миграции планктона; 11) создавать активные- поверхности и индивидуальные субстанции.

2. ЙСПОЛЬЗУШШ ШЕРИАМ

В качеетв'е исходной информации в диссертации использовались данные наблюдений, полученные в летне-осенний период 1980-1963 гг. Район исследований простирался к востоку от островов Курильской гряды и о.' .Хоккайдо и ограничивался координатами 41-47 с. е. 144-152 в. д. ' Ш^рмашонный массив включал следу!нц:«е. данные: 1) материалы судовых наблюдений, вкдючаздю в себя гидрологические, гидробиологические и попутные акустические -исследования: съемки по программ "Пхгкгон"- 27, . съемки в районе. океанической фрак-' тальной боны Сйясио - 5, еьеши в-районе прибрежной Фронтальной зоны Пкно-Курильского мелководья - 4; 2) материалы авиасъемок ^теще^бДУРЬ! поверхности океана (ТОО) - 21; 3) факсимильные карты *Т1Ю - 267; 4] показатели деятельности промыслового флота: обаяй вылов за день, средний улов на усилие, фактический улов ка усилие. --------------'

3. ЫЕТОЛЫ БЬШЕЛЕШЯ ФРОНТАЛЬНЫХ ЗОЙ.

В результате анализа основных методов объективного диагноза фронтов в етшсфере и океане предложен комбинированный метод с

- У -

использованием первых и вторых производных характеристик среды. Принцип метода: 1) расчитывается поле градиентов характеристики и выделяются зоны повышенных градиентов (фронтальные зоны); 2) используя оператор §■■* расчитывается положение фронтальных разделов, как истинных так и ложных, появляющихся в результате специфических свойств оператора; 3) совместный анализ положения фронтальных зон и фронтальных разделов позволит избавиться от ложных фронтов. Такой подход к решении проблемы позволяет исключить элемент субъективности при диагнозе фронтов..

В случае, когда одна' из осей систеш координат ориентирована параллельно потоку, а фронтальная зона оконтуривающая поток апроксимируегся ГГ-образной формой и в приближенных к этому случаях, вместо оператора предлагается использовать оператор Лапласа А Т.

4. АБИОТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ Б ?«СТШ ЮЛ ОЯЯСИО.

Ист^-и течения Ойясио находятся в районе проливов Буссоль и Фриза, п.е сливаются охотоморские воды с водами Курило-Камчатс-кэго течения. . Ширина течения Ойясио от 100 до 300 км, но стрежень течения со значительными скоростями (15-65 см/с) наблюдается в пределах 18-25 км. Вертикальная мощность потока не превышает 1500 м.

В основном потоке Ойясио в деятельном слое выделяются верхний перемешанный слой, с максимальными значениями температуры воды, слой стачка температуры и холодный промежуточный слой. Однородный слой формируется к окончанию весенне-летнего прогрева и ' достигает к середина августа 10-15 м.. Его ыоащость и температура изменяются в пределах рассматриваемого района, достигая макси- ■ мальных значений в районе океанического фронта Ойясио. К зтой фронтальной зоне, приурочена и максимальная величина дисперсии сщ(жшуеских-коле.баний_ТШ>;_Наиболее стабильные величины температуры воды верхнего перемешанного слоя отмечаются в районе стрекня потока Ойясио, изменяясь в летний период от минимальных значений (4-б°С) в районе пролива Фриза до 8-10°0 на юге района.

Для ЮКР в летне-осенний период слой скачка температуры характеризуется сравнительно малой мощностью по вертикали и значительными вертикальными градиентами температуры, достигающими 5-5 "С и более на 1.0 м. Глубина залегания низшей-границы слоя скачка № превышает 50 м. Наименьшая величина вертикального градиента температуры отмечается в основном потоке Ойясио.

Ниле слоя скачка температуры расположены "воды холодного тромежутгочного слоя. Ъотяа граница этого слоя располагается Лычно за пределами 200-метровой глубины.- ' Характерный диапазон изменчивости температуры воды промежуточного сдоя летом от 1,5-2

<1шо ТПо I

до ЗвС. Я«ро холодных вод располагается на глубинах от 75 до 150 м. Температура воды в ядре холодного промежуточного слоя помет значительно-отливаться от характерных величии - отмечались случаи появления аномально холодных вод с температурой ниже 1°С и даяг OTi¿¿нательных величин. Холодные (температура ниже 2 °С) и аномально хаг'-лые (температура ниже 10С) воды промежуточного холодного , ш соответствуют, . главным образом, основному потоку Ойясио. »vi;- аго ветвям. Появление холодных и аномально холодных вод в ЩР определяется выносом охотоморских вод через пролив Фриза и интенсивностью их перемешивания в проливе.

фи совпадении ситуации "усиление выиоса-ослабление приливного перемеишания" холодные и аномально холодные воды попадают в поток Ойясио н могут переноситься основной струей до берегов Хоккайдо. При совпадении ситуации "ослабление выноса-усиление перемешивания" холодные и аномально холодные воды в потоке Ойясио могут вообще отсутствовать.

Анализ появлении аномально холодных вод в промежуточном слое Ойясио и синоптической обстановки над северо-западной частью Тихого океана позволил сделать следующее заключение: при прохождении циклонов севернее рассматриваемого района вынос охотоморских вод через пролив фриза усиливается; происходит усиление интенсивности потока Ойясио.

5. ФРОНТАЛЬНЫЕ ЗОВЫ СИСТЕШ ВОД ОШЖО.

Классификация фронтальных вон течения'Ойясио. В предлагаемой классификации систематизируются различные фронтальные образования, возникающие в результате вторжения потока холодных вод Ойясио в район южшх Курил и его взаимодействия с водами иного происхождения.' Выделяется три типа фронтов, связанных с течением Ойясио: _

Дарвыв *яп. Стационарный океанический Фронт течения Ойясио. «ронт простирается в генеральном направлении параллельно Курильской Гряде и оконтуривает поток-Ойясио со стороны океана ■

Второй яш. Квазистационарный прибрежный фронт Ойясио. Фронт представляет собой прерывистое.образование, проходящее в непосредственной близости островов Курильской Гряеы. Появление и исчезновение прибрежных фронтов этого типа связано со сдвигом потока Ойясио в океан,; что обусловлено как"адвективными факторами (циркуляция вокруг островов, водообмен Охотского моря с Тихим океаном),. так и влиянием метеорологических процессов, протекающих над прилегающей к рассматриваемому району территорией.

Tperad xwt. йзстащонарные фронтальные образования, включающие в себя приливные прибрежные фронты,.- фронты потоков вт'ор-язния и фронты синоптических вихрей. Д>иливные прибрежные фронты

- 9 - .

по расположению и конфигурации подобны прибрежным'фронтам течения Ойясио. Главное различие меэду этими двумя разновидностями прибрежных фронтов заложено в природе их возникновения и существования. Фронты потоков вторжения оконтуривают потоки из Охотского моря в Тихий океан через проливы Буссоль и Фриза.

Все вышеназванные типы подразделяются на классы в зависимости от расположения.фронтального образования.

Представленная классификация охватывает все основные фронтальные разделы" системы вод течения Ойясио и позволяет, используя различные комбинации типов и классов, полностью описать сложившуюся в любой конкретный момент времени систему фронтов потока Ойясио.

Анализ распределения фронтальных образований позволил рассчитать устойчивость фронтальных разделов вод Ойясио. Устойчивость (отношение одела случаев, когда фронтальное образование существует к общему числу рассматриваемых случаев, выраженное в процентах) океанического фронта Ойясио в целом - 97%; участков фронта оконтуривающих первую ветвь течения Ойясио - 95%., вторую - 6SZ, третью - 20%. Устойчивость прибрежного фронта Ойясио, без разделения его на участки, составляет 71%-, прибрежного Фронта в районе Кйно-Курильского мелководья -64%, в районе о. Итуруп -30%, в-.райояе о. Уруп -6%.

Анализ внутрйсезокной изменчивости фронтальных образований позволил выделить шесть - различных фронтальных систем, повторяемость которых наиболее высока

Структура океанической фронтальной зоны течения Ойясио. фронтальная зона хорошо проявляется в поверхностном слое. в полз температуры и плотности, и значительно менее четко . - в поле солености. Максимальный градиент ТПОво фронтальной зоне варьирует от 1,8 до 2,4"С/милю, солености - от 0,028 до 0,078 /милю, плотности от 0,08i до 0,098 усл. ед./мшш. Фронтальная зона Ойясио является чрезвычайно ' динамически активным образованием. В отдельные периоды времени смещение участков фронтальной зоны на .поверхности достигало 30 миль за одни-двое суток.

ЯМрина фронтальной зоны варьировала от 3 до 17 миль. В большинстве случаев,термическая фронтальная зона на поверхности представляла собой многофронтальяое образование с двумя или. более, выраженными в разной степени, фронтальными разделами.

. Океаническая фронтальная зона Ойясио в поле температуры и солености , существует, во веем рассматриваемом верхнем 200-ыетро-вом слое. Термическая и халинная фронтальные зоны крайне. редко совпадают на поверхности, находясь на расстоянии 10 и более миль друг от друга. Однако, низе верхнего 20-метрового слоя обе фрон-

- 10 -

гаяьньк зоны, за редки« исключением, сливайся.

Существование Читальной зоны в поле плотности в верхнем íO-20-мегровом слое обусловлено контрастами температуры. Залее, с глубиной, го" "огшиьные градиенты в плотностной фронтальной 8оне бьйтпо . л&ат, что связано с компенсационным эффектом наложения те-рк. кой и х&дивной фронтальных зон, и полностью исчезают до горивонта 50 м.

Ма.чсим8льны& горизонтальные градиенты температуры в океанической фронтальной зоне Ойясио отмечаются в верхнем 30-мет-ровоы слое, в то время как градиенты солености достигают своего максимума в нижележащих слоях (50-100 и).

Структура прибрежной фронтальной зоны Юкно-Курильского мелководья. Фронтальная зона на поверхности легко обнаруживается в поле температуры и плотности но, как и океаническе-л фронтальная зона Ойясио, несколько сложнее - в поле солености. №*шшадьяые горизонтальные градиенты ТПО во фронтальной зоне меняются от 0,55 до 5»70*С/милю, солености - от 0.024 до 0,095¡¡¡»/милю, плотности - от 0,030 до 0,214 усл. ед/милю. Ширина Фронтальной зоны 1,7-13,2 мили.

На акватории непосредственно прилегающей к проливу Екатерины большое влияние на характеристики рассматриваемой фронтальной зоны оказывает локальная фронтальная зона, ококтуриващая пятно холодных вод, образованное в результате приливного перемешивания. Это пятно стационарно и лишь в отдельных случаях ке проявляется на поверхности, ко существует в подповерхностных водах.

Прибрежная фронтальная зона Южно-Курильского мелководья представляет собой более стационарное образование нежели океаническая фронтальная зона Ойясио. Тем не менее, смещение некоторых участков фронтальной зоны доходило до 7 миль в сутки.

Фронтальная зона легко обнаруживается в поде температуры и солености в верхнем 100-150-метровом слое; в поле плотности - в 75-100-метро'Еоы слое, где обусловлена резкими контрастами в поле температуры и плотности и несколько более слабыми контрастами в поле солености. Б ряде случаев горизонтальный градиент температуры в водной толще достигал 1 °С/шм> и более, плотности - 0,2 усл. ед/милю, солености - 0,06-0,09 /шлю, что значительно выше подобных характеристик океанической фронтальной зоны Ойясио.

Халивная и термическая фронтальные зоны, в большинстве случаев, не совпадают «о своему местоположению. Халинная фронтальная еона находится на 5-7.5 миль восточнее термической.

Хадинная фронтальная зона на глубинах ниже 20-50 м имеет тенденцию к раздвоению. Отделившаяся ее часть сметается в аапад-ном направлении, оконтуривая поток более соленых вод течения Соя

и прослеживается до горизонта 75 и.

Довольно сложно, как в случае океанической фронтальной" зоны, тек и в случае прибрежной фронтальной зоны Юийо-Курнльского мелководья, говорить о наклоне фронтального раздела. В ряде случаев фронтальный раздел, сиедаясь в верхних слоях в одном направлении, возвращается к. исходному, относительно поверхности, голоданию на нижнем из рассматриваемых горизонтов. Анализ характеристик фронтальных зон в верхнем 200-метровом слое океана позволил заключить, что Фронтальному образованию в деятельном слое океана присуще по крайней мере одно смещение фронтального раздела в одном из водных слоев относительно его положения в зьвзеле-лгиаем слое. Отмечается межсуточная нестабильность конфигураций профилей фронтальных разделов.

Пр. "ре.таая фронтальная зона у о. Итуруп расположена на расстоянии 5-15 миль от берега. Фронтальная зона крайне неустойчива; ее характеристикам (расстояние от берега, вертикальные и горизонтальные градиенты температуры) присуща значительная внутриме-сячиая изменчивость.

Вклад приливного перемешивания в формирование прибрежной фронтальной зоны у о. Итуруп значителен," но при некоторых условиях не является преобладающим. В ряде случаев приливные явления не формирует сами прибрелный фронт, а трансформируют уяэ существующее Фронтальное образование.

б. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ФРОНТОВ В СИСТЕМЕ ВОД ОШШ

Применительно к исследуемому району по отношению к планктону и особенно к промысловым объектам наибольший интерес представляет анализ экологической роли фронтов с двух позиций:

1) фронты, как фактор регулирующий распределение к миграции для разных жизненных форм;

2) фронты, как фактор определяющий промысловую обстановку.

Влияние фронтальных зон на распределение планктона в районе южных Курил. Основу биомассы зоопланктона в летний период составляют копеподы. В начале сезона преобладают крупные интерзо-напьяые виды (С. plunchnis, Е. bunga, С. cri status, At pacifica), юс молодь и личинки доннья беспозвоночных, а б отдельные годы и эвфаувииды. В конце августа-сентябре, когда основная масса этих видоз начинает сезонные миграции в глубинные слои, в планктоне начинают преобладать мелкие полициклические виды (О. similis и Р. elerg-atus). Кроме того, возрастает в этот период значение пиков - Coel&nterata. Apphi poda, Chastoçnata.

В пределах одной водной массы, ограниченной фронтальной зо-кой,- происходит естественное, присущее ¿тому биотопу, развитие планктонных организмов. Одна<со, присутствие в района в лет-

-- 12 -

не-ссенний период вод разной структуры, имеющих разные гидрологические характеристики и различное, как по развитию так и по соотношению основных видов, планктонное население обусловливает пространственную неравномерность в распределении и развитии планктона в ¡ЖР. ,

Сукцессия п.* .... :она протекает наиболее быстро в трансформированных сУ-^.-аческих водах северо-восточной ветви Куросио и течения Соя, р „положенных к югу и юго-западу от океанического -фронта Ойясио, белее медленно в собственно субарктических водах (юго-восточнее океанического фронта Ойясио) и сильно замедлена в водах холодного течения Ойясио. В наиболее холодных водах зоны приливного перемешивания в проливе Фриза и потоках вторжения к востоку и юго-западу от этой зоны планктон • может оставаться в фазе весеннего развития до августа.. Как правило, планктонные сообщества на более ранних стадиях сукцессии характеризуются повышенными величинами биомассы. Такие различия в темпе-: сукцессии объяснятся различиями, механизмов формирования биопродукгивнос-ти. свойственных разным структурам вод.

Проведенный сравнительный анализ данных по распределению планктона и распределению . водных касс в районе исследований в летне-осенний период показал, что распределение и развитие планктона во многом определяется интенсивностью стока вод из Охотского моря .- Чем интенсивнее сток и чем дальше на юг прони-. кают эти воды. тем медленнее протекают сезонные процессы б планктоне. 1

1 Трансформированные субтропические воды, в отличие от вод потоков вторжения, являются менее продуктивными. Чей раньше эти воды появляются в районе исследований и чем дальше они проникают на север, тем раньше.на этих участках качинается развитие планктона и тем быстрее оно протекает. Лая зоны Южно-Курильского мелководья больное значение имеет интенсивность адвекции вод течения Сок в этот район. •

Фронтальные зоны, авляювдеся границами водных масс и биотопов. служат препятствием горизонтальным перемещениям гидробион-тов. И только шандрирОЕание фронтальных зон и вихреобразование на фронтах способствуют' переносу планктонных организмов через эти границы. Выживаемость планктона 5подобных случаях всецело зависит от его "экологической^ пластичности".

Возникновение и релаксация з рассматриваемом районе докали--вованных. зон повышенной биологической продуктивности связано с нестационарными динамическими процессами, на границе действия которых возникают фронтальные зоны. К таким динамическим процессам относятся отмечаемые , нами потоки вторжения.. Вторгающиеся

- 13 - -

струи несут воды с существенно отличными от онружаадих вод свойствами, зачастую обогащенные биогенными элемента!® и свои« планктонным населением. Повторяемость, устойчивость.« время релаксации подобных явлений изменяется в широких пределах. Именно с такими потоками связаны зоны интенсивного летнего "цветения" Зитопланктона и соответсвуодего развития зоопланктона с наибольшей его концентрацией при конвергенция потоков во фронтальных зонах.

Влияние фронтальных зон на распределение дальневосточной сардины и сайры в период миграций и нагула. Для подавляю®го чи-.. ела видов рыб, независимо от того, в каких водных массах они обитают, зона субарктического Фронта является труднопреодолим« барьером в их распространении на север (для субтропических видов) или на юг (для субарктических видов). Субарктические виды' совсем не проникают в субтропические водные масса Те да иэ них, которк смещаются на юг в холоднее время года, все задерживаются в сравнительно теплых и продуктивных водах зоны смешения. Весьма характерно, что иэ всего количества субтропических видов в сравнительно небольшое- число мигрантов на север входят самые многочисленные лланктонофаги, в том числе дальневосточная сардина и* сайра

Шоголетняя динамика численности основных объектов промысла» сроки и пути кормовых миграций,, образование промысловых скоплений в ШР более чем в каком-либо другом районе связаны с океанологическими условиями. Это объясняется чрезвычайной контрастностью и изменчивостью океанологических, условий промысла в ЮКР, обусловленной, главны* образом, взаимодействием холодного течения Ойясио с окружающими водами.

Фронтальные зоны а океане играет важнейшую роль в распределении промысловых объектов в период их кормовых и нерестовых миграций1, а таюе в период нагула. Причем при кормовых и нерес- . товых миграциях рыб первоочередное значение имеют стационарные фронтальные зоны климатического характера, вдоль которых и через ■ которые, после определенного времени адаптации, сардина и'сайра попадают в район нагула и нереста. Именно с пространственным расположением и характеристиками этих зон, в первую очередь, связаны пути миграции этих объектов промысла.

В период нагула важнейшее значение для распределения промысловых объектов имеют кваэиетациояаряые и нестационарные фронтальные зоны, где в результате прибрежного приливного перемешивания либо в результате вторжения потоков с существенно отличными от окружающих вод свойствами формируются оптшадаше условия для нагула., ' .У

Дяя исследования зависимости распределения промысла дальневосточной сардины в период нагула от характеристик фронтальных зон использовались результаты съемок по программе "Полигон" . и сведения о деятельности добывающего флота в соответствующие сроки.

Проведенный -^ализ зависимости местоположения промысловых участков от \-жческих зон показал, что в период нагула участки промысла г(рои*,"чественно приурочены к относительно более теплым термическим зонам. Как правило, они располагается с теплой стороны Фронтальных образований.

Исследование зависимости удаленности промысловых участков и эффективности промысла от фронтального раздела и его интенсивности показало преимущественную приуроченность промысла сардины непосредственно к фронтальным зонам (расстояние от фронтального раздела до 5 миль). где достигается основная ; масса вылова Б прифронтальной и внефронтальной зонах (расстояние от фронтальной зоны до 5 миль и более 5 миль, соответственно) показатели промысла закономерно снижается. Промысел сардины тяготеет к резко-выраженным участкам фронтальных образований, снижет със» результативность на участках фронтов умеренной интенсивности и наименее эффективен на акватории с размытыми фронтальными образованиями.

ВЫВОДЫ.

1. На основе теоретического анализа сил. учавствукадях в формировании фронтальных зон течения'Ойясио, показано, что течения и связанные с ними фронтальные зоны преимущественно имеют квазигеострофический характер. Однако при малых пространственных масштабах (порядка 3 миль) и больших горизонтальных скоростях -потоков (порядка 40 см/с) редам меняется на агеострофический.

2. Для объективного выделения фронтов в океане предложен метод с использованием второй производной характеристики среды в направлении максимального градиента этой характеристики. ■ В случае, когда одна иэ координатных осей ориентирована параллельно потоку, а фронтальная зона, оконтуриваюшая поток, апроксимирует-ся П-образной формой и в приближенных к этому случаях вместо второй производной по направлению предлагается использовать оператор Лапласа .

3. На основе анализа статистически представительных эмпирических данных предлагается общая классификация фронтальных зон в системе вод течения Ойясио. Выделяются следующие типы фронтальных зон: стационарный океанический фронт течения Ойясио, квазистационарный прибрезшый фронт течения Ойясио ■ и нестационарные фронты, в которые входят приливной прибрежный фронт. Фронты по-

- 1 с _

токов вторжения и фронты синоптических вихрей. Оценивается .их устойчивость и повторяемость.

4 Ей основе специальных океанологических съемок, выложенных автором, получена новые, значительно боже полные характеристики океанической фронтальной зоны Ойясио и прибрекной фронтальной зоны Юкно-Курильского мелководья. Ензелены существенные особенности этих фронтальных образований.

5. Ва основе съемок по программе "Полигон" я факсимильных карт ТГО проведено иг следование прибренгоЯ фронтальной зоны у о. Итуруп, йхервне оценен вклад приливного пэреиэшвачия в формирование зтой фронтальной зоны. Отшчеяо.что з ряде случаев приливные явления не формируют саш фронт, а трансформируют уже сложившийся прибренжый фронт течения Ойясио.

6. Анализ вертикального ^-чзре деления температуры в водах, течения л,*яеяо показал, что появление холодных (температура

I °С) и а/омально холодных (гешература ним» 1°С) вод в холодном тромежуточиом слое в системе вод Ойясио определяется быносом жтоморскях вод через пролив Фриза и интенсивность!} их переме-пивания в проливе. Отмечено, ч?о при совпадении ситуации "усиле-¡ие выноса - ослабление приливного перемешивания" холодные я даомально холодные воды попадают в поток Ойясио и могут перепорться основной струей до берегов о. Хоккайдо. Больше развитие ;ресбрет1жс нестационарные фронты'потоков вторизния. При совпадении -ситуации "ослабление выноса - усиление переманивания" хо-:одкые и аномально холодны» воды в потоке Ойясио могут вообще тсутствозать. Фронтальные образования потоков вторжения не раз-иты либо отсутствуют.

7. Анализ данных по распределен!-® плаястона и распределению одных масс в районе исследований-в летяе-осенниЯ период пока-ал, что распределение ц развитие планктона,во многом определятся интенсивностью стока вод из Охотского коря. Чем интенсивнее гок и чем дальше на юг проникает эти воды, тем медленнее протечет -сезонные процессы в планктонном сообществе.

8. Фронтальные'боны, являющееся границами водных и би-гопов, служат препятствием горизонтальным перемещениям гилроби-гтов. И только мввндрирование фронтальных еой и вихреобраэоза-¡е на фронтах-способствуют переносу планктонных оргаяивыоз че--3 эти границы' Выдавай кость планктона в. подобных случаях ецело зависит от его "экологической ■ пластичности".

9. На основе обобщения и анализа показателей деятельности смыслового флота и распределения фронтальных зон показано, что и кормовых и нерестовых миграциях рыб -первоочередное значение еют стационарные фронтальные гоны климатического характера.

вдоль которых и через которые, после определенного времени адап ■гадки, сардина и сайра попадают в район нагула и нереста. В пе риод нагула важнейшее значение для распределения прошсловы объектов имеют кваэистационарные и нестационарные фронтальны зоны.

1С. 7;"Л.:едование зависимости промысла дальневосточной cap дины от хара..-ористик фронтальных образований в системе вод Ойя сио показывает, что промысел сардины тяготеет к резко выражении участкам фронтальных образований, снижая свою результ&тивност на участках фронтов умеренной интенсивности и наименее эффекти вен на акватории с размытыми фронтальными образованиями. Участк промысла. как правило, располагаются с теплой стороны, фронта.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Опыт.выделения термических фронтов в Южно-Курильском ра йонэ с помовыо оператора Лапласа. - В кн. : Проблем ¡ краткосрочно го рыбопромыслового прогнозирования и управления. Тезисы докл. Всесоюзн. совеш, , Владивосток, 1932.

2. Самка Е. R Зависимость распределения участков промысл сардины иваси от положения фронтальных образований. - Рыбное хоз во, 1986. КЗ. (в соавт. с Т. П. Левада).,

3. Характеристики основных термических зон Южно-Курильское промыслового района. - Б кн. : География Мирового океана ка сдай рационального использования морских ресурсов. Тезисы докл. Всесоюзн. конференции по. географии Мирового океана Л., 1389.

4. Особенности гидрологической структуры вод з зоне воз действия течения Соя,- Веста. ЛГУ.Сер. 7,1989,вып. КN7}. (в соавт. с А. А. Бобковым).

5. Нестационарные фронты в океане и их экологические аспек ты.- В кн.: .Современные проблемы промысловой океанологии. Тезис: докл. 8 Всесоюзн. конф. по пром. океанологии. Л. ,1090. О? с-оавт. < В. Р. $уксом).

6. Классификация фронтальных зон течения Ойясио. - В кн.: Экология промысл, морек. гидробионтов. Тез. докл. конф. мол. уч. Еда дивооток. 18S1.

7. Variability of Frontal Zone of the G'/ashio Current. - In: The 7 Int.Syjnp. on Okhotsk Sea & Sea Ice. Mombetsu.Jap 1932. ( соавт. с Kl В, Новиковым).

8. Variability of Vertical Structure of the Oyasnio Vaters - In: The ? Int. Syrap. on Okhotsk Sea a Sea Ice. Morbetsu, Jap 1S9S. С в соавт. с А. Е-Мичуриным).

9. Classification of Frontal Zones of the Oya-.;hio Current.-In: Tho 7 Int. Symp. on Okhotsk Sea & Sea Ice. tonbetsu. Jap. 1992.