Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Влияние термического режима поверхностного слоя на биологические характеристики вод северо-западной части Тихого океана

ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Влияние термического режима поверхностного слоя на биологические характеристики вод северо-западной части Тихого океана"

Московский государственный университет имени М.В Ломоносова

Географический факультет

На правах рукописи ТАНАНАЕВА Юлия Николаевна

УДК 551 463 6 551 46 001 5:574 5(265 5)

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОД СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

25 00.28 - Океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 6 О ИТ 2008

Москва-2008

003449368

Работа" выполнена на кафедре океанологии географического факультета Московского государственного университета имени M В Ломоносова

Научный руководитель доктор географических наук, профессор

САПОЖНИКОВ Виктор Вольфович

Официальные оппоненты кандидат географических наук

КОЧИКОВ Виктор Николаевич

ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт экономики и информатизации рыбного хозяйства»

доктор биологических наук, профессор САДЧИКОВ Анатолий Павлович

Международный биотехнологический центр МГУ имени M В Ломоносова

Ведущая организация Институт географии РАН (г Москва)

Защита состоится года в /Ç_ часов на заседании

диссертационного совета Д 501 001 68 при Московском государственном университете имени MB Ломоносова по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, географический факультет Телефон +7(495) 939-22-15 Телефакс +7(495) 938-88-36

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета Московского государственного университета имени M В Ломоносова на 21 этаже ГЗ

Автореферат разослан «23» oei-с^^Т^ЛШ г

Ученый секретарь /

диссертационного совета Д 501 001 68, доктор геолого-минералогических наук САВЕНКО B.C.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Северо-западная субарктическая часть Тихого океана имеет сложную гидродинамическую структуру, характеризуется высокой биологической продуктивностью вод и имеет важное промысловое значение Подобно другим высокоширотным океаническим акваториям, она имеет значительную сезонную и межгодовую изменчивость абиотических факторов среды, которые, в свою очередь, оказывают влияние на биологические объекты Одним из основных факторов является термический режим Он влияет как на вегетацию фитопланктона, так и на жизнедеятельность последующих звеньев трофической цепи, в том числе на промысловые виды рыб Однако изученность этой важной акватории недостаточна, что и определило выбор темы работы и ее актуальность В пределах исследуемой акватории находятся районы зимовки ценного промыслового вида рыб - тихоокеанских лососей (Бирман, 1985, Коновалов, 1986) Горбуша (ОпсогЬупскт gorЪnschd) составляет 70% от их российского вылова. Более 90% смертности горбуши приходится именно на период зимовки (Карпенко, 1998) Температура воды, наряду с обеспеченностью кормовой базой, является одним из главных факторов, определяющих выживаемость этого вида рыб в зимний период

Основная цель работы - оценить влияние термического режима поверхностного слоя на биологические характеристики вод северо-западной части Тихого океана Для достижения этой цели решались следующие задачи

- определить особенности термического режима поверхностного слоя,

- изучить влияние весенне-летнего прогрева поверхностного слоя на развитие фитопланктона и нерестовые миграции горбуши,

- обнаружить и охарактеризовать взаимосвязь зимних термических условий и биологических параметров горбуши, ее распределения во время зимовки,

- провести районирование северо-западной части Тихого океана на основе сезонных особенностей термических и биологических процессов

Поставленные в работе цели и задачи решены на основе спутниковых данных за период с 1997 по 2007гг о температуре поверхности океана и распределении хлорофилла-А, материалов экспедиционных исследований состояния основных промысловых популяций горбуши, а также литературных источников

Научная новизна. В работе получены следующие новые результаты определены взаимосвязи между сроками начала и окончания фенологических сезонов, их длительностью, скоростями прогрева и охлаждения поверхностных вод северо-западной части Тихого океана, проведено районирование исследуемой акватории, основанное на сезонных особенностях термических и биологических процессов, сделана количественная и качественная оценка условий зимнего обитания горбуши, основанная на спутниковых данных и информации, полученной во время зимних научных экспедиций

Практическая значимость. На основе данных о термических условиях района зимовки и содержании хлорофилла в зимний период можно судить о выживаемости горбуши, ее зимнем распределении и кормовой базе, прогнозировать величину предстоящих подходов горбуши к местам промысла

Положения, выносимые на защиту

На защиту выносится новое решение актуальной научной задачи получение и обоснование нового представления о термическом режиме северозападной части Тихого океана и его влиянии на вегетацию фитопланктона и жизнедеятельность промысловых популяций горбуши, на основе комплексного анализа спутниковой и экспедиционной информации о гидрологических и биологических характеристиках Основные положения 1 Сроки и скорости прогрева и охлаждения, длительность фенологических сезонов могут служить предикторами изменений поля температуры и могу быть использованы как в гидрологических, так и в биологических прогнозах

2 Межгодовая изменчивость «суровости» зим и их продолжительности определяется, в первую очередь, межгодовой изменчивостью притока солнечного тепла Время начала зимы определяется местоположением и интенсивностью крупномасштабных морских течений (Куросио, СевероТихоокеанского) и интенсивностью среднеширотной зональной циркуляции атмосферы, определяемой градиентами между субтропическими и субполярными широтами

3 На изменение состояния биологических объектов наибольшее влияние оказывают процессы регионального масштаба (поведение течений Западного Субарктического и Аляскинского круговоротов, центров действия атмосферы -Алеутского минимума и Сибирского максимума давления)

4 Проведенное районирование северо-западной части Тихого океана по условиям обитания горбуши показало, что наиболее благоприятные условия для зимовки горбуши создаются в северной части субарктической фронтальной зоны, где оптимальные термические условия сочетаются с наличием кормовой базы

5. Выживаемость горбуши зависит от суровости зим (в мягкие зимы ареал обитания расширяется, в суровые сужается вместе с уменьшением кормовой базы), величина ожидаемых подходов горбуши к местам промысла может быть оценена с заблаговременностью в несколько месяцев

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных конференциях North Pacific Manne Science Organization в 2003, 2004, 2005 и 2007 годах, на конференции по Промысловой океанологии в 2005 году, на ежегодных отчетных сессиях ВНИРО Работа обсуждалась в Лаборатории взаимодействия океана и атмосферы и мониторинга климатических изменений Института Океанологии РАН им Ширшова

Публикации по теме диссертации. Опубликовано 5 статей (две из которых в рецензируемых журналах по Перечню ВАКа) и 5 тезисов докладов

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 151 наименования (из них 100 на

6 : иностранных языках) и приложения на 45 листах. Объём работы составляет 104! страницы текста, работа включает 4 таблицы и 42 рисунка.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.г.н,; проф., зав. лабораторией морской экологии В.В. Сапожникову за помощь в выборе направления диссертационного исследования, внимание к выполнению! и руководство работой над диссертацией, к.г.н. М.А. Богданову за:

интереснейшие дискуссии, доц. А.В.Поляковой за ценные практические советы; и внимание к написанию диссертации, д. физ.-мат н. С.К. Гулёву за поддержку,! ценные советы, помощь в работе и конструктивную критику, A.C. Кровнину,;

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и| задачи исследования, приведены основные положения, выносимые на защиту,| отражена научная новизна и практическая значимость работы.

западной части Тихого океана. Описываемая область включает воды северо-1 западной части Тихого океана, ограниченные с юга субарктическим фронтом, с! запада и севера она граничит с окраинными дальневосточными морями^ (Японским, Охотским и Беринговым), отделяясь от них системой островных! дуг (Японской, Курильской и Алеутской), на восток простирается примерно до меридиана 160°з.д. '

предоставление в использование материалов и методик, а также за

В первой главе даётся физико-географическая характеристика северо-1

западной части

Рис. I Циркуляция поверхностных вод северо-

Тихого океана

(Thompson, 1998).

Океанические условия определяются северным субарктическим и северной частью субтропического круговоротов Основными структурными частями этих круговоротов в пределах области являются течения Куросио, Курильское, Северо - Тихоокеанское, Аляскинское, Калифорнийское и Алеутское Наиболее высокой продуктивностью отличаются воды шельфовой зоны и зоны субарктического фронта

Во второй главе описываются используемые материалы и методы их обработки Для исследования термического режима поверхностного слоя исследуемой акватории были проанализированы еженедельные карты температуры поверхности океана (ТПО), полученные в лаборатории дистанционных исследований Мирового океана ВНИРО по спутниковым данным с 1997 по 2007г Пространственное разрешение этих карт - 30 км. По этим картам в работе оценивались следующие составляющие термического режима

- температурный ход (сезонный и межгодовой) различных районов северо-западной части Тихого океана,

- средние значения температур для каждого календарного месяца,

- среднеквадратические отклонения значений ТПО на исследуемой акватории (для каждого месяца),

- разложение поля ТПО по эмпирическим ортогональным функциям (ЭОФ),

- сроки начала, окончания и продолжительность сезонов (прогрев и охлаждение поверхностных вод),

- скорости прогрева и охлаждения,

- определение минимальных зимних температур и их длительности в различные годы для районов зимовки горбуши на исследуемой акватории

За начало теплого сезона года принималось время устойчивого перехода условно выбранной изотермы через какой-либо отрезок меридиана или параллели во время весенне-летнего прогрева Окончанием сезона считался момент пересечения выбранного участка этой изотермой при ее

движении в обратном направлении при охлаждении Аналогично производились расчеты для холодного сезона года Скорости прогрева и охлаждения рассчитывались по времени (количество дней) перемещения какой-либо изотермы на определенном участке акватории или по количеству времени между последовательными пересечениями одного и того же места различными изотермами

В методе ЭОФ изучаемое пространственно-временное поле разложено по функциям, линейно не зависящим друг от друга Каждая из функций характеризуется пространственным компонентом (ЭОФ) и временным коэффициентом (главный компонент) При анализе поля ТПО методом ЭОФ вычислялись собственные вектора пространственно-временного поля

Распределение фитопланктона оценивалось на основе спутниковых данных о распределении хлорофилла-А (мг/мэ), полученным со спутника NASA В работе использованы еженедельные, ежемесячные и сезонные карты хлорофилла 1998 - 2007 годов, размещенные на сайте NASA http //oceancolor gsfc nasa gov/cgi/ Пространственное разрешение карт - 9 км Всего было проанализировано более 600 карт распределения хлорофилла-А

В рамках данной работы был проведен анализ сезонной и межгодовой изменчивости концентраций хлорофилла-А в различных частях изучаемой акватории, фазовый анализ зависимости концентрации хлорофилла-А от температуры воды, анализ зависимости поля хлорофилла от поля температуры

Одна из крупнейших промысловых популяций горбуши размножается у побережья юго-восточного Сахалина Колебания ее численности в наибольшей степени зависят от условий зимовки В рамках данной работы состояние кормовой базы горбуши оценивалось на основе информации о распределении хлорофилла-А На основе общепринятых данных изотерма 5°С была принята за северо-западную границу зимнего ареала горбуши Были использованы данные по вылову горбуши в 1997-2007гг, а также некоторые биологические характеристики (длина и масса тела, абсолютная индивидуальная плодовитость)

Третья глава посвящена анализу термического режима поверхностного слоя северо-западной части Тихого океана. Температура вод поверхностного слоя океана определяется взаимодействием с атмосферой, инсоляцией и эффективным излучением, адвекцией и вертикальным перемешиванием вод. Годовой ход температуры поверхностного слоя северо-западной Пацифики характеризуется большими колебаниями её в зимний период, резким повышением весной (с апреля по июль) и почти столь же резким понижением в осенние месяцы (конец сентября—ноябрь). Эти изменения весной и осенью в восточном направлении становятся более монотонными.

Были определены основные особенности термического режима поверхностного слоя северо-западной части Тихого океана:

1) Осеннее охлаждение поверхностных вод исследуемой акватории начинается с северо-запада и распространяется в юго-восточном направлении. Прогрев идёт с юго-востока (рис. 2 а, б), а по мере повышения температуры ещё и с северо-запада - точнее, от восточного побережья Камчатки (за счёт прогрева материка). Этим обусловлены значительные различия сроков прогрева и охлаждения на разных долготах на одной и той же широте (рис. 3).

Рис.2 Распределение температуры поверхности океана в январе (а) и мае (б) 2005 года, стрелками показано направление охлаждения (январь) и прогрева (май).

дни 280 —

-)-,-,-,-1-

! С О и/1 1 7 О 'п д 180°д.

17О0 3-Д- -1вО°з.д.

Рис.3 Изотерма 5°С на 50°с.ш. (осреднение за 10 лет): 1 -продолжительность периода с температурами выше 5°С, 2 -продолжительность периода с температурами ниже 5°С.

2) Сроки и скорость прогрева и охлаждения зависят от географического положения и имеют значительную межгодовую изменчивость. Причём охлаждение характеризуется большей пространственной и временной изменчивостью, нежели прогрев. Видимо, это обусловлено тем, что ведущий фактор прогрева - приток солнечного тепла, увеличивающийся с ростом широты, а охлаждение зависит от большего количества факторов.

-,—|—.-1—■—i—■—|—.—i—■—i—■

19Э4 1906 1Э98 2000 2002 Z004 2006 годы

Рис.4 Перемегцение 5°C изотермы относительно 50°c.iu. (рассчитано по средней дате пересечения долгот 170, 175 и 180° в. и 175°з.), 1 - пересечение 50°с.ш. изотермой 5°С в южном направлении (охлаждение), 2 -продолжительность пребывания изотермы 5°С южнее 50°с.ш., 3 - пересечение в северном направлении (прогрев), 4 - продолжительность пребывания севернее.

3) Скорость прогрева зависит от времени его начала - чем раньше начался прогрев, тем продолжительнее время прогрева (рис. 5). Это происходит потому что при раннем прогреве высота солнца над горизонтом небольшая, приток солнечной радиации невелик - следовательно, прогрев идёт медленно. При более позднем начале прогрева солнце выше, приток радиации больше, и прогрев идёт быстрее.

дни

120 -р

годы

1934 1999 1999 2000 2002 2004 200В 2009 ZOÓbl

Рис.5. Изотерма 4°С, дата начала прогрева (толстая линия) и его скорость в секторе 50 - 60°c.ui., 170°в.д - 175°з.д.

4) Продолжительность теплых и холодных сезонов на рассматриваемой акватории имеет значительную межгодовую изменчивость Амплитуда колебаний величины продолжительности теплых и холодных периодов достигала трех месяцев (рис 6)

Она

Рис б Продолжительность пребывания изотермы 5°С севернее (1) и южнее (2) 50°с ш (170°в д -175°зд)

5) Межгодовые изменения времени начала сезона (теплого и холодного) противоположны по знаку межгодовым изменениям его продолжительности, т е, чем раньше начинается сезон в текущем году, тем продолжительнее он будет по сравнению с предыдущим годом (и наоборот) (рис 4) Эта особенность в большей степени свойственна преобладающему по длительности сезону То есть возможно со значительной заблаговременностью предвидеть продолжительность сезона

6) В открытых районах СЗТО имеет место обратная связь продолжительности теплых и холодных сезонов года Как правило, за годом с относительно большой продолжительностью сезона (теплого или холодного) следует год с меньшей его продолжительностью

Анализируя пространственное распределение среднеквадратических отклонений ТПО, можно сказать, что в целом они характеризуются изменчивостью значений от 0 1 до 1 9°С, причем наибольшая изменчивость присуща осеннему сезону В пространственном распределении среднеквадратического отклонения наиболее изменчивые районы - Северо-

западное побережье Берингова моря, акватория, омывающая Восточное побережье Камчатки и район смешения течений Куросио и Ойясио (исследуемая акватория охватывает только часть этого района смешения). Наименьшей изменчивостью обладают районы Западного субарктического круговорота и Субарктической фронтальной зоны.

В силу поставленных в работе задач разложение поля температур по эмпирическим ортогональным функциям (ЭОФ) проводились только для зимних месяцев (Рис.7).

Январь Февраль Март

Рис. 7. Разложение поля ТПО по эмпирическим ортогональным функциям (1997-2006гг)

Первые три вектора ЭОФ характеризуют суммарно 90% общей дисперсии поля в январе, 88% - в феврале и 93% - в марте. Доля первой ЭОФ увеличивается в течение зимних месяцев от января к марту. Доля вторых и третьих ЭОФ, соответственно, уменьшается. Все ведущие моды были хорошо отделены друг от друга, что даёт возможность делать статистически значимые выводы. Во все зимние месяцы первые ЭОФ характеризуются квазиширотным распределением. По всей видимости, они связаны с сезонной зональностью

1 ЭОФ |23,07%)

отдачи и получения тепла на границе океан-атмосфера Этим объясняется то, что в марте - самом холодном месяце (особенно в северной части акватории) доля первой ЭОФ больше, чем в январе и феврале, и что все аномалии первой ЭОФ - одного знака (отрицательные) Подтверждением этому также может служить высокий коэффициент корреляции (0 84) с индексом плотности потока солнечного излучения Временная изменчивость первой ЭОФ за исследуемый период времени характеризовалась то ослаблением, то усилением аномалий (наибольшие перепады в выраженности аномалий отмечены в январе), а в последние три года имела более равномерное распределение и аномалии (и положительные, и отрицательные) были менее выражены От первой моды ЭОФ в значительной степени (г=-0 66 январь и -0 79 зима) зависит продолжительность периода с температурами ниже 5°С восточнее 170°в д То есть, чем больше выражена первая мода, тем короче холодный период в этом районе Кроме того, первая мода больше других (г=-0,41 январь и -0 45 зима) связана с тем, насколько далеко к юго-востоку переместится изотерма 5°С (фактически, насколько «суровой» будет зима).

Вторые ЭОФ также имеют субширотное распределение и характеризуются положительными аномалиями на севере и северо-западе исследуемой акватории и отрицательными - на юго-востоке В распределении значений вектора вторых ЭОФ выделялись зоны с различными знаками Вторая мода ЭОФ в значительной степени (г=-0 71 январь и -0 82 зима) связана с датой начала «зимы» (в данном случае - периода с температурами ниже 5°С) То есть, чем больше выражена вторая мода, тем раньше начнется «зима» Кроме того, главная компонента второй моды связана и с продолжительностью холодного сезона (но в меньшей степени, чем первая мода) В данном случае корреляция положительна - чем выше значения главной компоненты 2 ЭОФ, тем дольше продлится холодный период То есть, 1 и 2 компоненты здесь работают в противофазе Вероятно, основной фактор, определяющий их распределение - интенсивность Куросио (поскольку чем суровее зима, тем

больше контраст температур между умеренными и тропическими широтами и тем интенсивнее циркуляция вод между высокими и низкими широтами).

Распределение третьих ЭОФ во все зимние месяцы субмеридионально, положительные аномалии наблюдаются к востоку от 170°в.д., а отрицательные - к западу. Важно также отметить, что в январе третья ЭОФ имеет наибольшее значение, а в марте - наименьшее. Временная изменчивость нормализованных главных компонент, соответствующих третьим ЭОФ обладает наибольшей выраженностью положительных и отрицательных аномалий. И именно третья ЭОФ в большей степени связана с содержанием хлорофилла в зимний период в районе зимовки горбуши и с выживаемостью самой горбуши. Эта мода в значительной степени связана с абсолютными величинами таких климатических индексов, как ALP1 (-0,62 январь и -0.54 зима) и SOI (0.63 январь и 0.66 зима). Возможно, что третьи ЭОФ определяются особенностями зимней циркуляции атмосферы, в частности - положением Сибирского максимума и Алеутского минимума атмосферного давления. От интенсивности ветрового перемешивания, особенностей прохождения циклонов значительно зависит глубина и интенсивность ветрового перемешивания вод. Вполне вероятно, что в пространственное распределение третьей моды ЭОФ вносят вклад течения Западного субарктического и Аляскинского круговоротов и взаимодействие между ними.

а)

. (1) г.

моды

ЭОФ (январь.)

— • — (2) уловы горбуши юго-восточного Сахалина (тыс.т.)

__ _ ____ (3) содержание хлорофиппа-А (мг/м3)

в поверхностном слое еувврктической фронтальной а

Рис 8 Взаимосвязь третьей главной компоненты разложения по ЭОФ с биологическими (а) и термическими (б) характеристиками (январь)

По всей видимости, и на зимние ТПО в районе зимовки горбуши, и на биоту наибольшее влияние оказывает третий вектор ЭОФ (январский) Это согласуется с полученными ранее в работе результатами, и может служить подтверждением того, что «суровость» и продолжительность холодного периода во многом определяются условиями начала зимы (рис 8)

В четвёртой главе описывается влияние термического режима поверхностного слоя на развитие фитопланктона

На шельфе восточного побережья Камчатки весенне-летние концентрации хлорофилла-А особенно высоки Как правило, чем раньше начинается прогрев шельфовой зоны побережья Восточной Камчатки, тем раньше начинается и дольше продолжается цветение фитопланктона Чем интенсивнее протекает весенний прогрев, тем тоньше эвфотический слой и количество биогенных веществ лимитирует развитие фитопланктона При медленном прогреве слой фотосинтеза толще и общее количество биогенных элементов выше Весеннее цветение фитопланктона в значительной степени зависит от количества льда в заливах восточного побережья Камчатки и сроков его таяния

В зоне Западного субарктического круговорота начало цветения в большей степени связано не с термическим режимом поверхностных вод, а с

динамикой вод (особенно с ее вертикальной составляющей) Это квазистационарный циклонический круговорот, поэтому концентрации биогенных веществ достаточно высоки для развития фитопланктона Но в силу того, что в центральной части круговорота преобладает подъем вод, термоклин устанавливается поздно, количество фитопланктона здесь невелико Вспышки цветения наступают позднее и гораздо более сглажены по сравнению с неретическими районами

Для районов островных дуг (Курильского и Командорско-Алеутского) основной фактор распределения фитопланктона тоже динамический в силу интенсивного приливного перемешивания. Здесь меньше каких либо закономерностей, чем у восточного побережья Камчатки и Западном Субарктическом круговороте

Весенне-летние концентрации хлорофилла в зоне субарктического фронта невелики, но для данного исследования представляют интерес его зимние концентрации - они здесь значительно выше, чем в каком-либо другом районе северной части Тихого океана Это обусловлено благоприятными гидрологическими условиями поверхностных вод и биогенными элементами, необходимыми для жизнедеятельности фито- и зоопланктона (Виноградов, 1986) В более «мягкие» зимы, когда субарктическая фронтальная зона достаточно широка, концентрации хлорофилла-А составляют около 0,5 мг/м3 в пределах практически всей фронтальной зоны В «суровые» зимы картина иная, концентрации хлорофилла-А значительно ниже (около 0,2 мг/м3)

Пятая глава посвящена влиянию термического режима поверхностного слоя на промыслово-биологические характеристики горбуши Юго-восточного Сахалина Она в наибольшей степени подходит для данных исследований, поскольку продолжительность ее жизни составляет полтора года, один год из которых она проводит в море Качественные и количественные характеристики популяций горбуши зависят от биотических (обеспеченность кормом) и абиотических условий (в первую очередь термический режим района зимнего обитания) конкретного года Для выживаемости горбуши

решающее значение имеют температурные условия в зимний период, более 90% смертности приходится именно на период зимовки (Бирман, 1985,! Кловач, 2002, Мороз, 2003, Карпенко, 1998). От сроков и скоростей прогрева; поверхностных вод зависят сроки нерестовых миграций горбуши. Охлаждение же, наряду с другими факторами, определяет сроки миграций! горбуши к району зимовки.

Согласно последним данным (Кловач, 2004) наиболее благоприятным районом зимовки азиатской горбуши является часть субарктической фронтальной зоны, расположенная к югу от Алеутских островов (Рис.9).

70° с.ш-

80 -1

I

60

10 -

Рис.9. Миграционный путь (1) и ареал зимовки (2) популяг/ии горбуши Юго-восточного Сахалина [Бирман,1985, Гриценко, Кловач, 2002, Мороз, 2003].

Распространение горбуши обычно ограничено изотермами 3,9°-8,0°С,! однако изотерму 5°С можно принять за северо-западную границу зимнего ареала горбуши (Н.В. Кловач). Горбуша питается зоопланктоном, но данных о его распределении (особенно зимнем) крайне мало. Но поскольку зимой в зоне субарктического фронта распределение и фито-, и зоопланктона определяется, динамикой вод (Виноградов, 1986), в рамках данной работы состояние кормовой базы горбуши оценивалось на основе информации о распределении хлорофилла-А. Согласно исследованиям (Бирман, 1985; Кловач, 2004; Мороз, 2003), горбуша предпочитает для зимовки северную часть субарктического фронта, расположенную к востоку от 170°в.д. По всей видимости, это обусловлено тем, что фронтальная зона восточнее 170°в.д. гораздо шире, чем к западу от этого меридиана. Зимние концентрации

хлорофилла там также несколько выше и обладают меньшей изменчивостью Таким образом, оптимальные термические условия в данном районе сочетаются с наличием кормовой базы В зависимости от «суровости» зимы меняется ширина зоны субарктического фронта Соответственно с этими изменениями варьируют и размеры зимнего ареала горбуши. Так, в более «мягкие» зимы ареал зимовки расширяется (особенно в северном и западном направлениях) Концентрации хлорофилла в такие зимы более высокие (около 0,5 мг/м3) и равномерные во всей зоне субарктического фронта В «суровые» зимы -ареал сужается, концентрации хлорофилла в два раза ниже, а это означает уменьшение кормовой базы горбуши, обостряется пищевая конкуренция В такие зимы рыбы вынуждены держаться кучнее, что делает их более уязвимыми для хищников и выживаемость горбуши резко снижается

Как видно на рисунках 10, 11, имеет место четкая противофазность между зимним положением пятиградусной изотермы и уловами горбуши Но на выживаемость горбуши оказывает большое влияние не только то, насколько холодным был зимний период, но и то, сколько времени длился период с минимальными температурами Как видно на рис 10, в большинстве случаев холодные зимы были значительно продолжительнее теплых

Рис 10 Соотношение уловов горбуши и термических характеристик зоны субарктического фронта, 1 - вылов горбуши (тыс тонн), 2 -продолжительность пребывания изотермы 5"С восточнее 170°вд, 3 -Максимальное удаление на восток изотермы 5°С на 44°с ш (в градусах долготы)

2

1

0.5 —|

И

I

з

I

г-|

2000

I

2002

I

2004

I

2006

51

I

2008

Рис.11. Температурные условия и концентрагрш хлорофилла в район зимнего обитания горбуши.

Величина поверхностной температуры воды в ранне-весенний период к океане является сигналом, определяющим начало миграции лососей к берегам темпы этой миграции, сроки созревания рыб и, в итоге - сроки захода лососей : реки. Очевидно, что для зимовки горбуши тем лучше, чем позже начнёте^ выхолаживание вод. Согласно ихтиологическим данным, мигрировать молод:

I

начинает примерно в одни и те же сроки в разные годы (ориентируясь н изменение длины светового дня), а при более благоприятных термических! условиях молоди легче добраться до района зимовки. Кроме того, зимние условия и сроки начала прогрева влияют на созреваемость половых продуктов в условиях благоприятной зимы и ранней весны гонады созревают быстрее и рыбы раньше идут на нерест. То есть, наиболее благоприятная зима - поздняя и короткая. А поскольку, зная время начала охлаждения можно с большой вероятностью судить о времени его окончания, можно судить о состоянии зимующих популяций и примерной величине предстоящих подходов горбуши к районам промысла со значительной заблаговременностью.

Шестая глава посвящена районированию вод северо-западной части Тихого океана, основанному на особенностях термических процессов,; сезонном распределении фитопланктона и горбуши:

150°в.д. 160° 170° 180° 170°з.д.

Рис. 12. Районы северо-западной части Тихого океана: 1 - шельф восточного побережья Камчатки; 2 - Курильский, 3 - Командорско-Алеутский, 4 - Зона Западного Субарктического круговорота, 5 - Зона субарктического фронта.

1) Шельф восточного побережья Камчатки. Развитие фитопланктона в этом районе зависит от сроков начала таяния льда и прогрева вод. По сравнению с другими районами весенне-летние концентрации хлорофилла-А здесь максимальны. Как правило, чем раньше начинается прогрев, тем раньше начинается и дольше продолжается цветение фитопланктона (апрель-май). При более позднем прогреве цветение начинается позже и длительность его меньше. Для зимовки горбуши здесь слишком низкие температуры, но в весенне-летний период горбуша и другие лососи использует этот район для нагула во время пути на нерест. Это связано с прогревом шельфовой зоны со стороны материка и с наличием хорошей кормовой базы. 2) Курильский. 3) Командорско-Алеутский. Это районы интенсивного приливного перемешивания, особенно Курильский. И термический режим, и распределение фитопланктона в первую очередь определяются динамикой вод. Фитопланктона меньше, чем на шельфе восточной Камчатки, но всё же больше, чем в океанической зоне. Горбушей район используется для весеннего нагула по пути к нерестилищам. Время, когда северные и южные Курильские

проливы освобождаются ото льда, и когда температура поднимется выше критической, определяет сроки нерестовых миграций горбуши 4) Зона Западного Субарктического круговорота. Это квазистационарный циклонический круговорот, концентрации биогенных веществ достаточно высоки для развития фитопланктона Но в силу преобладания подъёма вод термоклин устанавливается поздно, количество фитопланктона здесь невелико Вспышки цветения наступают позднее и гораздо более сглажены В тёплые зимы часть акватории может использоваться горбушей для зимовки 5) Зона субарктического фронта. Межгодовая температурная изменчивост фронтальной зоны невелика, в зависимости от «суровости» зимы меняете ширина зоны. В «мягкие» зимы она имеет большую площадь, чем в боле «суровые» и характеризуется гораздо более высокими концентрациям хлорофилла-А Таким образом, зная термические условия района зимовки содержание хлорофилла в этот период, можно судить о величин предстоящих подходов горбуши к районам промысла

В заключении приводятся основные результаты работы

1 Сроки и скорости прогрева и охлаждения, длительность фенологических сезонов могут служить предикторами изменений поля температуры и мог быть использованы как в гидрологических, так и в биологических прогнозах Межгодовые изменения времени начала преобладающего по длительности сезона противоположны по знаку межгодовым изменениям его продолжительности (коэффициент корреляции составляет в среднем -0 8) То есть, возможно со значительной заблаговременностью предвидеть продолжительность сезона Скорость прогрева зависит от времени его начала -чем раньше начался прогрев, тем продолжительнее время прогрева Так, в районе 50 - 60°с.ш, 170°вд - 175°зд в 1996 году прогрев начался в начале марта и длился около 100 дней 2002 год отличался поздним началом прогрева (середина мая) и небольшой его продолжительностью (около 40 дней).

2 Межгодовая изменчивость «суровости» зим и их продолжительное зависит, в первую очередь, от межгодовой изменчивости притока солнечног

тепла (коэффициент корреляции с индексом плотности потока солнечного излучения - до 0 84) Время начала зимы определяется местоположением и интенсивностью крупномасштабных морских течений (Куросио, СевероТихоокеанского) и интенсивностью среднеширотной зональной циркуляции атмосферы, определяемой градиентами между субтропическими и субполярными широтами (коэффициент корреляции с тихоокеанским циркуляционным индексом составил 0 81)

3 На изменение состояния биологических объектов наибольшее влияние оказывают процессы и более мелкого масштаба (течения Западного Субарктического и Аляскинского круговоротов, центры действия атмосферы -Алеутский минимум, Сибирский максимум атмосферного давления)

4 Проведенное районирование северо-западной части Тихого океана по условиям обитания горбуши показало, что наиболее благоприятные условия для зимовки горбуши создаются в северной части субарктической фронтальной зоны, где оптимальные термические условия сочетаются с наличием кормовой базы.

5 Выживаемость горбуши зависит от суровости зим (в мягкие зимы ареал обитания расширяется, в суровые сужается вместе с уменьшением кормовой базы), величина ожидаемых подходов горбуши к местам промысла может быть оценена с заблаговременностью в несколько месяцев.

Список опубликованных работ по теме диссертации: Богданов МА , Тапапаева Ю.Н. Особенности межгодовой изменчивости в развитии сезонных процессов в северо-западной части Тихого океана, Беринговом и Охотском морях // Вопросы промысловой океанологии М • Изд-во ВНИРО, 2005, вып 2 С 206-210

Богданов МА, Тананаева Ю.Н. Особенности межгодовой изменчивости смены холодного и теплого сезонов года и их продолжительности в Норвежском, Гренландском и Баренцевом морях // Арктика и Антарктика М Наука 2007 Вып 5 (39) С 110-111

Кроении АС, Богданов MA, Мурый ГП, Тананаева Ю.Н Сравнительный подход к изучению изменчивости экосистем Северно атлантики и Северной Пацифики (с использованием климатических данных) / Труды ВНИРО М ' Изд-во ВНИРО 2006 Т.146 С 67-82

Тананаева Ю.Н. Влияние температурных условий тихоокеанско субарктической фронтальной зоны на выживаемость горбуши в зимний перио //Океанология 2008 том48 Вып№3.С 1-8

Тананаева Ю.Н. Использование спутниковой информации для оценк запасов некоторых видов промысловых рыб северо-западной части Тихог океана и дальневосточных морей // Рыбное хозяйство ВНИРО 2007 №6 (62) С 44-46.

Богданов МА, Тананаева Ю.Н. Межгодовая изменчивость в развита сезонных процессов и её влияние на промысловые ресурсы Северно Атлантики и Северной части Тихого океана (на английском) // Book of Abstract (PICES 14th Annual Meeting, 2005) POC_Paper-2431 p 162

Богданов MA, Тананаева Ю.Н. Особенности межгодовой изменчивост теплых и холодных сезонов в Норвежском, Гренландском и Баренцевом моря (на английском) //Book of Abstracts ICES 2006 p 170

Кровнин А С, Богданов MA, Мосейкина (Тананаева) Ю.Н. Черть температурной изменчивости поверхностного слоя северо-западной час тихого океана и ее влияние на рыбные ресурсы (на английском) // Book о Abstracts (PICES 13th Annual Meeting, 2004) p 201

Богданов MA , Тананаева Ю.Н. Температурные и ледовые условия, и влияние на первичную продукцию и промысловые ресурсы северо-западно части Тихого океана (на английском) // Book of Abstracts (New Frontiers i Marine Science PACES Meeting, 2007) p 46.

Богданов MA, Тананаева Ю.Н. Влияние термического режим поверхностного слоя на вегетацию фитопланктона и запасы горбуши (н английском) // Book of Abstracts (PICES XVI) 2007 p 133

Подп в печать {$01 ^Обьем jb п л. Тираж

экз Заказ

ВНИРО 107140, Москва, В. Красносельская, 17

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Тананаева, Юлия Николаевна

Введение.

Глава 1. Физико-географическая характеристика северо-западной части Тихого океана.

1.1. Географическое положение и рельеф.

1.2 Метеорологические условия.

Атмосферная циркуляция.

Радиационный и турбулентный теплообмен океана с атмосферой.

Атмосферные осадки и испарение.

Адвективный перенос тепла.

1.3 Гидрологические условия.

Водные массы.

Циркуляция вод.

Ледовые условия.

1.4 Гидрохимические условия.

1.5 Особенности биологической структуры вод.

Глава 2. Используемые материалы и методы их обработки.

2.1 Температура поверхности океана (ТПО).

2.2 Хлорофилл-А.

2.3 Горбуша.

Глава 3. Термический режим поверхностного слоя северо-западной части Тихого океана.

3.1 Основные факторы формирования поля температур поверхностного слоя северо-западной части Тихого океана.

3.2 Общие закономерности сезонной и межгодовой изменчивости температуры поверхностных вод.

3.3 Режимы взаимодействия океана и атмосферы в Северной части Тихого океана.

3.4 Основные атмосферные индексы для северной части Тихого океана, их взаимосвязь и отражение термики поверхностного слоя.

3.5 Анализ изменчивости ТПО за период с 1994 по 2006 год, тенденции и прогнозирование.

Глава 4. Влияние термического режима поверхностного слоя на развитие фитопланктона (на основе спутниковых данных о распределении хлорофилла-а).

4.1 Распределение фитопланктона в северо-западной части Тихого океана.

4.1.1 Абиотические факторы, влияющие на распределение фитопланктона

4.1.2 Вертикальное распределение фитопланктона.

4.1.3 Сезонные изменения в фитопланктоне.

4.2 Пространственно-временная изменчивость содержания хлорофилла-А в поверхностном слое северо-западной части Тихого океана.

Глава 5. Влияние термического режима поверхностного слоя на промыслово-биологические характеристики горбуши Юго-восточного Сахалина.

5.1 Общие сведения.

5.2 Период зимнего обитания и его значение для количественного и качественного состава популяций горбуши.

5.3 Влияние температурного режима на нерестовые миграции горбуши

Глава 6. Районирование поверхностных вод северо-западной части Тихого океана.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние термического режима поверхностного слоя на биологические характеристики вод северо-западной части Тихого океана"

Подобно другим высокоширотным океаническим акваториям, северозападная часть Тихого океана характеризуется значительной сезонной и межгодовой изменчивостью абиотических факторов среды, которые, в свою очередь, оказывают влияние на биологические объекты. Одним из основных факторов является термический режим.

Северо-западная субарктическая часть Тихого океана характеризуется высокой биологической продуктивностью и имеет важное промысловое значение. Термический режим влияет как на вегетацию фитопланктона, так и на жизнедеятельность последующих звеньев трофической цепи, в том числе на промысловые виды рыб. Однако изученность этой важной акватории недостаточна, что и определило выбор темы работы и её актуальность.

В пределах исследуемой акватории находятся районы зимовки ценного промыслового вида рыб - тихоокеанских лососей [10, 29]. Горбуша составляет 70% от их российского вылова. Более 90% смертности приходится на период зимовки [24]. Температура воды, наряду с обеспеченностью кормовой базой, является одним из главных факторов, определяющих выживаемость этого вида рыб в зимний период.

Основная цель работы — оценить влияние изменчивости термического режима поверхностных вод на биологические характеристики северо-западной части Тихого океана. Для достижения этой цели решались следующие основные задачи:

- определить особенности термического режима поверхностного слоя;

- изучить влияние весенне-летнего прогрева поверхностного слоя на развитие фитопланктона (на основе информации о распределении хлорофилла-А) и сроки подхода стад горбуши к побережью;

- обнаружить и охарактеризовать взаимосвязь зимних термических условий и биологических параметров горбуши, ее распределения во время зимовки;

- провести районирование северо-западной части Тихого океана на основе сезонных особенностей термических и биологических процессов.

Поставленные в работе цели и задачи решены на основе спутниковых данных за период с 1997 по 2007 год о термическом режиме и распределении хлорофилла, материалов экспедиционных исследований состояния основных промысловых популяций горбуши, а также литературных источников.

Научная новизна.

В работе получены следующие новые результаты:

- определены взаимосвязи между сроками начала и окончания фенологических сезонов, их длительностью, скоростями прогрева и охлаждения поверхностных вод северо-западной части Тихого океана.

- районирование северо-западной части Тихого океана, основанное на сезонных особенностях термических и биологических процессов. количественная и качественная оценка условий зимнего обитания горбуши, основанная на спутниковых данных высокого разрешения и информации, полученной во время зимних научных экспедиций.

Практическая значимость. Результаты работы имеют прикладное значение. На основе данных о термических условиях района зимовки и содержание хлорофилла в этот период, можно судить о выживаемости горбуши, её зимнем распределении и кормовой базе, давать прогноз о сроках подхода к нерестилищам и, главное, о величине предстоящих уловов.

Следует отметить, что предложенная в работе методика исследований, применима и для других районов Мирового океана.

Личный вклад. Результаты, предложенные в работе, и положения, выносимые на защиту, получены автором.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных конференциях North Pacific Marine Science Organization в 2003, 2004, 2005 и 2007 годах, на конференции по Промысловой океанологии в 2005 году, на ежегодных отчётных сессиях ВНИРО. Работа обсуждалась в

Лаборатории взаимодействия океана и атмосферы и мониторинга климатических изменений Института Океанологии РАН им. Ширшова.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.г.н, проф., зав. лабораторией морской экологии В.В. Сапожникову за помощь в выборе направления диссертационного исследования, внимание к выполнению и руководство работой над диссертацией, к.г.н. М.А. Богданову за предоставление материалов, методик и интереснейшие дискуссии, доц. А.В.Поляковой за ценные практические советы и внимание к написанию диссертации, д. физ.-мат. н. С.К. Гулёву за поддержку, ценные советы, помощь в работе и конструктивную критику, д.б.н. Н.В. Кловач и д.б.н. О.Ф. Гриценко за важные и полезные консультации в процессе работы.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Тананаева, Юлия Николаевна

Заключение

На основе комплексного анализа спутниковой и экспедиционной информации о гидрологических и биологических характеристиках получено новое представление о термическом режиме северо-западной части Тихого океана и его влиянии на вегетацию фитопланктона и жизнедеятельность промысловых популяций горбуши.

Проведенный анализ показал, что характеристики термических условий поверхностного слоя могут быть успешно использованы в прогнозировании запасов горбуши, состояния её популяций, а также сроков подхода промысловых скоплений к районам промысла. Предложенная в работе методика исследований применима и для других районов Мирового океана.

На основе полученных в работе результатов можно сформулировать следующие выводы:

1. Сроки и скорости прогрева и длительность фенологических сезонов могут служить предикторами изменений поля температуры и могут быть использованы как в гидрологических, так и в биологических прогнозах. Так, межгодовые изменения времени начала сезона (в данном случае холодного, поскольку он преобладает по длительности) противоположны по знаку межгодовым изменениям его продолжительности (коэффициент корреляции составляет в среднем -0.8, до -0.95). То есть, возможно со значительной заблаговременностью предвидеть продолжительность сезона. Скорость прогрева зависит от времени его начала - чем раньше начался прогрев, тем продолжительнее время прогрева. Так, в районе 50 -60°с.ш., 170°в.д. - 175°з.д. в 1996 году прогрев начался рано, в первых числах марта, и длился около 100 дней. 2002 год отличался поздним началом прогрева (середина мая) и относительно небольшой его продолжительностью (около 40 дней).

2. Межгодовая изменчивость «суровости» зим и их продолжительности определяется, в первую очередь, межгодовой изменчивостью притока солнечного тепла (коэффициент корреляции с индексом плотности потока солнечного излучения - до 0.84). Время начала зимы определяется местоположением и интенсивностью крупномасштабных морских течений (Куросио, Северо-Тихоокеанского) и интенсивностью среднеширотной зональной циркуляции атмосферы, определяемой градиентами между субтропическими и субполярными широтами (коэффициент корреляции с тихоокеанским циркуляционным индексом составил 0.81).

3. На изменение состояния биологических объектов наибольшее влияние оказывают процессы регионального масштаба (поведение течений Западного Субарктического и Аляскинского круговоротов, изменчивость центров действия атмосферы — Алеутского минимума и Сибирского максимума давления.

4. Проведенное районирование северо-западной части Тихого океана по условиям обитания горбуши показало, что наиболее благоприятные условия для зимовки горбуши создаются в северной части субарктической фронтальной зоны, где оптимальные термические условия сочетаются с наличием кормовой базы.

5. Выживаемость горбуши зависит от суровости зим (в мягкие зимы ареал обитания расширяется, в суровые сужается вместе с уменьшением кормовой базы), величина ожидаемых подходов горбуши к местам промысла может быть оценена с заблаговременностью в несколько месяцев.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Тананаева, Юлия Николаевна, Москва

1. Атлас океанов. Тихий океан. JL: Главное управление навигации и океанографии: Мин-во обороны СССР. 1974. 322с.

2. Атлас распространения в море различных стад тихоокеанских лососей в период весенне-летнего нагула и преднерестовых миграций (под ред. О.Ф. Гриценко). М.: ВНИРО. 2002. 190 с.

3. Беклемишиев Д. В., Бурков В. А. Связь распределения планктона с распределением водных масс в зоне фронтов северо-западной части Тихого океана // М. Академия Наук СССР. 1958. Труды Института Океанологии. Т. XXVII. С. 55 66.

4. Беклемишев К. В., Маргулис Р. Я., Перцова Н. М. Сравнение биологической структуры пелагической зоны океанических субарктических вод в Северной Атлантике и Северной Пацифике // Академия Наук СССР «Элементы водных экосистем» М.: «Наука». 1978. С.32-56.

5. Белкин И.М., Грачёв Ю.М., Михашиченко Ю.Г. Структура, кинематика и синоптическая изменчивость фронтальной зоны северо-западной части Тихого океана в районе 160° в.д.// Моделирование гидрофизических полей и процессов в океане. М. 1986. С.170-200.

6. Белкин И.М., Михашиченко Ю.Г Термохалинная структура фронтальной зоны северо-западной части Тихого океана в районе 160°в.д.// Океанология.- М. 1986. Т.26. Вып.1. С.70-72.

7. Белоненко Т.В. Вейвлет-анализ индекса Тихоокеанской декадной осцилляции и температурных индексов Эль-Ниньо. Вопросы промысловой океанологии. М.: ВНИРО. 2005. Вып. 2. С. 18-32.

8. Бирман И.Б. Влияние климатических факторов на динамику численности горбуши.//Вопросы ихтиологии. 1996. Т.6. Вып.2(39). С.208-221

9. Бирман КБ. К основам прогнозирования запасов горбуши (Oncorhynchus gorbuscha) // Оценка запасов промысловых рыб и прогнозирование уловов. М. 1980. С.25 33.

10. Бирман КБ. Морской период жизни и вопросы динамики стада тихоокеанских лососей. М. : Агропромиздат. 1985. 208 с.

11. Богданов М.А. Закономерности изменчивости гидро-метеорологических характеристик и колебания урожайности некоторых промысловых рыб в северном полушарии //Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. М.: ВНИРО, 1965.

12. Богданов М.А., Тананаева Ю.Н. Особенности межгодовой изменчивости в развитии сезонных процессов в северо-западной части Тихого океана, Беринговом и Охотском морях // Вопросы промысловой океанологии. М.: ВНИРО. 2005. Вып. 2. С.206-210.

13. Богданов М.А., Тананаева Ю.Н. Особенности межгодовой изменчивости смены холодного и тёплого сезонов года и их продолжительности в Норвежском, Гренландском и Баренцевом морях // Арктика и Антарктика. М.: Наука. 2007. Вып.5 (39) С. 110 111.

14. Бруевич С.В., Иваненков В.Н., Гусарова А.Н. и др. Химия Тихого океана // Тихий океан. Т.4. М.: Наука, 1966. 356 с.

15. Бурков В.А. Общая циркуляция вод Тихого океана. Тихий океан. М.: Наука. 1972. Т. 10. 195 с.

16. Виноградов М.Е. Биопродуктивность Тихого океана // Биологические ресурсы Тихого океана. М.: Наука. 1986. С. 37 48.

17. Власова Г.А., Полякова A.M. Активная энергетическая зона океана и атмосферы северо-западной части Тихого океана // Владивосток. Дальнаука. 2004. 145 с.

18. Власова Г.А. Некоторые закономерности пространственно-временных характеристик поля температуры поверхности северо-западной части Тихого океана // М.: Метеорология и гидрология. 2005. №10. С. 65-71.

19. Гершанович Д.Е., Елизаров А.А., Сапожников В.В. Биопродуктивность океана.-М.: Агропромиздат. 1990. 237 с.

20. Гидрология Тихого океана. Тихий океан. М.: «Наука». 1968. Т.2. 524 с.

21. Гриценко О.Ф., Кловач Н.В., Богданов М.А. Новая эпоха существования тихоокеанских лососей в СЗТО // Рыбное хозяйство. М.: ВНИРО. 2002. №1. С. 24-26.

22. Гулёв С.К., Колинко А. В., JIanno С. С. Синоптическое взаимодействие океана и атмосферы в средних широтах // Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат. 1994. 320 с.

23. Ерохин ВТ. Распределение и биологическое состояние горбуши Oncorhynchus gorbusha в Тихом океане // Вопр. ихтиологии. 1990. Т. 30. Вып. 6. С. 1031-1036.

24. Инструкция о порядке проведения обязательных наблюдений за дальневосточными лососёвыми на КНС и КНП бассейновых управлений рыбоохраны и стационарах ТИНРО // Владивосток. 1987. 23 с.

25. Карасев Е. В., Угрюмое А. И. О цикличности колебаний аномалий температуры поверхности воды в Тихом океане // Тр. Гидрометеоролог, НИЩ СССР. 1981. №241. С. 12-20.

26. Карпенко В.И. Ранний морской период жизни тихоокеанских лососей // М.: ВНИРО. 1998.165 с.

27. Кловач Н.В. Влияние условий зимнего обитания на численность и сроки подходов тихоокеанских лососей // Водные биологические ресурсы, их состояние и использование. Аналитическая и реферативная информация. М.: ВНИЭРХ. 2004. Вып. 4.С. 2-21.

28. Кловач Н.В., Богданов Г.А., Бондаренко М.В. Температура воды и ход преднерестовой миграции тихоокеанских лососей в море // Вопросы рыболовства. 2000.Т. 1. № 2-3. 4.1. С. 176-177.

29. Коновалов С.М. Лососи в северной части Тихого океана // Биологические ресурсы Тихого океана. М.: Наука. 1986. С.118-135.

30. JIanno С.С., Гулёв С.К., Рождественский А.Е. Крупномасштабное тепловое взаимодействие в системе океан атмосфера и энергоактивные области Мирового океана. JI. Гидрометеоиздат. 1990. 336 с.

31. JIanno С.С., Музыченко А.Г. Область океанического климата в Северной части Тихого океана // Крупномасштабное взаимодействие океана и атмосферы и формирование гидрофизических полей. М.: Гидрометеоиздат. 1989. С. 42-47.

32. Леонтьева В.В. Некоторые биологические индикаторы водных масс Тихого океана // Проблемы Мирового океана. М.: «Знание». 1981. С. 90 — 94.

33. Ляхов А.Н. Современные методы обработки данных в гЭОФизике // Лекции БШФФ-2006. С.39-45.

34. Макеров Ю.В., Кривш{кий Ю.В. Аномалии температуры воды и солености в северо-западной части Тихого океана // Тр. ГОИН. 1974. В. 120. С. 129160.

35. Метеорологические условия над Тихим океаном // Тихий океан. М.: «Наука». 1966 Т. 1.394 с.

36. Монин А. С., Каменкович В.М., Корт В.Г. Изменчивость Мирового океана // Ленинград.: Гидрометеоиздат. 1974. С. 182 187.

37. Мороз В. В. Особенности гидрологических условий Командоро-Камчатского района// Метеорология и гидрология. 2000. №1 С.79-89.

38. Мороз И.Ф. Эколого-океанологические особенности распределения азиатской горбуши в северо-западной части Тихого океана в период зимнего нагула//Владивосток: Известия ТИНРО, 2003. т. 135. С. 231 -243.

39. Музыченко А.Г., Розенфелъд С.Х. Годовые и полугодовые колебания температуры поверхности северной части Тихого океана // Тр. Дальневост. регион. НИИ Госкомгидромета. 1987. № 129. С. 32-39.

40. Ларин Н.В., Беклемишев КВ. Значение многолетних изменений циркуляции вод Тихого океана для распространения пелагическихживотных // М.: Наука. Гидробиологический журнал. 1966. Т. II. № 1. С. 18-24.

41. Планктон. Биология Тихого океана. Тихий океан. М.: Наука, 1967. Т.7. Кн. 1. 268 с.

42. Покудов В.В., Велъяотс К. О. Межгодовые изменения температуры воды на поверхности северной части Тихого океана // Тр. ДВНИГМИ. 1975. №77. С. 40-47.

43. Покудов В.В., Велъяотс К. О. Межгодовые изменения поступления воды и тепла с течением Куросио в умеренные широты Тихого океана в зимние периоды 1966-1978 гг. // Тр. ДВНИИ. 1980. № 87. С. 36-43.

44. Покудов В.В., Велъяотс К.О. Температура воды на поверхности северной части Тихого океана за период 1966-1977 гг. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 32-78.

45. Рагшонт Дж. Планктон и продуктивность океана // М.: Лёгкая и пишевая промышленность. 1983. 568 с.

46. Рогачев К.А. Закономерности формирования аномалий температуры поверхности северной части Тихого океана // Метеорология и гидрология. 1984. № 5. С. 72-78.

47. Рыбы открытых вод. Биология Тихого океана. Тихий океан. М.: Наука. 1967. Т.7. Кн. 3.275 с.

48. Сапожников В.В., Гершанович Д.Е. Основные физико-географические черты и биогенная основа биологической продуктивности Тихого океана // Биологические ресурсы Тихого океана. М.: Наука, 1987. С. 7-36.

49. Семина Г. И. Связь фитогеографических зон в пелагиали северо-западной части Тихого океана с распределением водных масс в этом районе // М. Академия Наук СССР. 1958. Труды Института Океанологии. Т. XXVTI. С. 67-76.

50. Спутниковый мониторинг температурных условий промысловых районов Мирового океана по программе ВНИРО // М.: ВНИРО. 2005. С. 7-9.

51. Старцев А.В., Рассадников О.А. Особенности зимнего распределения охотоморской горбуши Oncorhynchus gorbusha в водах северной Пацифики//Вопросы ихтиологии. 1997. Т. 37. №3. С. 323-328.

52. Тихий океан. Под редакцией O.K. Леонтьева. М. Мысль. 1982. 319 с.

53. Химия Тихого океана. Тихий океан М.: «Наука». 1966 Т.3.359 с.

54. Шулейкин В.В. Крупномасштабное взаимодействие океана и атмосферы. М.: Наука, 1986. 174с.

55. Alexander М.А., Deser С., Timlin М. S. The Reemergence of SST Anomalies in the North Pacific Ocean. Journal of Climate. 1999. p.2419-2433.

56. Azumaya Т., Ishida Y. An evaluation of the potential influence of SST and currents on the oceanic migration of juvenile and immature chum salmon (Oncorhynchus keta) by a simulation model // Fish. Oceanogr. 2004. No.l3(l). p. 10-23.

57. Balkanski, Y., P. Monfray, M. Battle and M. Heimann. Ocean primary production derived from satellite data: an evaluation with atmospheric oxygen measurements. Global Biogeochem. Cycles. 1999. No. 13(2). p.257-271.

58. Banse, K. and English, D.C. Comparing phytoplankton seasonality in the eastern and western subarctic Pacifi с and the western Bering Sea. Progress in Oceanography. 1999. No. 43. p.235-288.

59. Barnett, T. P., D. W. Pierce, M. Latif, D. Dommenget, and R. Saravanan. Interdecadal interactions between the tropics and midlatitudes in the Pacific basin // Geophys. Res. Lett. 1999. No.26. p.615-618.

60. Beamish, R.J. Climate and exceptional fish production off the west coast of North America// Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1993. No.50. p. 2270-2291.

61. Beamish, R. J. and Bouillon, D.R. Pacific salmon production trends in relation to climate. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1993. No.50. p.1002-1016.

62. Beamish, R.J., Kim, S., Terazaki, M. and Wooster, W. S. Ecosystem dynamics in the Eastern and Western Gyres of the Subarctic Pacific. Progress in Oceanography 1999. No.43. p.157-487.

63. Behrenfeld, M. J. and P. G. Falkowski. Photosynthetic rates derived from satellite-based chlorophyll concentration. Limnol. Oceanogr. 1997. No.42(l), p. 1-20.

64. Benson, A. J., Trites A. W. Ecological effects of regime shifts in the Bering Sea and eastern North Pacific Ocean // Fish and Fisheries. 2002. №3: 95 113.

65. Bond, N.A., Overland, J.E., Spillane, M. and Stabeno, P. Recent shifts in the state of the North Pacific. Geophysical Research Letters 30(23): 2003. 2183.

66. Bond, N.A. and D.E. Harrison. The Pacific Decadal Oscillation, air-sea interaction and central north Pacific winter atmospheric regimes // Geophys. Res. Lett. 2000. 27(5). p.731-734.

67. Fisheries & Ecosystem Responses To Recent Regime Shifts in the North Pacific // Advisoiy report, North Pacific Marine Science Organization (PICES). 2005. 12 c.

68. Francis, R. C. and S.R. Hare. Decadal-scale regime shifts in the large marine ecosystems of the Northeast Pacific: a case for historical science. Fish. Oceanogr. 1994. No. 3. p.279-291.

69. Francis, R. C., S. R. Hare, A. B. Hollowed, and W. S. Wooster. Effects of interdecadal climate variability on the oceanic ecosystems of the NE Pacific. Fish. Oceanogr. 1998. No.7. p. 1-21.

70. Freeland, H.J., Denman, К., Wong, C.S., Whitney, F. and Jacques, R. Evidence of change in the winter mixed layer in the Northeast Pacific Ocean. Deep-Sea Research 1997. No.44. p.2117-2129.

71. Gershunov, A. and T. P. Barnett. Interdecadal modulation of ENSO teleconnections. Bull. Amer. Meteor. Soc. 1999. No.79. p. 2715-2725.

72. Groot, C. and Margolis, L. (ed.). Pacific salmon life histories. UBC Press, Vancouver, ВС, Canada. 1991. 109 p.

73. Guti'o R. Scientists find more keys to the North Pacific Ocean's climate// the Encyclopedia of Global Environmental Change. 2004

74. Han D.-H., Takahashi MM. Chlorophyll a biomass of netplankton in surface waters of the Northern North Pacific Ocean and the Adjacent Seas from summer to Autumn // Journal of Oceanography. 2000. Vol. 56. p.213 — 222.

75. Hare, S.R. and R.C. Francis. Climate Change and Salmon Production in the Northeast Pacific Ocean. In: R.J. Beamish ed. Ocean climate and northern fish populations. Can. spec. Pub. Fish. Aquat. Sci. 1995. No.121. p. 357-372.

76. Hare, S. R. and N. J. Mantua. Empirical evidence for Northeast Pacific regime shifts in 1977 and 1989. Prog. Oceanogr. 1994. No. 4. p.126-134.

77. Hare, S. R., N. J. Mantua and R. C. Francis. Inverse production regimes: Alaskan and West Coast Salmon. Fisheries. 1999. No. 24(1). p.6-14.

78. Harrison, P. J., Boyd, P.W., Varela, D.E., Takeda, S., Shiomoto, A. and Odate, T. Comparison of factors controlling phytoplankton productivity in the NE and NW subarctic Pacific gyres. Progress in Oceanography. 1999. No.43. p.205-234.

79. Hayashi M., Furuya K. and Hattori H. Spatial Heterogeneity in Distributions of Chlorophyll a Derivatives in the Subarctic North Pacific during Summer // Journal of Oceanography. 2001.Volume 57. N 3.

80. Honda M. С. Biological Pump in Northwestern North Pacific // Journal of Oceanography. 2003. Volume 59. No. 5. p. 671-684.

81. Ishida Y., Nagasawa K., Welch D.W., Eveson J.P. Distribution of pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the North Pacific ocean and its adjacent seas, 1956-1996//NPAFC Doc. 1996.No.232. 12 p.

82. Jaenicke, M.J., O.A. Mathisen, V.I. Radchenko. Fluctuations in abundance of pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) in the North Pacific Ocean // N. Рас. Anadr. Fish Comm. 1998. Bull. No.l. p. 496-502.

83. Kaeriyama M. Evaluation of carrying capacity of Pacific salmon in the North Pacific Ocean for ecosystem-based sustainable conservation management // NPAFC Technical Report. 2004.

84. Kasai H., H. Saito, A. Yoshimori and S. Taguchi. Variability in timing and magnitude of spring bloom in the Oyashio region, the western subarctic Pacific off Hokkaido, Japan. Fish. Oceanogr. 1997. No. 6. p. 118-129.

85. King, J.R., V. V. Ivanov, V. Kurashov, R.J. Beamish, G.A. MacFarlane. General circulation of the atmosphere over the North Pacific and its relationship to the Aleutian Low. NPAFC Doc. 1999. No.318. 18 p.

86. Klyashtorin, L.B., and Rukhlov, F.N. Long-term climate change and pink salmon stock fluctuations. N. Рас. Anadr. Fish Comm. 1998. Bull. No. 1. p.464-479.

87. Landscheidt, T. Solar oscillations, sunspot cycles, and climatic change. In: McCormac, В. M., ed.: Weather and climate responses to solar variations. Boulder, Associated University Press. 1983. p. 293-308.

88. Landscheidt, T. Forecast of global temperature, El Nino, and cloud coverage by astronomical means. In: Bate, R., ed.: Global Warming. The continuingdebate. Cambridge, The European Science and Environment Forum (ESEF). 1998. p.172-183.

89. Landscheidt, T. Solar activity: A dominant factor in climate dynamics. 1998. http://www.john-daly.com/solar/solar.htm.

90. Liu, H., K. Suzuki and H. Saitoh. Community structure and dynamics of phytoplankton in the western subarctic Pacific Ocean a synthesis. Journal of Oceanography. 2004. No. 60. p.l 19-137.

91. Longhurst, A., S. Sathyendranath, T. Piatt and C. Caverhill. An estimate of global primary production in the ocean satellite radiometer data. J. Plankton Res. 1995. No.l7(6). p.1245-1271.

92. Lutz, M., R. Dunber and K. Caldeira. Regional variability in the vertical flux of particulate organic carbon in the ocean interior. Global Biogeochem. Cycles. 2002. No. 16(3). p.234-247.

93. Mackas, D. L. and Tsuda, A. Mesozooplankton in the eastern and western subarctic Pacifi c: community structure, seasonal life histories, and interannual variability. Progress in Oceanography 1999. No.43. p.335-363.

94. Maita, Y. and T. Odate. Seasonal changes in size fractionated primary production and nutrient concentrations in the temperate neritic water of Funka Bay, Japan. J. Oceanogr. Soc. Japan. 1988. No.44. p.268-279.

95. Mantua N. The Pacific Decadal Oscillation the Encyclopedia of Global Environmental Change.

96. Mantua, N., Hare, S.R., Zhang, Y., Wallace, J. and Francis, R.C.A Pacific interdecadal oscillation with impacts on salmon production. Bulletin of the American Meteorological Society 1997. No.78. p.1069-1079.

97. Manzer J.J., Ishida Т., Peterson A.E., Hanavan M.G. Salmon of the North Pacific Ocean. P.V. Offshore distribution of salmon 11 Bull. INPFC. 1965. No 15.452 p.

98. Marine Ecosystems of the North Pacific// Special publication, North Pacific Marine Science Organization (PICES) 2004. 229 c.

99. McGowan J. A., Cay an Daniel R., Dorman LeRoy M. Climate-Ocean Variability and Ecosystem Response in the Northeast Pacific. // Science, 1998

100. Miller, A. J., Cay an, D.R. and White, W.B. A westwardintensified decadal change in the North Pacifi с thermocline and gyre-scale circulation. Journal of Climate 1998. No.ll. p.3112-3127.

101. Miller, A,J., D.R. Cayan, T.P. Barnett, N.E. Graham andJ.M. Oberhuber. The 1976-77 climate shift of the Pacific Ocean. Oceanography 1994. No.7. p.21-26.

102. Miller, С. B. Pelagic production processes in the Subarctic Pacific. Prog. Oceanogr. 1993. No.32. p.1-15.

103. Miller J.R. Simulation of seasonal sea surface temperature variations in the North Pacific //J. Phys. Oceanogr. 1980. V. 10. N 5. P. 800-803.

104. Minobe, S. A 50-70 year climatic oscillation over the North Pacific and North America. Geophysical Research Letters. 1997. Vol 24. p. 683-686.

105. Minobe S., Maeda A. A 1° monthly gridded sea-surface temperature dataset compiled from ICOADS froml850 to 2002 and Northern Hemisphere frontal variability // Int. J. Climatol. 2005. № 25. p: 881-894. (www.interscience.wiley.com)

106. Minobe, S. Resonance in bidecadal and pentadecadal climate oscillations over the North Pacific: Role in climatic regime shifts. Geophys. Res. Lett.26: 855858.

107. Mueter F.J., Ware D.M., Peterman R.M. Spatial correlation patterns in coastal environmental variables and survival rates of salmon in the north-east Pacific Ocean // Fish. Oceanogr. 2002. No. 11(4). p. 205-218.

108. Nagasava K. Long-term changes in the climate and ocean environment in the Okhotsk sea and western North Pacific and abundance and body weight of East Sakhalin pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) // N. Рас. Anadr. Fish Comm. 2000. Bull. No.2: 203-211.

109. Nagasawa K. Winter zooplankton biomass in the Subarctic North Pacific, with a discussion on the overwintering survival strategy of Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) // NPAFC. 2000. Bui. N2. P. 21-32.

110. Nigam, S., M. Barlow, and E. H. Berber. Analysis Links Pacific Decadal Variability to Drought and Streamflow in United States. EOS. 1999.Vol. 80. No. 61. p.326-342.

111. Noakes, D.J., R.J. Beamish, L. Klyashtorin and G.A. MacFarlane. On the coherence of salmon abundance trends and environmental factors. N. Рас. Anadr. Fish Comm. 1998. Bull. No. 1. p. 454-463.

112. Nomura Т., Urawa S., Ueno Y. Variations in muscle lipid content of high-seas chum and pink salmon in winter // NPAFC. 2000. Bui. N2. P. 347-352

113. Norris, J.R. Interannual and interdecadal variability in the storm track cloudiness and SST over the summertime North Pacific. Journal of Climate. 2000. No.13. p. 422-430.

114. Odate, T. Abundance and size composition of the summer phytoplankton communities in the western North Pacific Ocean, the Bering Sea, and the Gulf of Alaska. Journal of Oceanography. 1996. No.52. p. 335-351.

115. Odate, K. Zooplankton biomass and its long-term variation in the western North Pacifi с Ocean, Tohoku sea area, Japan. Bulletin of Tohoku National Fisheries Research Institute. 1994. No.56. p.l 15-173.

116. Ogura M. Migratory behavior of Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the open sea // Bull. Nat. Res. Inst. Far Seas Fish. 1994. N 31. p. 1-141.

117. Overland, J. E., J. M. Adams and N. A. Bond. Decadal variability of the Aleutian Low and its relation to high-latitude circulation. J. Climate. 1999. No.12. p.1542—1548.

118. Overland J.E., Bond N.A., Adams J.M. North Pacifc Atmospheric and SST Anomalies in 1997: Links to ENSO? // Fish. Oceanogr. 2001. No. 10(1). p.69-80.

119. Overland, J.E., S. Salo, and J.M. Adams. Salinity signature of the Pacific Decadal Oscillation. Geophys. Res. Lett. 1999. No.26(9). p. 1337-1340.

120. Pace, M. L. G., A. Knauer, D. M. Karl and J. H. Martin. Primary production and vertical flux in the eastern Pacific Ocean. Nature. 1987. No.325. p. 803804.

121. Parsons, Т. R. and С. M. Lalli. Comparative oceanic ecology of plankton communities of the subarctic Atlantic and Pacific Ocean. Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. 1988. No. 26. p.317-359.

122. Pearcy W.G. Ocean ecology of north pacific salmonids // Washington Press, Seattle. 1992.177 р.

123. Saito, H., A. Tsuda and H. Kasai. Nutrient and plankton dynamics in the Oyashio region of the western subarctic Pacific Ocean. Deep-Sea Res. 2002. No.2(49). p.5487—5512.

124. Sakurai T. The state of the western North Pacific in the first half of 2003 // "Monthly Ocean Report" Climate and Marine Department Japan Meteorological Agency. 2004.p.2-4.

125. Sasaoka K., Saitoh S. and Saino T. Seasonal and Interannual Variability of Chlorophyll a and Primary Productivity in the Subarctic North Pacific during 1997-2000 using Multi-Sensor Remote Sensing, sasaoka@eorc.nasda.go.jp

126. Sasaoka K. Temporal and spatial variability of marine ecosystems in North Pacific using satellite remote sensing // Frontier Newsletter. No.29. Report on the FRCGC/IORGC Joint Annual Symposium for FY. 2005. p. 2-3

127. Schwing, F. В., Т. Murphree and P. M. Green. The Northern Oscillation Index (NOI): a new climate index for the northeast Pacific. Prog. Oceanogr. 2002. No.53.p.l 15-140.

128. Shinada, A., Т. Ikeda, S. Ban and A. Tsuda Seasonal dynamics of planktonic food chain in the Oyashio region, western subarctic Pacific. J. Plankton Res. 2001. No.23. p.1237-1248.

129. Shiomoto, A., Nanba, M., Nagasawa, K. and Ueno, Y. East-west distributions of chlorophyll a, primary productivity and their size compositions in the early winter subarctic North Pacific. La mer. 1999. No.37. p.69-79.

130. Shiomoto, A., Y Ishida, M. Tamaki and Y Yamanaka. Primary production and chlorophyll-a in the northwestern Pacific Ocean in summer. J. Geophys. Res. 1998. No. 103. p. 24651-24661.

131. Strom, ,S.L., Brainard, M.A., Holmes, J.L. and Olson, M.B. Phytoplankton blooms are strongly impacted by microzooplankton grazing in coastal North Pacific waters. Marine Biology 2001. No. 138. p.355-368.

132. Sugimoto, S. The state of the western North Pacific in the second half of 1999 // "Monthly Ocean Report" of Japan Meteorological Agency. 2000. p4-6

133. Sugimoto, T. and Tadokoro, K. Interannual-interdecadal variations in zooplankton biomass, chlorophyll concentration and physical environment in the subarctic Pacific and Bering Sea. Fisheries Oceanography. 1997. No.6. p.74-93.

134. Sugimoto, T. and Tadokoro, K. Interdecadal variations of plankton biomass and physical environment in the North Pacific. Fisheries Oceanography. 1998. No.7. p.289-299.

135. Sugimoto Т., Terazaki M., Kim S., and Zhang С. I. Long-term variations in the Northwestern Pacific Ecosystems//Fish. Oceanogr. 2002.11:6. p.315-317.

136. Thompson, D.W.J, and Wallace, J.M. The Arctic Oscillation signature in wintertime geopotential height and temperature fields. Geophysical Research Letters. 1998. No.25. p. 1297-1300.

137. Thompson, R.E. and Gower, J.F.R. A basin-scale instability even in the Gulf of Alaska // Journal of Geophysical Research. 1998. No. 103. p. 3033 3040.

138. Trenberth, K.E. andHurrell, J.W. Decadal atmosphericocean variations in the North Pacific. Climate Dynamics 1994. No.9. p.303-319.

139. Wallace, J.M. and Gutzler, D.S. Teleconnections in the geopotential height field during northern hemisphere winter. Monthly Weather Review 1981. No.109. p.784-812.

140. Welch D.W. Anatomical Specification in the gut of Pacific Salmon(Oncorhynchus). Evidence for Oceanic Limits to Salmon Production // Canadian Journal of Zoology. 1997.V. 6. p.24-35.

141. Welschmeyer, N. A., S. Storm, R. Goericke, G. Ditullio, M. Belvin and W. Peterson Primary production in the subarctic Pacific Ocean: Project SUPER. Prog. Oceanogr. 1993: No.32. p.101-135.

142. Yasunaka, S. and Hanawa, K. Regime shifts found in the Northern Hemisphere SST field. Journal of the Meteorological Society of Japan 2002. No.80. p.l 19135.

143. Zhang, R.H. and Levitus, S. Structure and cycle of decadal variability of upper-ocean temperature in the North Pacific. Journal of Climate 1997. No. 10. p. 710-727.

144. Zveryaev I.I., Selemenov K.M. Decadal scale changes in the annual cycle of the North Pacific Sea Surface Temperature// International Journal of Climatology. 2000.No.20. p.1639-1651.