Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Вертикальная термохалинная и плотностная структура вод Баренцева моря
ВАК РФ 25.00.28, Океанология
Автореферат диссертации по теме "Вертикальная термохалинная и плотностная структура вод Баренцева моря"
МУРМАНСКИЙ МОРСКОЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
л. -
На правах рукописи УДК 551.46 (268.45)
Ившин Виктор Анатольевич
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ТЕРМОХАЛИННАЯ И ПЛОТНОСТНАЯ СТРУКТУРА ВОД БАРЕНЦЕВА МОРЯ
Специальность 25.00.28 - "Океанология"
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Мурманск 2006
Работа выполнена в Полярном научно-исследовательском институте морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО).
Научный руководитель: доктор географических наук
Титов Олег Владимирович
Официальные оппоненты: доктор географических наук
Малинин Валерий Николаевич
кандидат географических наук Инжебейкин Юрий Иванович
Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский
институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)
Защита состоится " 2006 г. в ^ ч. мин. на заседании
диссертационного совета' Д 002.140.01 Мурманского морского биологического института.
Адрес: 183010, Мурманск, ул. Владимирская, 17
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ММБИ.
Автореферат разослан " 2006 г.
Ученый секретарь />
диссертационного совета --Е.Э. Кириллова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Исследования Баренцева моря в последние годы направлены на изучение и понимание множества внутренних и внешних связей, между условиями природной среды и организмами различных трофических уровней. Данные результаты позволяют получить знания о динамике пространственно-временной изменчивости исследуемых параметров, о направленности биопродукционных процессов, о реакции биосферы на антропогенное воздействие (Жизнь и среда..., 1989; Океанографические условия..., 1999; Несветова, 2002; Биотестирование и прогноз..., 2003).
Особенности вертикальной структуры вод Баренцева моря тесно взаимосвязаны с механизмами функционирования водных экосистем. Показатели, характеризующие стратификацию водной толщи, позволяют рассматривать интенсивность вертикального перемешивания, насыщение кислородом придонных слоев, вынос питательных веществ в фотический слой (Матишов, Денисов, 2000; Комплексные исследования ..., 2004). Зарождение пикноклина и последующее его развитие при достаточной концентрации биогенных элементов и освещенности вод поверхностного слоя создает комплекс условий и определяет характер процессов продуцирования фитопланктона (Бобров, 1978; Рыжов, 1985). Вертикальное распределение концентраций зоопланктона также связано с глубиной залегания скачка плотности (Дробышева, 1994; Тимофеев, 1995) и определенным образом влияет на вертикальные миграции пелагических рыб. И, наконец, характеристики вертикального строения вод оказывают влияние на выживаемость рыб в период раннего онтогенеза и формирование численности поколений. Всестороннее изучение вертикальной структуры вод Баренцева моря является весьма актуальным для понимания процессов функционирования его экосистемы на нижних трофических уровнях (Матишов, Тимофеев, 1990; Эволюция экосистем..., 1994).
Изучение вертикальной структуры вод Баренцева моря в предшествующие годы в основном базировалось на анализе графиков вертикального распределения океанографических параметров на разрезах и галсах, построенных по данным наблюдений на стандартных горизонтах (Гидрометеорология и гидрохимия..., 1990). Данный подход имеет довольно существенные недостатки. По разрезам и галсам достаточно сложно представить пространственную картину распределения элементов структуры на всей акватории моря. В свою очередь, стандартные горизонты недостаточно полно отражают вертикальную строение вод, т.к. отдельные элементы могут располагаться между ними.
Основной задачей при изучении вертикальной стратификации гидрофизических параметров является корректное выделение элементов структуры и проведение дальнейшего анализа с учетом выделенных компонентов. Для этого требуется отлаженный аппарат классификации
РОС. НАЦИОНАЛЬНА« I БИБЛИОТЕКА '
объектов, который должен удовлетворительно совмещать математическую интерпретацию с физической природой исследуемых элементов (Белкин, 1981; Степанов, 1983; Голубев, Лебедев, 1983).
Сложный рельеф дна Баренцева моря, наличие теплых и холодных течений, а также климатические условия региона, способствуют возникновению специфических особенностей вертикального строения вод. Изучению вертикальной структуры посвящено большое количество научных статей и справочного материала, тем не менее, комплексного описания вертикального строения вод Баренцева моря на сегодняшний день нет.
Другой актуальной задачей при изучении свойств вертикального строения вод является возможность районирования изучаемой акватории по характеру формы вертикального профиля, являющегося чувствительным индикатором присутствия определенных водных масс и интенсивности различных гидротермодинамических процессов (Белкин, 1991).
Цель и задачи работы. Цель настоящей работы - изучить вертикальную термохалинную и плотностную структуру вод Баренцева моря.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решались следующие задачи:
выделение основных элементов вертикального строения вод; изучение их среднемноголетнего состояния, сезонной и межгодовой изменчивости;
выделение основных типов вертикальных 1фивых температуры, солености и плотности;
количественная оценка элементов стратификации в выделенных типах вертикальных профилей;
изучение временной изменчивости элементов структуры; выделение группировок профилей по морфологическим признакам и районирование акватории Баренцева моря по характеру вертикальной термохалинной структуры вод;
моделирование подъема икры трески с горизонтов нереста в поверхностный слой в зависимости от плотностной стратификации вод.
Научная новизна. Предложена новая кодификация вертикальных кривых, которая позволяет обобщать профили в группировки на основе схожести формы. По признакам кода профилей уже на начальном этапе анализа можно выявить наличие (отсутствие) основных элементов структуры вод, а при необходимости - получить их количественные характеристики.
По данным наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» рассмотрена внутригодовая изменчивость вертикального распределения температуры и солености с пятнадцатидневной дискретностью. Проанализированы условия зарождения, развития и разрушения термо- и халоклина. Выявлен придонный градиент температуры воды и рассмотрены возможные механизмы его образования.
Дана оценка характеристик термохалинной и плотностной структуры вод Баренцева моря. На основе картирования расчетных показателей проведен анализ распределения толщины верхнего однородного слоя, градиента в слое скачка, а также вертикального развития и глубины его залегания в разные по теплосодержанию вод годы. Показаны районы локализации однотипных кривых температуры, солености и плотности на акватории моря.
Разработана модель расчета скорости и времени подъема икры трески на нерестилищах у Лофотенских о-вов. Рассмотрена изменчивость скорости и времени подъема икры в разные по тепловому содержанию вод годы.
Практическая ценность. Получены среднемноголетние карты распределения основных элементов вертикальной структуры, показано местоположение однотипных профилей температуры, солености и плотности для разных по термическому содержанию вод годы. Рассмотрена динамика образования, развития и разрушения термо- и халоклина на разрезе «Кольский меридиан» в течение года.
Результаты могут быть использованы:
- для подготовки справочных пособий по океанографическому режиму Баренцева моря;
при верификации имеющихся и разработке новых гидротермодинамических моделей;
- при исследовании процессов образования и разрушения ледяного покрова;
- для изучения влияния стратификации вод на формирование концентраций биогенных веществ;
- в виде составного блока или модуля при моделировании процессов первичного продуцирования органического вещества;
- при изучении комплексного взаимодействия элементов экосистемы Баренцева моря.
Реализована модель подъема икры трески на нерестилищах у Лофотенских о-вов. Данную модель и полученные с ее помощью результаты планируется использовать для выявления особенностей выживания рыб в раннем онтогенезе. Предполагается ее адаптация для других регионов Северо-Европейского бассейна.
Положения, выносимые на защиту;
- методика выделения элементов вертикальной структуры вод;
результаты исследования внутригодовой изменчивости вертикального строения вод;
- результаты изучения вертикальной структуры вод Баренцева моря в теплые, нормальные и холодные годы;
- классификация профилей по морфологическим признакам и районирование акватории моря по типу кривых;
- результаты моделирования подъема икры трески с горизонтов нереста в поверхностный слой.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных межлабораторных семинарах ПИНРО (Мурманск, 1999-2005 гг.), на XI Всероссийской конференции по промысловой океанологии (Калининград, 14-18 сентября 1999 г.), на отчетной сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам научно-исследовательских работ в 20012002 гг. (Мурманск, 2003 г.), на IX Всероссийской конференции по проблемам промыслового прогнозирования (Мурманск, 2004 г.), на 2-й Всероссийской Интернет-конференции молодых ученых (Владивосток, 2004 г.), на ежегодных научных конференциях ИКЕС (ICES) (Таллинн, 2003 г.; Виго (Испания), 2004 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 151 страницу, включая 2 таблицы и 50 рисунков. Список литературы содержит 161 источник, в том числе 40 на иностранных языках.
Благодарности. Считаю приятным долгом выразить глубокую благодарность своему научному руководителю, доктору географических наук О.В.Титову за помощь в работе. Искренне признателен за ценные советы, критические замечания и консультации кандидатам географических наук В.К.Ожигину, В.Д.Бойцову, А.П.Педченко, А.Г.Трофимову, кандидату биологических наук Н.В.Мухиной, а также всем сотрудникам лаборатории промысловой океанографии (ПИНРО), помогавшим при сборе, обработке и анализе данных.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель диссертационной работы, задачи исследований и положения, выносимые на защиту.
В первой главе приведены общие сведения о районе исследований: местоположение, морфометрические характеристики, особенности рельефа дна и береговой черты. Охарактеризованы атмосферная деятельность над акваторией Баренцева моря, общие черты циркуляции вод, полей температуры, солености, а также особенности ледовых условий этого региона.
Обобщены сведения о методах описания и анализа вертикальных профилей, которые можно разделить на две основные категории:
- экспертные методы, основанные на визуальной типизации кривых;
- методы, базирующиеся на математической интерпретации форм
кривых.
Дана характеристика каждой группы методов, отмечены достоинства и недостатки. Первая группа методов была широко распространена в начале шестидесятых годов прошлого века (Степанов, Шагин, 1961; Некрасова, Степанов, 1962). С их помощью были заложены основные концепции в изучении вертикальной структуры вод. Вторая группа методов стала формироваться по мере накопления первичных данных и развитием компьютерных технологий. Экспертные методы стали заменяться различными видами математической интерпретации описания кривых. Наиболее значимые разработки этого направления можно найти в работах A.A. Кузнецова (1982) и И.М. Белкина (1991).
Рассмотрены и проанализированы основные приемы классификации и осреднения вертикальных профилей. Классификация вертикальных кривых необходима для выделения акваторий с квазиодинаковым расслоением вод и для компактного представления сведений о типах стратификации. Описан метод классификации на основе морфологических признаков кривых. От выбора метода осреднения зависит получение надежных статистических оценок по группе исследуемых профилей. Представлены недостатки осреднения профилей по стандартным горизонтам и показаны преимущества получения средних значений исследуемых параметров по особым точкам, характеризующим переход от одного элемента структуры к другому.
Выполнен обзор литературы, посвященный влиянию структуры вод на жизнь морских гидробионтов. Так, толщина гомогенного поверхностного слоя оказывает непосредственное влияние на процессы образования первичной продукции (Sverdrup, Johnson, Fleming 1949; Бобров, 1978; Моисеев, 1989). В этом же слое протекают важные периоды жизненного цикла многих зоопланктонных организмов (Эволюция экосистем..., 1990; Тимофеев, 1995). Однородный верхний слой является зоной обитания икры
и личинок большинства видов промысловых рыб Баренцева моря (Расс, 1949; Рекомендации по рациональной ..., 1991; Мухина, 2004).
Вторая глава посвящена используемым в работе материалам и методам. В работе использовались данные океанографических наблюдений, собранные специалистами ПИНРО, ММБИ, Мурманского ГМЦ, ААНИИ и других мореведческих институтов. Необходимо отметить большой вклад сотрудников ММБИ в создание электронных атласов и баз данных по океанографическим и биологическим наблюдениям в Баренцевом море (Climatic atlas..., 1998; Biological atlas..., 2000; Golubev, Zuyev, Oelke, 2000; Краснов и др., 2002), которые полностью удовлетворяют современным исследовательским требованиям
Представлены требования, предъявляемые к качеству используемых данных. На первом шаге анализировалась реальность наблюденных величин. На втором - проводилась проверка вертикальной устойчивости вод на станции. Конечный этап - проверка географических координат и скорости судна при движении от одной станции к другой. Данные по станциям, не удовлетворяющие этим критериям, по возможности, экспертно редактировались или уточнялись по первоисточникам.
При использовании данных зондовых наблюдений было проведено предварительное сглаживание мелких неоднородностей с использованием метода медианой фильтрации. Суть метода основывалась на том, что по данным вертикального профиля «скользило» 3-точечное окно и на каждом шаге проверялось условие существования 5-точечного острого экстремума. Если условие существования 5-точечного экстремума не выполнялось, тогда значение в центральной точке изменялось на медиану трех чисел (центрального значения и двух прилегающих).
Обоснован выбор критических значений градиентов температуры, солености и плотности морской воды. При выделении элементов вертикальной структуры в поле температуры использовалось критическое значение градиента е, = 0,02 °С/м, солености (£,) и плотности (ер) 0,005 м"1.
Предложен метод кодирования вертикальных профилей. Процесс кодировки заключался в следующем. Если градиент в слое лежит в пределах от минус е до е, то такой слой идентифицировался символом "0". При градиенте, меньшем минус е слой кодировался символом "-" (значимое уменьшение параметра с глубиной), большем е - символом "+" (значимое увеличение параметра с глубиной). Класс вертикальной кривой формировался набором символов (идентификаторов), чередующихся при переходе от одного выделенного слоя к другому. В ходе процесса кодирования профилей создавался вектор особых точек, который определялся координатами (Р, Z), где происходила смена кода слоя, а также координатами начальной и конечной точек профиля (рис. 1).
Рис. 1. Стилизованный вид вертикально^ профиля
Представлен принцип выделения основных элементов вертикального строения вод: толщины верхнего квазиоднородного слоя (ВКС), а также градиента, вертикального развития и глубины залегания слоя скачка.
Толщина ВКС определялась, как глубина залегания нижней границы однородного слоя (22, см. рис. 1). По всем наблюдениям производился расчет толщины однородного слоя и формировался массив с географическими координатами станций и величиной вертикального развития ВКС.
Область повышенных вертикальных градиентов океанографических параметров принято называть слоем скачка (отрезок между точками Р2, 22 и Р3,23, см. рис. 1). Градиент в этом слое (ССгасI) рассчитывался как
Вертикальное развитие слоя скачка {НвгасС) рассчитывалось как
тга<1 = гъ-2г (2)
В случае отсутствия слоя скачка, его вертикальное развитие принималось равным нулю. По данным расчетов формировались массивы этого показателя и строились поля его распределения для разных по тепловому состоянию вод лет.
За глубину залегания слоя скачка принималось среднее значение глубин залегания его верхней и нижней границ:
Анализ внутригодовой изменчивости параметров вертикальной структуры вод базировался на основе данных наблюдений, выполненных на разрезе «Кольский меридиан». Высокая степень насыщенности данными позволила рассмотреть изменение элементов вертикальной структуры с 15-суточной дискретностью. Внутри каждого 15-суточного интервала по многолетним данным отыскивалась преобладающая форма вертикального профиля, которая принималась за характерную. Многолетние характеристики элементов структуры вод были получены осреднением одноименных точек профилей доминантного класса. На основе расчетов для каждой станции разреза «Кольский меридиан» строились графики изменения профилей рассматриваемых океанографических параметров в период существования слоя скачка. Анализ внутригодовой трансформации элементов вертикальной структуры производился по «временным разрезам», построенным для рассматриваемых станций.
Изучение межгодовой изменчивости показателей базировалось на данных собранных в сентябре 1951-2000 гт. Для этого область от 67° до 80° с.ш. и от 10° до 70° в.д. делилась на трапеции с пространственным шагом 30' вдоль меридиана и 2° по параллели. Внутри каждой трапеции отыскивалась доминантная форма кривой, которая принималась, как характерная для данной области. К выделенным трапециям предъявлялось требование по обеспеченности данными минимум трех лет.
Межгодовая изменчивость вертикальной структуры вод в полях температуры, солености и плотности рассматривалась в зависимости от уровня теплового состояния вод, который оценивался согласно подходу, предложенному в работах (Справочный материал ..., 1985; Терещенко, 1999), однако в нашем случае используется не пять градаций, а три:
- холодный год (- ЛТ, °С<- 0,5 оу);
- нормальный год (- 0,5 ат -¿ЛТ, "С <0,5 <тг);
- теплый год {ЛТ, °С > 0,5 ат),
где ЛТ - аномалия температуры воды, сгг - среднеквадратическое отклонение температуры воды.
Автором предложена модель поднятия икры трески с горизонтов нереста в поверхностный слой, основанная на учете плотностной структуры вод. Согласно общепринятым законам физики сила, действующая на тело (икринку), может быть представлена как
Р = т8, (4)
где от — масса тела; g - ускорение свободного падения.
На поднятие икринки оказывают влияние несколько основных действующих сил: - сила плавучести, - сила тяжести, ^ - сила сопротивления.
Результирующая сила воздействующая на икринку, будет
определяться как
ъ-ъ-ъ-ъ- (5)
Икринка будет всплывать, если > 0, погружаться, если ^ < О, находиться в состоянии покоя: = 0. Скорость подъема обусловливается разностью плотности икринки и плотности воды. Чем больше эта разность, тем с большей скоростью происходит подъем. По мере подъема икринка проходит слои воды с разными плотностными характеристиками, при этом ускорение ее подъема изменяется. С учетом ускоренного движения (поднятия) икринки (5) можно записать в виде:
рука = ру^-ЬщЯи, (6)
где, р,, Ух, Я, а - плотность, объем, радиус и ускорение подъема икринки, р2 - плотность морской воды, т] - динамическая вязкость жидкости, о - скорость подъма икринки, тс -3,1415...
После некоторых преобразований (6) сводится к решению квадратного уравнения, положительный корень которого будет представлять скорость поднятия икры (о):
4р,Х Я р, 25 2р,Я
где 5 — пройденное расстояние.
Время, затраченное икрой на подъем будет определяться, как :
25
"--• (8)
где и0 - начальная скорость.
Для расчета плотности морской воды использовались данные по температуре воды и солености на ст. Бкгоуа за период с 1936 по 1992 гг. Физические параметры икры северо-восточной арктической трески заимствованы из работы Т.С. Расса (1949):
- плотность икринки (1,0235-1,0260) г/см3;
- масса икринки (0,926-2,200) мг;
- диаметр икринки (1,13-1,65) мм.
В третьей главе рассмотрена внутригодовая изменчивость вертикальной структуры вод на разрезе «Кольский меридиан».
На начальном этапе анализа вертикальной структуры вод было выявлено, что особенности развития и трансформации термо- и халоклина в
течение года по разрезу в целом значительно различаются, но на отдельных его участках имеют схожие черты. В связи с этим, станции разреза были разделены на три группы (1-2, 3-5, 6-10 станции).
Основной отличительной чертой термической вертикальной структуры в прибрежных водах Мурмана (1-2 станции) является выход верхней
I I
200 250
Ан- Cm Ост Нм Щк
Ими te См Окг Им Дм
Мам Пом Лаг См Омт Ноя Дм
Ааг Сем ftrr Нов
Рис. 2. Изменение термической структуры в течение года на станциях разреза «Кольский меридиан», жирной линией выделены области значимых градиентов: а - 1 станция (69°30' с.ш., 33°30' в.д.), б - 3 станция (70°30' с.ш., 33°30' в.д.), в - 6 станция (72°00' с.ш., 33°30' в.д.), г - 10 станция (74°00' с.ш., 33°30' в.д.).
границы слоя скачка на поверхность (Рис. 2а). Термоклин за время своего существования проходит через всю толщу вод и разрушается у дна. Для этой группы станций характерны достаточно высокие значения градиента в термоклине (минус 0,08 - минус 0,09 °С/м) и максимальные значения температуры на поверхности в период летнего прогрева (более 9 °С). Период (около 6 месяцев), в течение которого прослеживается сезонный слой скачка температуры воды на этих станциях, является наибольшим по сравнению с другими станциями разреза.
По характеристикам халинной вертикальной структуры вод первые две станции разреза также можно объединить в единую группу (Рис. За). Существенное влияние материкового стока в весенне-летний период приводит к образованию мощных (до 0,05 м"1) вертикальных градиентов солености. При этом верхняя граница халоклина на первой станции начинается с поверхности. В первой группе станций отмечается максимальное заглубление (до 150 м) нижней границы халоклина. Слой скачка солености прослеживается в течение полугода.
Во вторую группу были включены третья-пятая станции разреза, находящихся под воздействием вод Мурманского течения. Характерной чертой вертикального строения вод на этой части разреза является то, что верхняя граница слоя скачка температуры не выходит на поверхность, а нижняя не опускается до дна (Рис. 26). Градиент температуры в слое сезонного скачка имеет также высокие значения (максимум в августе около минус 0,9 °С/м), но период существования термоклина менее продолжителен, чем у станций первой группы.
Из-за меньшего влияния пресноводного стока у второй группы станций вертикальные градиенты солености в слое скачка ниже (максимум 0,01 м"'), чем на южных станциях (Рис. 36). В рассматриваемом районе халоклин залегает относительно неглубоко, но его верхняя граница не выходит на поверхность. Слой скачка солености не опускается ниже глубины 100 м. Время его существования несколько меньше, чем у первой группы станций.
Мар Алр ЬШ Ими Моя Ашг Сш От ' Но* Ш*
I ^
Мф ' Алр 1 Май Иш' Нм ' Лаг ' См ' Окг ' Нм ' Дяс
Рис. 3. Изменение халинной структуры в течение года на станциях разреза «Кольский меридиан», жирной линией выделены области значимых градиентов: а - 1 станция (69°30' с.ш., 33°30' в.д.), б - 3 станция (70°30' с.ш., 33°30' в.д.), в - 6 станция (72°00' с.ш., 33°30' в.д.), г - 10 станция (74°00' с.ш., 33°30' в.д.).
В третью группу были включены шестая — десятая станции разреза, режим вод в районе которых определяется влиянием Центральной ветви Нордкапского течения. Продолжительность «однородного» термического сезона у этой группы станций увеличивается и достигает 8 месяцев на десятой станции разреза (Рис. 2в, 2г). Значения градиентов в слое скачка несколько уменьшаются, и на самой северной станции не превосходят минус
0,07 °С/м. Положение границ термоклина за время его существования остается квазистационарным и не заглубляется ниже 75 м.
Характерным отличительным признаком вертикального строения вод в районе третьей группы станций является наличие придонной градиентной зоны. Градиенты температуры в этой зоне значительно ниже (около минус 0,03 °С/м), чем в слое скачка. Продолжительность существования градиентной зоны в придонном слое изменяется от двух месяцев на шестой станции до семи на десятой. У третьей группы станций существует промежуточный слой на глубинах 100-150 м, в который с одной стороны не проникает термоклин, с другой, не сказывается влияние придонной градиентной зоны.
В водах Центральной ветви Нордкапского течения (шестая - десятая станции разреза) положение границ слоя скачка солености мало изменяется со временем (Рис. Зв, Зг). С увеличением широты, продолжительность периода, в течение которого прослеживается халоклин существенно уменьшается и составляет 2-2,5 месяца на самой северной (10 станция) из рассматриваемых станций разреза.
Четвертая глава посвящена анализу вертикальной структуры вод в теплые, нормальные и холодные годы.
На основе вертикальных градиентов, рассчитанных по данным, собранным в сентябре 1951-2000 гг., на акватории Баренцева моря были выделены пять основных форм вертикального распределения температуры:
- тип «0-0» - «убывающие» вертикальные профили, состоящие из однородных участков и участков со значимым уменьшением температуры с глубиной;
- тип «0» - «однородные» профили, характеризующиеся квазипостоянным распределением температуры воды от поверхности до дна;
- тип «0+0» - «возрастающие» профили, состоящие из совокупности однородных участков и участков со значимым увеличением температуры с глубиной;
- тип «0+0-» - «выпуклые» кривые, характеризующиеся значимым увеличением и последующим значимым уменьшением температуры;
- тип «0-0+» - «вогнутые» профили, имеющие значимое уменьшение, а затем значимое увеличение температуры воды с глубиной.
Проведено районирование акватории по типам профилей температуры воды. Показан доминантный тип кривых в разных водных массах и изменение характеристик профиля в зависимости от теплосодержания вод моря.
По результатам расчетов проанализирована изменчивость толщины ВКС в поле температуры (Рис. 4). Наличие ВКС характерно для большинства районов Баренцева моря, за исключением небольших участков в высоких, арктических широтах. В целом в теплые годы вертикальное развитие ВКС несколько больше, чем в холодные. Максимальной толщины однородный слой достигает в центральной части Баренцева моря в области
распространения атлантических вод. Минимальная толщина верхнего однородного слоя отмечается в районе о-вов Земля Короля Карла.
Проанализированы результаты расчета градиента температуры воды в слое скачка для разных по тепловому состоянию вод лет. Установлено, что градиент температуры воды в термоклине больше в холодные годы. Максимальные значения градиента температуры воды характерны для юго-восточной части Баренцева моря (до минус 0,2 °С/м в холодные годы). Сильная стратифицированность вод на юго-востоке моря создается за счет большого контраста между хорошо прогретым ВКС и холодным слоем, подстилающим термоклин. Достаточно большие значения градиента температуры в слое скачка отмечаются в районах возвышенности Персея, Центральной возвышенности и на северо-востоке моря (минус 0,12 - минус 0,16 °С/м). Наиболее однородны по вертикали воды атлантического происхождения, которые в западной части Баренцева моря имеют градиент в термоклине от минус 0,04 до минус 0,06. По мере продвижения атлантических вод в восточном направлении градиент в слое скачка увеличивается (до минус 0,08-минус 0,10). Однородное распределение температуры воды наблюдается вблизи п-ова Канин и на Шпицбергенской банке. Границы этих областей устойчивы во времени и пространстве и не зависят от теплового состояния вод.
Описана изменчивость вертикального развития термоклина в различные по тепловым условиям годы. В холодные годы слой скачка в полях температуры на акватории Баренцева моря тоньше (Рис. 5а), чем в теплые. Арктические воды в Баренцевом море имеют минимальные значения вертикального развития термоклина (20-30 м), которые слабо изменяются в разные по тепловому состоянию вод годы. Водные массы атлантического происхождения имеют большую изменчивость вертикального развития слоя скачка в зависимости от теплового состояния вод моря (от 50 м в холодные до 100 м в теплые годы). В прибрежной полосе Мурмана изменения вертикального развития термоклина схожи с колебаниями этого параметра в атлантических водах.
Выявлена зона максимального вертикального развития термоклина, которая имеет подковообразную форму и простирается от южной периферии Центральной возвышенности на юг и огибает Центральный желоб по западной, южной и юго-восточной границе (Рис. 5). Данная особенность порождается взаимодействием двух различных по физическим характеристикам водных масс, вследствие чего происходит вертикальная трансформация элементов термической структуры.
Ю- 15' 20* 25* 30' 35' 40' 45* 50" 55' 60" 65* 70"
Рис.4. Вертикальное развитие верхнего квазиоднородного слоя в сентябре в поле температуры (м) в холодные (а), нормальные (б) и теплые годы (в)
10- 15' 20- 25' 30* 35' 40' 45" 50' 55' 60* 65* 70'
Рис. 5. Вертикальное развитие слоя скачка температуры (м) в сентябре в холодные (а), нормальные (б) и теплые годы (в)
Представлен анализ глубины залегания термоклина. Наибольшие значения глубины его залегания отмечаются в районах на юге Центральной возвышенности и на севере Центрального желоба (от 50 м в холодные до 90 м в теплые годы). Достаточно высокие значения глубины залегания термоклина наблюдаются также и в области распространения Атлантических вод (50-70 м). В целом по морю глубина залегания термоклина в теплые годы больше, чем в холодные.
Анализ вертикальных профилей солености и плотности показал наличие пяти основных форм вертикальных кривых (рис. 6):
- тип «0+0» - совокупность кривых, характеризующихся наличием верхнего однородного слоя, халоклина/пикноклина и глубинного однородного слоя, простирающегося от нижней границы слоя скачка до дна;
- тип «0» - однородное распределение по вертикали;
- тип «+» - кривые, характеризующиеся значимым монотонным повышением солености/плотности от поверхности до дна;
- тип «+0» - профили состоящие из слоя скачка и глубинного однородного слоя;
- тип «0+» - вертикальные профили, в структуру которых входят только верхний квазиоднородный слой и слой скачка.
Рис. 6. Основные типы вертикальных профилей солености/плотности воды: а - первый; б - второй; в - третий; г - четвертый; д - пятый
Проведено районирование акватории Баренцева моря, согласно выделенным типам солености/плотности, показаны характеристики элементов вертикальной структуры в разных водных массах и в различные по теплосодержанию вод годы.
Рассмотрена изменчивость ВКС в поле солености и плотности. Верхний однородный слой солености и плотности в сентябре прослеживается на большей части акватории Баренцева моря. Наиболее развитый ВКС солености отмечаются на входе в Баренцево море и далее в его центральной части в виде локальных областей в зоне распространения вод атлантического происхождения. Наибольшего развития однородный слой в поле плотности достигает в центральной части моря. В теплые годы отмечается небольшое увеличение толщины ВКС в поле солености и плотности.
По данным анализа изменчивости градиента в халоклине было выявлено, что градиент солености в слое скачка имеет значительные межгодовые изменения, из-за разных сроков таяния льда и количества выпавших атмосферных осадков. Максимальные градиенты солености в халоклине (0,07-0,08 м"1 в холодные годы) отмечаются в юго-восточной части Баренцева моря. Также резкие перепады солености на границах халоклина отмечаются на севере моря со значениями градиента 0,03-0,04 м" Градиент солености в этих районах в холодные годы, может быть в полтора-два раза выше, чем в теплые. Минимальный градиент в слое скачка (0,005-0,01 м'1) связан, главным образом, с зоной распространения вод атлантического происхождения. Однородное вертикальное распределение солености отмечается в неатлантических водных массах - в районе Шпицбергенской банки и в районе п-ова Канин.
Градиент в слое скачка плотности также существенно изменяется в зависимости от термического состояния вод моря. Увеличение значений градиента плотности отмечается в холодные годы. Максимальных значений он достигает в районе Печорского моря, а на Шпицергенской банке и поблизости от п-ова Канин он практически не проявляется. На акватории распространения атлантических вод градиент плотности в слое скачка изменяется в небольших пределах и является незначительным по абсолютной величине. Несколько большие значения градиента в пикноклине отмечаются в арктических водах, где наблюдается некоторое его обострение в холодные годы.
Показана изменчивость вертикальных масштабов хало- и пикноклина. Степень вертикального развития слоя скачка солености и плотности на всей акватории, занятой водами атлантического происхождения, не имеет видимых различий в зависимости от термических условий вод и составляет 20-30 м. В других водных массах в теплые годы прослеживается увеличение (на 10-20 м) вертикальных масштабов хало- и пикноклина. Вертикальное развитие слоя скачка солености и плотности имеет четкое пространственное соответствие между собой, тем не менее, вертикальный масштаб пикноклина несколько больше, чем халоклина.
Рассмотрена изменчивость глубины залегания халоклина и пикноклина. Ярко выраженных изменений глубины залегания халоклина в разные по тепловому состоянию вод годы не наблюдается. Максимальные значения этого показателя (около 40-50 м) отмечаются на западной границе Баренцева моря. Наименьшие глубины залегания слоя скачка солености (30 м) обнаруживаются вблизи о-ва Колгуев. В холодные годы такие же значения глубины залегания халоклина отмечаются вдоль побережья Мурмана. Глубина залегания пикноклина мало изменяется в разные по тепловым характеристикам годы.
Пятая глава описывает результаты моделирования подъема икры трески (Сайт тогИиа тогкиа) у Лофотенских островов. Характеристики среды в период нереста являются важнейшим показателем при
формировании численности народившегося поколения. В связи с чем, рассмотрены условия вертикальной структуры вод в период нереста вблизи Лофотенских островов.
Представлен общий обзор сроков и мест нереста трески. Основные нерестилища северо-восточной арктической трески находятся в районе Лофотенского мелководья в зоне Норвежского прибрежного течения. Самый массовый нерест отмечается в Вест-фьорде с южной стороны Лофотенских островов, который начинается в первых числах марта, достигает максимальной интенсивности в первую неделю апреля и заканчивается к концу мая.
Сразу же после нереста икра пассивно, за счет сил плавучести, поднимается с горизонтов, где она выметывается, в поверхностный слой. Подъем икры обуславливается разностью ее плотности и плотности морской воды. По мере продвижения к поверхности икра испытывает воздействие физических, гидрохимических и прочих факторов, которые могут оказать влияние на дальнейшее ее развитие и выживание.
Температура воды в поверхностном слое к началу апреля достигает сезонного минимума (2,5 - 2,8 °С). В разные по тепловым характеристикам вод годы отмечаются значительные изменения в толщине ВКС (от 10 до 50 м), обуславливаемые изменением интенсивности Норвежского Прибрежного течения. Слой скачка в теплые годы залегает ближе к поверхности и имеет большие (на 0,01 °С/м) значения градиента температуры воды. Увеличение интенсивности течения в теплые годы отражается в повышенных значениях солености в промежуточных слоях. Понижение солености в верхнем 50-метровом слое в теплые годы происходит за счет увеличения выноса распресненных вод с юга. Градиент солености в слое скачка более обострен в теплые годы, чем в холодные. Основные различия в плотностной структуры вод отмечаются в верхнем 75-метровом слое. Наибольшая плотность в верхних слоях характерна для холодных лет, так как в эти годы отмечается пониженный фон температуры воды и повышенные значения солености. Еще одной рассматриваемой характеристикой является вязкость морской воды. Вязкость пропорциональна солености и обратно пропорциональна температуре воды. Значения вязкости убывают с глубиной, ее максимальные вертикальные градиенты наблюдаются в промежуточных слоях.
Представлены результаты расчетов скорости и времени подъема икры. Выявлено, что глубина залегания нижней границы термоклина, которая принималась за горизонт нереста, для теплых лет меньше (97 м), чем для холодных (147 м). Следовательно, путь, который необходимо пройти икре до поверхности, в теплые годы в полтора раза короче, чем в холодные. Согласно результатам расчетов максимальная скорость подъема икры наблюдается на нижней границе термоклина (от 1,27 мм/с в холодные, до 1,15 мм/с в теплые годы) (Рис. 7). По мере приближения к поверхности скорость подъема икры плавно уменьшается и в верхнем 50-метровом слое
остается практически неизменной (от 0,96-0,98 мм/с в холодные, до 0,78-0,82 мм/с в теплые годы). Время подъема икры от горизонта вымета до поверхности может колебаться в разные годы в пределах от 1,5 до 2 суток.
Скорость, мм/с 0.7 0.9 1.1 1.3
0
20 -
2 40 -
СО 60 -
ч 80 -
с
100-
120-
140-'
—2 -+-г
Рис. 7. Вертикальные профили скорости поднятия икры, в разные по тепловому состоянию вод годы: 1 - теплые; 2 - нормальные; 3 - холодные.
Глубина залегания термоклина в холодные годы ниже, поэтому времени на подъем икры затрачивается больше. При сопоставлении равных по величине участков (например, верхний 100-метровый слой) установлено, что в холодные годы затраты времени на подъем будут меньшими. В такие годы икра преодолевает данный слой за 27 часов, тогда, как в теплые - за 35.
Проведен анализ появления разных по численности поколений трески в зависимости от характеристик вод в период нереста. Установлено, что наиболее урожайные поколения появляются в годы, когда водные массы характеризуются повышенным термическим фоном и низкими значениями плотности морской воды.
В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.
Представлен метод кодирования профилей и принцип выделения основных элементов вертикального строения вод: толщины верхнего квазиоднородного слоя (ВКС), а также градиента, вертикального развития и глубины залегания слоя скачка.
Рассмотрена динамика изменения вертикальной термохалинной структуры вод в течение года на разрезе «Кольский меридиан». Анализ структуры вод позволил распределить станции разреза на 3 группы.
В водах Мурманского прибрежного течения (ст. 1-2) во время интенсивного радиационного прогрева и периода паводка (июнь-июль), отмечается выход верхней границы слоя скачка на поверхность с резким обострением градиентов (до 0,09 °С/м у температуры и до 0,05 м'1 у солености). Разрушение термо-, халоклина наблюдается в начале ноября у дна.
Структура вод в зоне влияния Мурманского течения (ст. 3-5) также характеризуется значительным смещением границ слоя скачка температуры
1 I
и солености, но при этом верхняя граница зоны максимальных градиентов не выходит на поверхность, а нижняя не достигает дна.
Отличительной чертой вертикального строения вод в водах Центральной ветви Нордкапского течения (ст. 6-10) является квазистационарное положение границ термо-, халоклина и наличие придонной термической градиентной зоны. Период существования слоя скачка температуры и солености является минимальным из рассматриваемых групп.
Для периода максимального сезонного прогрева (сентябрь) представлены особенности распределения основных элементов вертикальной структуры вод. На акватории Баренцева моря выделено пять основных типов вертикальных профилей температуры воды, солености и плотности.
Максимальное развитие ВКС (30-40 м) в полях температуры, солености и плотности наблюдается в зоне распространения атлантических водных масс. В теплые годы верхний квазиоднородный слой толще (на 10 м), чем в холодные.
Наиболее высокие значения градиентов температуры (минус 0,14-минус 0,20 °С/м), солености (0,04-0,09 м'1) и плотности в слое сезонного скачка отмечаются в юго-восточной и северной частях моря. В холодные годы происходит обострение этих градиентов.
Максимальной толщины термоклин достигает в районах Центральной возвышенности и Центрального желоба (от 50 м в холодные до 100 м в теплые годы). Вертикальный размах слоя скачка солености и плотности мало изменяются в разные по тепловому содержанию вод годы и на большей акватории моря составляют 20-40 м.
Наибольшее заглубление термоклина (60-70 м), халоклина (40-50 м) и пикноклина прослеживаются в теплые годы на акватории распространения вод атлантического происхождения. Наименьшая глубина залегания слоя скачка рассматриваемых параметров отмечается вблизи о-ва Колгуев.
Разработана модель, с помощью которой можно рассчитывать скорость и время подъема икры с горизонтов нереста до поверхности.
Установлено, что скорость всплытия икры в холодные годы выше, чем в теплые. Основные различия в скорости подъема наблюдаются в верхнем 50-метровом слое. Икра в холодные годы поднимается в верхнем 100-метровом слое на 8 часов быстрее.
Урожайные поколения трески появляются при повышенном термическом фоне и пониженных значениях плотности морской воды во время нереста.
Список опубликованных работ по теме диссертации:
1. Ившин В.А. Классификация вертикальных профилей температуры воды.// Тез. докл. XI Всеросс. конф. по промысл, оке'анол. Кал-д, 14-18 сент. 1999. - М: Изд-во ВНИРО, 1999. - С. 24.
2. Ившин В.А. Вертикальная термохалинная и плотностная структура вод Баренцева моря. - Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2004. - 99 с.
3. Ившин В.А. Влияние океанографических условий на скорость и время подъема икры на нерестилищах трески у Лофотенских островов//Тез. докл. отчет, сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам науч.-исслед. работ в 2001-2002 гг. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. - С. 110-112.
4. Ившин В.А. Внутригодовая изменчивость термической структуры вод на разрезе "Кольский меридиан'УЛГез. докл. отчет, сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам науч.-исслед. работ в 2001-2002 гг. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. - С. 109-110.
5. Ившин В.А. Особенности подъема икры разной плотности на нерестилищах трески у Лофотенских островов//Тез. докл. IX Всеросс. конф. по пробл. промысл, прог.: К 100-летию со дня рожд. Т.С. Расса (1904-2001). - Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2004. - С.165-166.
6. Ожигин В.К., Ившин В.А. Водные массы Баренцева моря. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 48 с
7. Ожигин В.К., Ившин В.А. Водные массы Баренцева моря.//Тез. Докл. XI Всероссийск. конф. по промысл, океанол. Кал-д, 14-18 сент. 1999.-М.: Изд-во ВНИРО, 1999. - С. 31.
8. Ожигин В.К., Третьяк B.JL, Ярагина H.A., Ившин В.А. Зависимость роста аркто-норвежской трески (Gadus morhua morhua) от условий откорма мойвой и температуры воды//Вопросы ихтиологии. - 1995. - Т. 35 - № 3 - С. 334-342.
9. Ожигин В.К., Третьяк B.JL, Ярагина H.A., Ившин В.А. Океанографические условия Баренцева моря и их влияние на выживание и развитие молоди северо-восточной арктической трески. - Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999.-88 с.
10. Ожигин В.К., Третьяк B.JL, Ярагина H.A., Ившин В.А. Рост аркто-норвежской трески. - Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1996. - 60 с.
И. Трофимов А.Г., Ившин В.А. Моделирование динамических процессов, влияющих на выживаемость трески (Gadus morhua L.) Баренцева моря в раннем онтогенезе// Актуальные проблемы изучения и использования водных биоресусов: материалы 2-й Всерос. Интернет-конф. молод, учен. -Версия электрон, ресурса с сайта http://www.tinro-center.ru/. - Владивосток: ШНРО-Центр, 2004. - С. 247-251
12. Ozhigin V.K., Trofimov A.G., Ivshin V.A. The Eastern Basin Water and currents in the Barents Sea// ICES C.M. 2000/L: 14. -19 p.
13. Trofimov A.G., Ivshin V.A., Mukhina N.V. Modelling of dynamic processes influencing the Barents Sea cod (Gadus morhua morhua L ) survival in early life bistoiy//ICES C.M. 2004/P:01. - 14 p.
14. Trofimov A.G., Ivshin V.A., Mukhina N.V. The impact of eggs vertical ascent speed and water dynamics on abundance and survival of the north-east arctic cod (Gadus morhua morhua L.) In the Barents Sea at early life stages//ICES C.M. 2003/0:04. - 14 p.
Подписано в печать 13.02.06 г. Уч.-изд.л. 1,7 Усл.печ.л. 1,4. Заказ 4.
Формат 60x84/16. Тираж 100 экз.
183038, Мурманск, ул.Книповича, 6, ПИНРО.
-3857
Содержание диссертации, кандидата географических наук, Ившин, Виктор Анатольевич
Введение.
Глава 1. Общая характеристика океанографических условий Баренцева моря, методов анализа вертикальной структуры вод и влияние стратификации на гидробионтов.
Глава 2. Материалы и методы.
2.1. Контроль качества исходных данных.
2.2. Выделение элементов вертикальной структуры вод и типизация профилей.
2.3. Подход к изучению сезонных и межгодовых особенностей вертикальной структуры вод.
2.4. Модель подъема икры.
Глава 3. Внутригодовая изменчивость вертикальной структуры вод на разрезе «Кольский меридиан».
3.1. Термическая структура вод.
3.2. Халинная структура вод.
Глава 4. Вертикальная структура вод Баренцева моря в теплые, нормальные и холодные годы.
4.1. Температура.
4.2. Соленость.
4.3. Плотность.
Глава 5. Моделирования подъема икры.
5.1 Условия нереста северо-восточной арктической трески.
5.2 Анализ результатов моделирования подъема икры трески.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Вертикальная термохалинная и плотностная структура вод Баренцева моря"
Исследование вертикальной структуры вод является одной из важных задач физической океанографии. Для арктических морей, в том числе и для Баренцева моря, анализ свойств основных элементов структуры, например, таких как верхний квазиоднородный слой и слой скачка дает возможность судить об условиях накопления и отдачи тепла, процессах ледообразования, особенностях циркуляции вод, характеристиках водных масс, границах их раздела и т.д. Поэтому изучение вертикального строения вод требует к себе повышенного внимания.
Вертикальная структура вод важна не только для изучения физических процессов, протекающих в море, она является составным звеном в экосистемных связях. Так, стратификация вод является основополагающим фактором в формировании и изменчивости первичной продукции моря.
Изучение вертикальной структуры вод Баренцева моря в предшествующие годы в основном базировалось на особенностях вертикального распределения океанографических характеристик вод на разрезах и галсах, выполненных на стандартных горизонтах. Данный подход имеет достаточно существенные недостатки. По разрезам и галсам достаточно сложно представить пространственную картину распределения элементов структуры на акватории моря. В свою очередь, стандартные горизонты недостаточно полно отражают вертикальную строение вод, т.к. отдельные элементы могут располагаться между ними.
Рассмотрение свойств вертикального строения вод сводится к объективному выделению элементов структуры и проведение их дальнейшего комплексного анализа (Дегтярев, Филин, 1971; Кузнецов, 1982), что позволит исследовать изменчивость этих составляющих, сезонные и межгодовые колебания.
Районирование акваторий по типу профилей с учетом региональных особенностей предоставляет возможность внести дополнительную информацию в понимание процессов, определяющих основные динамические и режимные условия моря. Основное предназначение районирования - предоставить интересующую информацию в компактной форме. Картирование акватории моря по типу вертикального профиля является чувствительным индикатором присутствия определенных водных масс и интенсивности различных гидротермодинамических процессов (Белкин, 1991).
Корректное выделение элементов структуры необходимо для получения надежных статистических оценок. Осреднение совокупности кривых по одноименным стандартным горизонтам влечет за собой искажение, как отдельных частей, так и всего профиля (Аратская, Филюшкин, 1963; Дегтярев, Филин, 1971; Голубев, Лебедев, 1983; Богатырь, 1974; Белкин, 1991). В этом случае могут наблюдаться ситуации, когда исчезают одни элементы структуры вод и появляются другие, а форма вертикального профиля может исказиться до неузнаваемости.
Баренцево море относится к богатейшим по биоресурсам морям Арктического бассейна, где наиболее ценным промысловым видом является северо-восточная арктическая треска (Сайт тогИиа тогкиа Ь.). И не случайно изучение динамики ее запаса, а также формирование численности поколений постоянно находится в центре внимания большого количества специалистов. Взрослые особи баренцевоморской популяции северовосточной арктической трески, покидают географические границы Баренцева моря в основном в период нерестовых миграций. Поэтому, при экосистемном подходе (в частности, при рассмотрении комплекса причин влияющих на численность и динамику запаса трески) границы Баренцева моря можно условно расширить до Лофотенских о-вов (северо-западная часть Скандинавии), где происходит самый массовый нерест трески. Аналогичный подход (объединение Лофотенских о-вов и Баренцева моря) в своих новых программах широко использует правительство Норвегии (http:// www.dep.no/ md/ norsk/ tema/ svalbard/ barentsA). при сбалансировании различных экономических интересов (рыболовство, аквакультура и нефтегазовая деятельность, рис. 1).
Рис, 1. Регион Баренцево море - Лофотенские о-ва
Таким образом, изучение вертикальной структуры вод на основных нерестилищах позволит получить и использовать на практике дополнительные знания о роли, которую играют условия среды обитания на ранних стадиях жизни трески {Сас1т тогИиа тогИиа Ь.). Особо здесь следует отметить динамические условия, а именно скорость подъема икры с горизонтов, где она выметывается, до поверхности и общую циркуляцию вод, которая формирует последующий дрейф икры и личинок рыб (Ocubo, 1962; Koutsikopoulos С., Fortier L. And Gagne, 1991; Winter storm effects 1988; Modelling the advection., 1989; Neilson, Perry, 1990; Ившин, 2003a; Трофимов, Ившин, Мухина, 2004).
Для решения перечисленных задач требуется отлаженный аппарат классификации объектов, который должен удовлетворительно совмещать математическую интерпретацию с физической природой исследуемых элементов вертикальной структуры (Белкин, 1981; Степанов, 1983; Юланов, 1986).
В настоящее время существует значительное количество методов и методик, применяемых при изучении стратификации вод (Белкин, 1981; Голубев, Лебедев, 1983; Кузнецов, Мамонтова, 1988; Океанографическая база данных., 1999; Анциферов, Гузенко, 2002). В зависимости от особенностей пространственно-временных масштабов, решаемой задачи и степени насыщенности данными исследуемой акватории следует особое внимание уделять выбору подходящей модели анализа. При этом неотъемлемой частью анализа вертикальной структуры вод является контроль качества первичной информации (Аратская, Филюшкин, 1963; Белкин, 1991; Океанографическая база данных., 1999).
Относительно небольшая глубина Баренцева моря (средняя глубина составляет 222 м (Атлас океанов., 1980)), наличие теплых и холодных течений, а также климатические особенности региона, способствуют возникновению особой природы вертикального строения вод. Изучению вертикальной структуры посвящено большое количество научных статей и справочного материала (некоторые из них перечислены ниже). Весь перечень этих публикаций можно распределить на три категории, где структура вод рассматривалась:
- на примере отдельных разрезов и галсов (Характеристика океанографических условий., 1994; Терещенко, 1999; Гузенко, Анциферов,
2003);
- в локальных районах, в пределах одной водной массы (Бойцов, 1980; Голубев, Лебедев, 1983; Гидрометеорология и гидрохимия., 1990);
- на всей акватории моря (отображение генеральных особенностей) при описании отдельных частей Мирового океана (Sverdrup, Johnson, Fleming, 1942; Суховей, 1986).
На фоне многих мореведческих институтов, неоценимый вклад в изучение состояния морской среды и экосистемы Баренцева моря внес Мурманский морской биологический институт (ММБИ). На протяжении более чем 70-летней своей истории институтом достаточно полно рассмотрены региональные особенности океанографического режима (Гидрометеорология и гидрохимия., 1990; Комплексные исследования.,
2004) и функционирования экосистемы Баренцева моря в целом (Жизнь и среда., 1989; Эволюция экосистем., 1994; Матишов, Денисов, 2000; Биотестирование и прогноз., 2003).
Тем не менее, несмотря на то, что накоплен обширный материал океанографических наблюдений, комплексного описания вертикального строения вод Баренцева моря, выполненного по единой методике, на сегодняшний день нет.
Цель настоящей работы - изучить вертикальную термохалинную и плотностную структуру вод Баренцева моря.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решались следующие задачи: выделение основных элементов вертикального строения вод; изучение их среднемноголетнего состояния, сезонной и межгодовой изменчивости; выделение основных типов вертикальных кривых температуры, солености и плотности; количественная оценка элементов стратификации в выделенных типах вертикальных профилей; изучение временной изменчивости элементов структуры; выделение группировок профилей по морфологическим признакам и районирование акватории Баренцева моря по характеру вертикальной термохалинной структуры вод; моделирование подъема икры трески с горизонтов нереста в поверхностный слой в зависимости от условий плотностной стратификации вод.
На защиту выносятся следующие положения:
- методика выделения элементов вертикальной структуры вод;
- результаты исследования внутригодовой изменчивости вертикального строения вод;
- результаты изучения вертикальной структуры вод Баренцева моря в теплые, нормальные и холодные годы;
- классификация профилей по морфологическим признакам и районирование акватории моря по типу кривых;
- результаты моделирования подъема икры трески с горизонтов нереста в поверхностный слой.
Считаю приятным долгом выразить глубокую благодарность своему научному руководителю, доктору географических наук О.В.Титову за помощь в работе. Искренне признателен за ценные советы, критические замечания и консультации кандидатам географических наук В.К.Ожигину, В.Д.Бойцову, А.П.Педченко, А.Г.Трофимову, кандидату биологических наук Н.В.Мухиной, а также всем сотрудникам лаборатории промысловой океанографии (ПИНРО), помогавшим при сборе, обработке и анализе данных.
Заключение Диссертация по теме "Океанология", Ившин, Виктор Анатольевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках диссертационной работы выполнено изучение вертикальной термохалинной и плотностной структуры вод Баренцева моря.
Показаны основные достоинства и недостатки существующих методик выделения элементов вертикальной структуры вод. В результате, в качестве рабочей принята методика, основанная на поиске локальных экстремумов профиля. Предложен метод кодирования вертикальных профилей.
Выполнен анализ вертикальной структуры вод на разрезе «Кольский меридиан» и выявлены основные особенности сезонной трансформации вертикальной термохалинной структуры вод в южной части Баренцева моря. По характеру распределения термо- халоклина станции разреза были разделены на три группы.
У южной группы станций, находящихся в зоне влияния Мурманского Прибрежного течения, термоклин и халоклин начинает проявляться в мае в поверхностном слое. Во время интенсивного радиационного прогрева (июнь - начало августа) верхняя граница слоя скачка температуры и солености, с резким обострением градиента (0,08-0,09 °С у температуры и 0,05 м"1 у солености), выходит на поверхность. В течение последующих месяцев происходит заглубление границ термоклина и халоклина. Разрушение слоя скачка температуры происходит в ноябре у дна. В это же время исчезает и халоклин, но на меньших глубинах.
В водах Мурманского течения, пересекающего разрез в районе второй выделенной группы станций, термо- и халоклин зарождаются несколько позже (конец мая - начало июня). Верхняя граница термического и халинного слоя скачка в период радиационного прогрева не выходит на поверхность и располагается на глубинах 10-15 м. С началом осеннего сезона слой скачка температуры начинает заглубляться, достигая максимальных глубин в начале ноября (150-180 м), где происходит его разрушение. Халоклин разрушается чуть позже (конец ноября) на глубинах 70-120 м.
Главной отличительной особенностью третьей группы станций является устойчивое положение границ слоя скачка температуры и солености на протяжении всего периода его существования. Океанографический режим вод в данном районе определяется интенсивностью Центральной ветви Нордкапского течения. Характерной особенностью этих станций является наличие значимого (АЬз(СгасГГ) > 0,02 °С/м) изменения температуры воды в придонном слое в летне-осенний период. Образование придонной градиентной зоны, предположительно, вызвано наслоением на холодные донные воды Центрального желоба и Центральной возвышенности теплых атлантических вод. Процесс наслоения происходит при ослаблении адвекции атлантических вод, с одной стороны, и растекании баренцевоморских, с другой.
Для периода максимального сезонного прогрева (сентябрь) на акватории Баренцева моря выделено пять основных типов вертикальных профилей температуры воды («0-0», «0», «0+0», «0+0-» и «0-0+»). У профилей солености и плотности морской воды было выделено, также пять основных типов («0+0», «0», «+», «+0», «0+»).
В водах атлантического происхождения доминируют профили температуры воды, характеризующиеся убыванием параметра с глубиной (тип «0-0»), Подобные кривые отмечается и в водах неатлантического происхождения - данная форма кривых характерна для акватории юго-восточной части моря. Область распространения «убывающих» профилей в теплые годы шире, чем в холодные. В арктических водах преобладают кривые с типом «0-0+», образованные за счет холодной прослойки в промежуточных слоях. Наибольшую акваторию данные формы профилей занимают в холодные годы. Тип профилей температуры «0+0-», образованные за счет вклинивания теплых вод, обнаруживаются на акватории, прилегающей к арх. Шпицберген и в районе Мелководья Гусиной земли. Однородное распределение температуры воды, отмечается в районе Шпицбергенской банки, а также на акватории прилегающей к п-ову Канин. Группа профилей, где наблюдается увеличение температуры с глубиной, сосредотачивается на небольшом участке у о-ва Эдж.
Однородное распределение солености по вертикали является характерным для большей части области распространения атлантических вод. На юго-востоке моря обнаруживаются все типы кривых, а в северной части моря доминируют профили, имеющие в своей структуре ВКС, слой скачка и глубинный однородный слой.
По данным расчетов были получены оценки основных элементов вертикальной структуры вод Баренцева моря. Толщина верхнего однородного слоя температуры и солености близки друг другу. Максимальное развитие (30-40 м) ВКС наблюдается в западной и центральной частях моря в зоне распространения атлантических водных масс. К северу и югу наблюдается уменьшение вертикального масштаба ВКС до 20 м. В теплые годы толщина верхнего однородного слоя развита больше (примерно на 10 м), чем в холодные.
Градиенты температуры и солености в слое скачка обостряются в холодные годы. Увеличение градиентов вызывается большими перепадами значений на границах термо- и халоклина, и меньшими размерами вертикального размаха сезонных слоев скачка. Наиболее высокие значения градиентов отмечаются в юго-восточной и северной частях моря (минус 0,12-минус 0,14 °С, 0,04-0,06 м"1 соответственно), а наименьшие - в области распространения вод атлантического происхождения.
Вертикальное развитие слоя скачка в атлантических водах по сравнению с другими типами вод максимально для температуры и, наоборот, минимально для солености. Прямо противоположная картина наблюдается в юго-восточной и северной частях акватории Баренцева моря, где толщина слоя скачка у температуры воды меньше, чем в атлантических водах, а у солености - больше. Для периода теплых лет вертикальное развитие слоя скачка температуры и солености больше, чем в холодные годы. Вероятно, данное обстоятельство вызывается за счет меньшей стратификации водных масс в теплые годы, вследствие чего происходит заглубление границ слоя скачка и увеличение его вертикального размера.
Наибольшее заглубление (50-70 м) термоклина прослеживается в теплые годы в областях распространения атлантических водных масс. Наиболее глубоко (до 90 м) слой скачка температуры залегает в районах Центральной возвышенности и Центрального желоба. Наибольшая глубина залегания халоклина (около 40 м) отмечается в теплые годы в западной части Баренцева моря.
Разработана модель, с помощью которой рассчитаны скорость и время подъема икры северо-восточной арктической трески на нерестилищах, расположенных у Лофотенских о-вов. Проанализированы особенности вертикального распределения основных океанографических параметров (температуры, солености, плотности и вязкости морской воды) на ст. Бкгоуа в зависимости от термических условий года, а также рассмотрены причины возможных различий в скорости и времени подъема икры трески.
Установлено, что скорость всплытия икры в холодные годы выше, чем в теплые. Основные различия в скорости подъема наблюдаются в верхнем 50-метровом слое. Время, которое необходимо икре, чтобы достигнуть поверхности зависит от горизонта нереста. В холодные годы нерест трески проходит на большей глубине, чем в теплые. Согласно расчетам в холодные годы в верхнем 100-метровом слое икра поднимается на 8 часов быстрее, чем в теплые. Во время быстрого подъема она подвергается резкому термическому воздействию, из-за более быстрого уменьшения температуры воды в направлении поверхности, чем при медленном подъеме. Это обстоятельство может негативно отразиться на развитии и выживании икры.
Урожайные поколения трески появляются при повышенном термическом фоне и пониженных значениях плотности морской воды (средневзвешенная температура воды в слое глубина нереста-поверхность 4,6-5,3 °С и плотность 26,3-26,6) во время нереста. Данные условия обуславливают более длительный по времени процесс всплытия икры, за счет невысокой скорости подъема, что позволяет адаптироваться к изменяющимся условиям среды. В период появления бедных годовых классов водные массы имеют низкую температуру и высокую плотность, вследствие чего икра поднимается быстрее и испытывает на себе больший термический «пресс».
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Ившин, Виктор Анатольевич, Мурманск
1. Агеноров В.К. О динамике вод Баренцева моря. М. - Л.: Гидрометеоиздат, 1946. - 132 с.
2. Анциферов М.Ю., Гузенко В.В. Распределение среднемноголетних гидрометеорологических характеристик в восточной части Баренцева моря в августе и сентябре за период 1972-2001 гг. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. - 73 с.
3. Аратская В.В., Филюшкин Б.Н. Об определении слоев набольших градиентов температуры и солености в океане/Юкеанология. 1963. - Т. 3. -Вып. 3. - С. 424-430.
4. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. ВМФ СССР, 1980. - 184с.
5. Атлас птиц Печорского моря: распределение, численность, динамика, проблемы охраны/Ю.В.Краснов, Ю.И.Горяев, А.А.Шавыкин, Н.Г.Николаева, М.В.Гаврило, В.И.Черноок. Апатиты: Изд-во Кольск. науч. центра РАН, 2002.- 166 с.
6. Бараненкова A.C., Сорокина Г.Б., Хохлина Н.С. Распределение и численность икринок и личинок основных промысловых рыб Баренцева моря в апреле-июне 1969 г. на путях дрейфа от места нереста//Тр./ПИНРО. 1973. -Вып. 33.-С. 34-81.
7. Белкин И.М. Методы анализа вертикальных профилей гидрофизических параметров (интерполяция, выделение особых точек, обобщение)//Тр. ВНИИГМИ-МЦД. -1981.- Вып. 90. С. 60-70.
8. Белкин И.М. Морфолого-статистический анализ стратификации океана. -Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 136 с.
9. Бергер В.Я. О минимальных сроках запуска процессов фенотипической адаптации//Докл. ДАН. 2005. - Т.400, №4. - С. 567-570.
10. Биотестирование и прогноз изменчивости водных экосистем при антропогенном загрязнении/Г.Г. Матишов, C.B. Корнеева, В.М. Муравейко, И.А.Шпарковский, Г.В.Ильин. Апатиты: Изд-во Кольск. науч. центра РАН, 2003.-468 с.
11. Бобров Ю.А. Сезонные изменения некоторых показателей продуктивности фитопланктона Баренцева моря //Закономерности биопродукционных процессов в Баренцевом море. Апатиты: Изд-во КНЦ, 1978.-С. 37-52.
12. Богатырь Б.Н. Оценка точности расчета осредненных кривых вертикального распределения океанологических величин//Тр.ААНИИ. -1974.-Т. 315.-С. 100-108.
13. Бойцов В.Д. Структура гидрологических сезонов в прибрежной зоне Мурмана//Физико-химические условия формирования биологической продукции Баренцева моря. Апатиты, 1980. - С. 18-25.
14. Боков В.П. Пространственно-временной режим ветра над Баренцевым и Охотским морями//Метеорология и гидрология. 1995. - № 2. - С. 46-54.
15. Бочков Ю.А., Терещенко В.В. Современные многолетние изменения гидрометеорологических условий в Баренцевом море и их биологические последствия//Экологические проблемы Баренцева моря: Сб.науч.тр./ПИНРО. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1992. - С. 225-243.
16. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Акустика океана. Океанология. Физика океана, Т. 2. Гидродинамика океана. М.: Наука, 1978. - С. 49-115.
17. Булгаков Н.П. Конвекция в океане. -М.:«Наука», 1975. -272 с.
18. Гебель Г., Брейтфус JL О течениях в Баренцевом и соседних морях// Экспедиция для научно-промысловых исследований у берегов Мурмана. Отчет о работах в 1904 г. С.-Петербург, 1908. - С.161-316.
19. Гидрологический ежегодник, 1965 г. Бассейны Белого и Баренцева морей. Мурманск, 1967. - Том 0. - Вып. 0.-174 с.
20. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. -JL: Гидрометеоиздат, 1990.-Т. 1. Вып. 1.-280 с.
21. Головин Г.Н. Климатическое описание Баренцева моря//Тр. НИИАК. -' Вып. 32.- 1965.- 116 с.
22. Грузинов В.М. Гидрология фронтальных зон Мирового океана. JI: Гидрометеоиздат, 1986. - 272 с.
23. Грузинов В.М. Фронтальные зоны Мирового океана. М: Труды ГОИН, 1975. - Вып. 123. - 200 с.
24. Гузенко В.В., Анциферов М.Ю. Распределение среднемноголетних гидрометеорологических характеристик в восточной части Баренцева моря в октябре-декабре 1972-2001 гг. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. - 90 с.
25. Дегтярев Г.М., Филин В.А. К методике построения осредненных кривых вертикального распределения океанологических величин// Океанология.-1971.-Т. 11.-Вып. 1. С. 138-145.
26. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: Изд. МГУ, 1982.192 с.
27. Доронин Ю.П. Региональная океанология. JL: Гидрометеоиздат, -1986.-304 с.
28. Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. -300 с.
29. Доронин Ю.П. Физика океана. С. -Петербург: изд. РГГМУ, 2000.340 с.
30. Дробышева С.С. Эвфаузииды Баренцева моря и их роль в формировании промысловой биопродукции. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1994.- 139 с.
31. Егоров Н.И. Физическая океанография. JL: Гидрометеоиздат, 1974.456 с.
32. Жизнь и среда полярных морей/Под ред. O.A. Скарлато, Г.Г. Матишова. JL: «Наука», 1989. - 240 с.
33. Зависимость роста аркто-норвежской трески (Gadus morhua morhua L) от условий откорма мойвой и температуры воды/Ожигин В.К., Третьяк B.JI., Ярагина H.A., Ившин В.А. //Вопр. ихтиол. 1995. - Т. 35, № 3 - С. 334-342.
34. Зубов H.H. Динамическая океанология. -M.-JL: Гидрометеоиздат, 1947.-430 с.
35. Зубов H.H. Основные факторы, определяющие общую циркуляцию Баренцева моря//Доклады ГОИН. 1946. - № 76. - 11 с.
36. Иванов В.В. Пресноводный баланс Северного Ледовитого океана// Тр./ААНИИ. 1976. - Т. 323. - С.138-147.
37. Ившин В.А. Классификация вертикальных профилей температуры воды.//Тез. Докл. XI Всероссийск. конф. по промысл, океанол. Кал-д, 14-18 сент. 1999. М.: Изд-во ВНИРО, 1999. - С. 24.
38. Ившин В.А. Вертикальная термохалинная и плотностная структура вод Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2004. - 99 с.
39. Ившин В.А. Внутригодовая изменчивость термической структуры вод на разрезе "Кольский меридиан'7/Тезисы докладов отчетной сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам научно-исследовательских работ в 2001-2002 гг. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. С. 109-110.
40. Ижевский Г.К. Океанологические основы формирования промысловой продуктивности морей. М.: Пищепромиздат, 1961. - 216 с.
41. Калацкий В.И. Моделирование вертикальной термической структуры деятельного слоя океана. Л: Гидрометеоиздат, 1978. - 216 с.
42. Карпова И.П. О поверхностном однородном слое в океане/Юбзорная информация ЦНИИТЭИРХ, сер. 9; Промыслово-океанографические прогнозы и расчеты. 1973. - С. 46-47.
43. Кисляков А.Г. Температурный режим и урожайность поколений трески, нерестующей у северо-западного побережья Норвегии//Научно-техн. бюлл. ПИНРО. 1959. - №1(19). - С. 22-26.
44. Климатический атлас Баренцева моря 1998: температура, соленость, кислород/Матишов Г., Зуев А., Голубев В., Адров Н., Слободин В., Левитус С., Смоляр И. Мурманск-Silver Spring, 1998. - 122 с. + CD-ROM.
45. Книпович Н.М. Основы гидрологии Европейского Ледовитого океана. С.-Петербург, 1906. - 1510 с.
46. Ковцова М.В., Мухина Н.В., Двинина Е.А. Воздействие океанологических и биологических факторов на выживаемость арктонорвежской пикши в период аннего онтогенеза//Вопр. промыс. океанол. Сев. басс.: Сб. науч. тр. ПИНРО. Мурманск, 1989. - С. 126-138.
47. Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Северо-Европейского бассейна, Вып. 1. Апатиты: Изд-во Кольск. науч. центра РАН, 2004. -с. 436-458.
48. Комплексный гидрометеорологический справочник Баренцева и Белого морей/Под ред. А.И. Сачковой. JL: Гидрометеоиздат, 1965. - 252 с.
49. Краснов Ю.В., Николаева Н.Г. Распределение морских птиц в юго-восточной части Баренцева моря в июле 1993 г.//Экосистемы, биоресурсы и антропогенное загрязнение Печорского моря. -Апатиты: Изд-во Кольск. науч. центра РАН, 1996. -с. 98-104.
50. Кузнецов A.A. Верхний квазиоднородный слой Северной Атлантики. -Обнинск: Изд-во ВНИИГМИ-МЦЦ, 1982. 84с.
51. Кузнецов A.A., Мамонтова Т.В. Алгоритм автоматизированной обработки данных глубоководных измерений при определении ВКС//Труды ВНИИГМИ-МЦЦ. 1988. - Вып. 144. - С. 69-77.
52. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: «Мир», 1985. - 520 с.
53. Левасту Т., Хела И. Промысловая океанография. JL: Гидрометеоиздат, 1974. - 295 с.
54. Марти Ю.Ю. Основные этапы жизненного цикла атлантическо-скандинавских сельдей//Сельди Северо-Европейского бассейна и смежных морей. -М: Пищепромиздат, 1956. С. 5-61.
55. Матишов Г.Г. Дно океана в ледниковый период. Л.: «Наука», 1984.176 с.
56. Матишов Г.Г., Волков В.А., Денисов В.В. О структуре циркуляции теплых атлантических вод в северной части Баренцева моря//Докл. РАН. -1998.- Т. 362. № 4. - С.553-556.
57. Матишов Г.Г., Денисов B.B. Экосистемы и биоресурсы европейских морей России на рубеже XX и XXI веков. -Мурманск: ООО «МИП-999», 2000.-124 с.
58. Матишов Г.Г., Павлова Л.Г. Общая экология и палеогеография полярных океанов. Л.: «Наука», 1990. - 224 с.
59. Матишов Г.Г., Тимофеев С.Ф. Методологические принципы оптимизации использования биологических ресурсов Баренцева моря// Экология и биологическая продуктивность Баренцева моря. М: «Наука», 1990.-С. 3-9.
60. Мегабаза данных по океанографии и биологии морей западной Арктики/Г.Г. Матишов, А.Н. Зуев, В.А. Голубев, С. Левитус, И. Смоляр// Докл. АН, 2005. т. 401. - № 2. - с. 252-255.
61. Моисеев П. А. Биологические ресурсы мирового океана. -М.: Агропромиздат, 1989. 368 с.
62. Мухина Н.В. Видовой состав личинок рыб, дрейфующих в район ШпицбергенаУ/Исследования ПИНРО в районе архипелага Шпицберген. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2004. С. 100-109.
63. Мухина Н.В. Результаты ихтиопланктонных съемок, выполненных в Норвежском и Баренцевом морях в 1951-1990 гг.//Экологические проблемы Баренцева моря:Сб.науч.тр./ПИНРО. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1992. - С. 62-102.
64. Несветова Г.И. Гидрохимические условия функционирования экосистемы Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. - 295 с.
65. Некрасова В.А., Степанов В.Н. Типы изменения температуры воды по вертикали в Мировом Океане//Докл. АН СССР. 1962. - Т. 143. - № 3. - С. 713-716.
66. Новицкий В.П. Постоянные течения северной части Баренцева моря//Тр./ГОИН. 1961. - Вып. 64. - С. 3-32.
67. Ожигин В. К., Ившин В.А. Водные массы Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 60 с.
68. Ожигин В.К. Об измерениях течений в Баренцевом море и оценке водообмена на его границах//Экологический мониторинг морей Западной Арктики: Тез. докл. междунар. конф. Мурманск: Изд-во КНЦ РАН, 1997. -С.87-89.
69. Ожигин В.К., Ившин В.А. Водные массы Баренцева моря.//Тез. Докл. XI Всероссийск. конф. по промысл, океанол. Кал-д, 14-18 сент. 1999. М.: Изд-во ВНИРО, 1999. - С. 31.
70. Океанографическая база данных для Баренцева и Карского морей (BarKode). Информационный отчет IACPO No.5. Мурманск/Тромсе. -1999.- 215 с.
71. Океанографические таблицы. JL: Гидрометеоиздат, 1975. - 478 с.
72. Океанографические условия Баренцева моря и их влияние на выживание и развитие молоди северо-восточной арктической трески/
73. Ожигин В.К., Третьяк B.JL, Ярагина H.A., Ившин В.А. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999.-88 с.
74. Океанографические условия и биологическая продуктивность Белого моря: аннот. атлас. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1991. 115 с.
75. Панфилова С.Г. Естественные гидрологические сезоны и типы годового хода температуры поверхностных вод Мирового океана. -М., 1996. 69 с. - Рукопись деп. в ВИНИТИ 27.02.96, № 622-В96.
76. Потанин В.А., Короткое C.B., Эрштадт Т.А. К вопросу о циркуляции вод Баренцева моря//Проблемы Арктики и Антарктики. 1989. - Вып. 64. -С. 110-117.
77. Преображенский Ю.В. Гидрометеорологическая характеристика Баренцева моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1947.- 303 с.
78. Расе Т.С. Материалы о размножении трески Gadus morhua morhua L. и о распределении ее икринок, личинок и мальков в Баренцевом море// Тр./ВНИРО. 1949. - Т. 17. - С. 67-138.
79. Рекомендации по рациональной эксплуатации баренцевоморской мойвы. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1991. - 193 с.
80. Рикер У.Е. Методы оценки и интерпретация биологических показателей популяций рыб. М.: Пищевая пром-сть., 1979. - 408 с.
81. Рост аркто-норвежской трески/ Ожигин В.К., Третьяк B.JL, Ярагина H.A., Ившин В.А. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1996. 60 с.
82. Руднев K.M., Палий Н.Ф. Океанографические методы в рыбопромысловых исследованиях. Калининград, 1964. - 112 с.
83. Рыжов В.М. Фитопланктон//Жизнь и условия ее существования в пелагиали Баренцева моря. Апатиты, 1985. - С. 100-105.
84. Санцевич Т.И., Хромцова М.С., Москаль Т.Н. Колебания ледовитости Баренцева моря. JL: Морской транспорт. - 1980.- 120 с.
85. Северный Ледовитый и Южный океаны/Под ред. А.Ф. Трешникова и С.С. Сальникова. Л.: Наука, 1985. - 502 с.
86. Серебров Л.И. О некоторых особенностях поведения сайки в разное время суток//Тр./ПИНРО. 1973. - Вып.ЗЗ. - С. 214-224.
87. Соколов A.B. Современные представления о гидрологии Баренцева моря (динамика вод Баренцева моря)//Природа 1936.- №7.- С. 38-49.
88. Справочный материал по температуре воды в Баренцевом море (Сост. Терещенко В.В., Двинина Е.А., Боровая Л.И.) Мурманск, ПИНРО, 1985. -72 с.
89. Степанов В.Н. Океаносфера. М.: Мысль, 1983. - 272 с. Степанов В.Н., Шагин В.А. Типы изменения солености воды по вертикали в Мировом Океане//Докл. АН СССР. - 1961. - Т. 136. - № 4. - С. 927-930.
90. Суховей В.Ф. Моря Мирового океана. Л: Гидрометеоизат, 1986. - 288с.
91. Танцюра А.И. Господствующие поверхностные течения Баренцева моря//Научн.-техн. бюлл. ПИНРО. 1958. - № 1(5). - С.41-44.
92. Танцюра А.И. О сезонных изменениях течений Баренцева моря//Тр./ПИНРО. 1973.- Вып. 34.- С. 108-112.
93. Танцюра А.И. О течениях Баренцева моря//Тр./ПИНРО. 1959. - Вып. П. - С.35-53.
94. Терещенко В.В. Гидрометеорологические условия в Баренцевом море в 1985-1998 гг. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 176 с.
95. Терещенко В.В. Сезонные и межгодовые изменения температуры и солености воды основных течений на разрезе «Кольский меридиан» в Баренцевом море. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1997. - 71 с.
96. Тимофеев С.Ф. Зоопланктон и водные массы Северного Ледовитого океана//Влияние Гольфстрима на жизнь в пелагиали арктических морей. -Апатиты: Изд-во КНЦ, 1995. С. 72-86.
97. Трофимов А.Г. Динамика вод Баренцева моря и ее влияние на распределение икры, личинок, 0-группы трески и пикши. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. - 87 с.
98. Трофимов А.Г. Численное моделирование циркуляции вод в Баренцевом море. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2000. - 42 с.
99. Филин В.А., Голованова Л.А., Данилова Л.В. Методика районирования гидрофизических полей методом "опорные точки" и ее реализация на ЕС ЭВШТруды ВНИИГМИ-МЦД. 1984. - Вып. 102. - С. 80-97.
100. Характеристика океанографических условий и планктона в центральной широтной зоне Баренцева моря (справочный материал)/ Терещенко В.В., Несветова Г.И., Нестерова В.Н., Титов О.В. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1994. - 74 с.
101. Цикунов В.А. О расчете вертикального распределения температуры и солености в период охлаждения моря//Тр.Гоин. -1959. -Вып. 47. -с. 5-12.
102. Щербинин А.Д. Стратификация поля плотности воды//Труды ВНИИГМИ-МЦД. 1978. - Вып. 45. - С. 90-104.
103. Эволюция экосистем и биогеография морей европейской Арктики/ Матишов Г.Г., Тимофеев С.Ф., Дробышева С.С., Рыжов В.М. -СПб: «Наука», 1994.-220 с.
104. Юланов А.В. Алгоритм классификации вертикальных кривых температуры вод Северной части Тихого океана на ЭВМ. Москва, 1986. -11с. - Рукопись деп. в ВИНИТИ, № 4770-В46.
105. Яворский Б.М., Детлаф А.А Справочник по физике. М.: «Наука», 1971.-944 с.
106. Aagard К., Foldvik A., Hillman S.R. The West Spitsbergen Current: disposition and water mass transformation//.!. Geophys. Res. 1987. - Vol. 92. -No. C4.-P. 3778-3784.
107. Anderson J.T. A review of size dependent survival during pre-recruit stages of fishes in relation to recruitment//Journal of Northwest Atlantic Fishery Science. 1988. -No.8. - P. 55-66.
108. Anon. Report of the Arctic Fisheries Working Group//ICES CM 2003/ACFM:22. 404 pp.
109. Aro E., Myrberg K. The integration of the Baltic Sea modeling and estimation of cod larvae transport from the main spawning ground in the Southern Baltic// ICES ASC. 2003/P:26. - 24 pp.
110. Bjorke H., Sundby S. Distribution and abundance of post larval northeast Arctic cod and haddock//Reproduction and recruitment of Arctic cod: Proceed, of the Sov.-Norw. Symp. Norway: IMP. 1984. - P.72-98.
111. Climatic atlas of the Barents Sea 1998: temperature, salinity, oxygen/ G.Matishov, A.Zuev, V.Golubev, N.Adrov, V.Slobodin, S.Levitus, I.Smolyar, Ver. 1. -NOAA/NODC Washington, 1998. 122 p. (+CD)
112. Coombs S.H. A density gradient column for determining the specific gravity of fish eggs, with particular reference to eggs of mackerel (Scomber scombrus)/Marine Biology 1981. - №. 63. - P. 101 -106.
113. Fortier L. And Leggett W.C. Vertical migrations and transport of larval fish in a partially mixed estuary//Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. -1983.-No.40.-P. 1543-1555.
114. Fossum P. A tentative method of estimate mortality in the egg and early first larval stage with special reference to cod (Gadus morhua L.)//FiskDir. Skr. Ser. HavUnders. 1988. - Vol.18. - P. 329-345.
115. Golubev V., Zuyev A., Oelke C. Barents and Kara seas oceanographic data base (BarKode). IACPO: Tromso, Norway, 2000. - 216 p. (+CD)
116. Modelling the advection of herring larvae in the North Sea/Bartsch J., Brander K., Heath M., Munk P., Richardson K. And Svedsen E. //Nature. 1989. -No.340. - P. 632-636.
117. Neilson J.D. and Perry R.I. Diel vertical migrations of marine fishes: an4obligate or facultative process?//Advances in Marine biology. 1990. - No.26. -P. 115-168.
118. Ocubo A. Horizontal diffusion from an instantaneous point source due to oceanic turbulence//Technical Report of the Chesapeake Bay Institute. 1962. -No.32.-P. 1-123.
119. Ozhigin V. K., Trofimov A.G., Ivshin V.A. The Eastern Basin Water and currents in the Barents Sea// ICES C.M. 2000/L: 14. - 19 pp.
120. Pedersen T. Variation of peak spawning of Arcto-Norwegian cod (Gadus morhua L.) during the time period 1929-1982 based on indices estimated from fishery statistics/The Propagation of Cod Gadus morhua L. Part 1. Arendal. Norway.- 1984.- P. 301-316.
121. Role of oceanographic conditions in Arcto-Norvegian cod recruitment dynamics/ Tretyak V.L., Ozhigin V.K., Yaragina N.A., Ivshin V.A.// ICES C.M. -1995/Mini 15.-20 p.
122. Saetersdal G., Loeng H. Ecological adaptation of reproduction in Arctic cod// Reproduction and recruitment of Arctic cod: Proceedings of the Soviet-Norvegian Symposium. Leningrad, 26-30 Sept. 1983. Inst, of Mar. Res. Bergen, Norway. 1984.-P. 13-35.
123. Solemdal P., Sundby S. Vertical distribution of pelagic fish eggs in relation to species, spawning behaviour and wind conditions//ICES CM 1981/G:77. -26 pp.
124. Spawning and Life History Information for North Atlantic Cod Stocks//ICES Cooperative Research Report. 1994. - No. 205. - 150 pp.
125. Sundby S. A one-dimensional model for the vertical distribution of pelagic fish eggs in the mixed layer//Deep-Sea Research. 1983. - Vol. 30 (6A). - P.501-519.
126. Sundby S. Factors affecting the vertical distribution of eggs//ICES mar. Sci. Symp. 1991. - Vol.192. - P. 33-38.
127. Sundby S., Fossum P. Feeding conditions of Arcto-Norwegian cod larvae compared with the Pothschild-Osborn theory on small-scale turbulence and plankton contact rtes//J. Plankton Res. 1990. - Vol.12 (6). - P. 1153-1162.
128. Sverdrup H.U., Johnson M.W., Fleming R.H. The oceans: their physics, chemistry and general biology. New York, 1942. - 1087 p.
129. The effect of biological and physical factors on the survival of Arcto-Norwegian cod and the influence on recruitment variability/Ellertsen B., Fossum
130. Trofimov A.G., Ivshin V.A., Mukhina N.V. Modelling of dynamic processes influencing the Barents Sea cod (Gadus morhua morhua L.) survival in early life history//ICES C.M. 2004/P:01. 14 pp.
131. Trofimov A.G., Ivshin V.A., Mukhina N.V. The impact of eggs vertical ascent speed and water dynamics on abundance and survival of the north-east arctic cod (Gadus morhua morhua L.) In the Barents Sea at early life stages//ICES C.M. 2003/0:04.-14 pp.
132. Van der Lingen C.D. and Huggett J.A. The role of ichthyoplankton surveys in recruitment research and management of south African anchovy and sardine//26th Annual Larval Fish Conference 22-26 July 2002 Solstrand Fjord Hotel Bergen, Norway. P. 109.
133. Winter storm effects on the spawning and larval drift of a pelagic fish/ Checkley D.M., Raman S., Maillet G.L. and Mason K.M. //Nature. 1988. -No.335.-P. 346-348.
-
Ившин, Виктор Анатольевич
-
кандидата географических наук
-
Мурманск, 2006
-
ВАК 25.00.28
- Термохалинный режим восточной части Баренцева моря и его влияние на распределение промысловых рыб
- Исследование динамики вод Белого моря на основе численного моделирования
- Разномасштабная термохалинная структура вод Критского моря
- Моделирование крупномасштабной структуры и изменчивости гидрологических полей Северного Ледовитого океана
- Эволюция термохалинной и плотностной структуры приповерхностного слоя разводий в арктических льдах
