Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря

Карсаков, Алексей Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Карсаков Алексей Леонидович

) ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМА ВОД БАРЕНЦЕВА МОРЯ (ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НА ВЕКОВОМ РАЗРЕЗЕ «КОЛЬСКИЙ МЕРИДИАН»)

Специальность 25 00.28 - «Океанология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 2007

003 160518

003160518

Работа выполнена в Полярно*/ рыбного хозяйства и океаногра

научно-исследовательском институте морского фии им. Н М. Книповича (ФГУП «ПИНРО»).

Научный руководитель:

Научный консультант

Официальные оппоненты

Ведущая организация

кандидат географических наук И<онов Виктор Владимирович

кандидат географических наук Педченко Андрей Петрович

доктор географических наук Денисов Владимир Васильевич

кандидат географических наук Иванов Борис Вячеславович

Российский государственный гидрометеорологический университет (РГТМУ)

Защита состоится 08 ноября 2007 г. в 15 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.232 21 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу 199178, Санкт-Петербург, 10 линия ВО, д 33. ауд. 74

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан <ФЛ » с.

* 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Г.И Мосолова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Основным источником современных знаний об особенностях сезонных и многолетних изменений океанографического режима Баренцева моря являются данные наблюдений in situ, выполняемых на стандартных разрезах Уникальным по длительности является ряд океанографических наблюдений на разрезе «Кольский меридиан», который расположен в центральной части моря вдоль 33°30' в д Впервые океанографические работы были проведены на нем в 1900 гик настоящему времени разрез выполнен более 1100 раз.

Наблюдения на разрезе «Кольский меридиан» лежат в основе большого количества исследований крупномасштабных изменений

гидрометеорологических процессов и их биолого-промысловых последствий, не только в Баренцевом море, но и на акватории Северо-Европейского бассейна и Северной Атлантики В настоящее время этот разрез является единственным в Северной Атлантике, на котором проводятся ежемесячные океанографические наблюдения В связи с возрастанием неустойчивости климатических систем Северного полушария еще больше увеличивается его значимость для выявления долговременных изменений морского климата Баренцева моря и оценки их влияния на экосистему моря

Работа выполнена на основе фондовых материалов ПИНРО.

Цель и задачи работы. Цель настоящей работы - систематизировать и обобщить океанографические данные на стандартном разрезе «Кольский меридиан» за период наблюдений с 1900 по 2005 г и выявить закономерности и особенности пространственно-временных изменений термохалинных показателей вод на разрезе

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решались следующие задачи1

-оценить объем всей имеющейся в архиве ПИНРО океанографической информации по району Баренцева моря в XX веке и создать базу метаданных;

- обобщить и систематизировать все имеющиеся к настоящему времени в ПИНРО океанографические материалы по разрезу «Кольский меридиан» и создать информационный массив данных по разрезу,

-на основе данных 1900-2005 гг. изучить пространственно-временные изменения термохалинного состояния вод на разрезе «Кольский меридиан»,

- изучить внутреннюю структуру колебаний температуры воды на разрезе «Кольский меридиан»,

-разработать методику долгосрочного прогноза температуры воды на разрезе «Кольской меридиане» как индикатора теплового состояния вод южной части Баренцева моря

Научная новизна. Определен общий объем отечественных океанографических наблюдений на акватории моря, выполненных в течение

XX века, и создана база метаданных Впервые обобщены и систематизированы все океанографические материалы по разрезу «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг и создан информационный массив данных по разрезу При этом в информационный массив включены ранее неиспользованные материалы, в результате чего количество случаев выполнения разреза увеличилось почти на 10%

На основе систематизированных данных по «Кольскому меридиану» рассчитаны климатические нормы, максимальные и минимальные значения, среднеквадратические отклонения, амплитуды (размах) сезонных и межгодовых колебаний температуры и солености воды по всей площади разреза за период 1900-2005 гг. Проведен анализ многолетней пространственно-временной изменчивости температуры и солености вод на разрезе, выполнена классификация лет по термохалинным условиям за период с 1900 по 2005 г.

Разработана методика долгосрочного прогноза температуры воды на разрезе «Кольский меридиан», которая имеет хорошую методическую оправдываемость.

Практическая ценность.

Метаописание океанографических исследований Баренцева моря способствует более эффективному использованию имеющихся массивов при решении различных задач, включая создание электронных океанографических атласов, получение информации по любому объему собранных данных, количеству измеренных параметров и районам исследований в отдельных рейсах для различных целей, в том числе и для оценки вклада Российской Федерации в изучение океанографического режима этого региона Мирового океана.

Выявленные особенности пространственно-временной изменчивости термохалинного режима вод на разрезе «Кольский меридиан» используются специалистами ПИНРО для решения различных задач в области промысловой океанографии, в том числе, для выявления долговременных изменений морского климата Баренцева моря и их влияние на экосистему моря

Методика долгосрочного прогнозирования теплового состояния вод южной части Баренцева моря, представленная в работе, успешно применяется в практике как составная часть рыбопромысловых прогнозов ПИНРО

Личный вклад автора.

Автор лично принимал участие в планировании океанологических работ и сборе данных в научно-исследовательских экспедициях ПИНРО в Баренцево море в 1992-2005 гг, в которых неоднократно проводил наблюдения на вековом разрезе «Кольский меридиан».

При непосредственном участии автора в ПИНРО создана база метаданных океанографических наблюдений в Баренцевом море в XX веке,

систематизированы и обобщены данные на вековом разрезе «Кольский меридиан» за всю историю наблюдений 1900-2005 гг

В работах, выполненных в соавторстве, вклад автора заключался в обобщении, анализе полученных океанографических данных и разработке методик прогнозирования

Положения, выносимые на защиту;

- метаописание отечественных океанографических исследований в Баренцевом море и сопредельных с ним водах в XX столетии;

- информационный массив данных и обобщенный каталог океанологических материалов по разрезу «Кольский меридиан» за период 19002005 гг;

- результаты анализа пространственно-временных изменений термохалинного состояния вод на разрезе «Кольский меридиан» за 105-летний ряд наблюдений,

-комплексный метод прогноза теплового состояния вод на разрезе «Кольский меридиан»

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференции молодых ученых посвященной 80-летию ПИНРО (Мурманск, 2001 г.), на VII и IX Всероссийской конференции по проблемам рыбопромыслового прогнозирования (Мурманск, 2001 и 2004 гг ), на отчетной сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам научно-исследовательских работ (Мурманск, 2003 г.), на Международной конференцйи «Поведение рыб» (Борок, 2005 г.), на 11 российско-норвежском Симпозиуме «Динамика экосистемы и оптимальная долгосрочная эксплуатация гидробионтов Баренцева моря» (Мурманск, 2005), на Международной научной конференции «Проблемы биологической океанографии XXI века» (Севастополь, 2006), на Международной научной конференции «Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2006), на 12 Норвежско-Российском симпозиуме «Долговременные перспективы Российско-Норвежского научного сотрудничества с целью устойчивого управления морскими живыми ресурсами в Баренцевом море» (Тромсе, Норвегия 2007 г )

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений Объем работы составляет 197 страниц, включая 12 таблиц, 68 рисунков и 3 приложения Список литературы содержит 125 источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель диссертационной работы, задачи исследований и положения, выносимые на защиту

В первой главе приведено физико-географическое описание района исследований- местоположение, морфометрические характеристики, особенности рельефа дна, даны общие черты циркуляции вод, полей температуры, солености, охарактеризованы деятельность атмосферы над акваторией Баренцева моря, а также особенности ледовых условий этого района.

В историческом обзоре представлены основные этапы развития океанографических исследований в Баренцевом море в XX веке, начало целенаправленного изучения которого положила Мурманская научно-промысловая экспедиция 1898-1906 гг на э/с "Андрей Первозванный", организатором которой был Н.М Книпович. Российские мореведческие организации на протяжении XX столетия проводили большой комплекс океанологических исследований на акватории моря Полярный институт внес наибольший вклад в организацию и выполнение регулярных океанографических наблюдений, систематизацию и анализ данных с целью установления закономерностей сезонных и многолетних изменений океанографических условий в Баренцевом море и их использовании в решении теоретических и практических задач в области океанологии

Вторая глава посвящена материалам и методам, используемым в работе Информационной основой для написании данной работы послужили справочные материалы океанографических наблюдений в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг (Океанографические наблюдения в Баренцевом море. , 2005абв), которые представляют собой метаописание всех рейсов, выполненных специалистами различных отечественных организаций на акватории Баренцева моря, первичные материалы которых имеются в архиве ПИНРО. Они отражают межгодовую обеспеченность океанографическими наблюдениями акватории Баренцева моря и сопредельных вод в XX веке За 100-летний период с 1900 по 2000 г. на рассматриваемой акватории было проведено 2123 рейса, в которых выполнено около 190 тыс океанографических станций

Океанографические исследования на стандартных разрезах в Баренцевом море имеют уже довольно большую историю, а ряд наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» является наиболее продолжительным в исследуемом регионе, поскольку он имеет не только более чем 100-летнюю историю наблюдений, но и высокое временное разрешение

В работе был рассмотрен участок разреза с 69°30' до 74°00' сдц., что соответствует первым десяти станциям. Эти станции расположены в области

распространения вод Прибрежной (станции 1-3) и Основной (станция 3-7) ветвей Мурманского и Центральной ветви Нордкапского (станции 8-10) течений и являются наиболее часто выполняемыми (рис. 1). Для анализа результатов исследований впервые использована норма за весь период наблюдений 1900-2005 гг. Относительно этого интервала рассчитывались и другие статистические характеристики температуры и солености вод.

Рис. 1 Положение разреза «Кольский меридиан» (станции №1-10) и схема преобладающих поверхностных течений в Баренцевом море

Анализ, выполненный автором показал, что сведения о выполнении наблюдений на разрезе в различных источниках имеют довольно большие различия, поэтому автором была проведена систематизация всех доступных н настоящее время океанографических данных по «Кольскому меридиану», имеющихся в архивах Г1ИНРО.

За период 1900-2005 гг, общее число лет, когда на разрезе «Кольский меридиан» проводились глубоководные наблюдения (с учетом пропусков 19071920, 1942-1944 гг.)> составляет 89, при этом количество серий наблюдений за температурой - 1104, а за соленостью 976 (рис. 2). При этом, серией наблюдений считалось последовательное выполнение не менее трех станций разреза, не считая дополнительных.

При изучении частотной структуры многолетних изменений температуры воды на разрезе применялся ряд методов анализа временных рядов; периодограмманализ, спектральный анализ и метод некратных частот. Основные статистические показатели точности прогностических уравнений, а также оценки оправдывасмости, разработанных методов прогноза температуры

воды на разрезе «Кольский меридиан» проводились согласно «Инструкции по оценке качества методов и оправдываемое™ морских гидрологических прогнозов« (1965).

Рис, 2, Количество серий наблюдений за температурой воды на разрезе «Кольский меридиан» в 1900-2005 гг.

В третьей главе рассмотрены особенности изменений океанографического режима вод Баренцева моря на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг.

В первой части третьей главы проведен обзор океанографических исследований на разрезе и их роль в изучении режима Баренцева моря. Но мере накопления материалов наб л ¡олений на «Кольском меридиане», многие специалисты (П.А, Геворкянц, A.A. Зверев, Г.Н. Зайцев, К.А. Седых, Н.К. Ханайчсико, Р.1 1. Сарынина, Б.ГГ. Кудло, ТО.А. Бочков, В,В. Терещенко, Л.И. Боровая) занимались расчетом, приведением и формированием рядов средневзвешенных термохалинных характеристик воды на разрезе. Эти данные использовались многими исследователями для объективной оценки и прогнозирования урожайности отдельных поколений, динамики численности промыслового запаса основных промысловых рыб не только в Баренцевом море, но и во всем Северном рыбопромысловом бассейне (Северо-Западная Атлантика, Норвежское и Гренландское моря), К сожалению, начиная с 1999 г. стандартные разрезы Баренцева моря, кроме «Кольского меридиана» выполняются крайне нерегулярно, поэтому этот разрез является сейчас единственным объективным показателем межгодового уровня терм охал и иного состояния вод рассматриваемой акватории.

Во второй части третьей главы автором были впервые систематизированы все имеющиеся материалы по температуре и солености на «Кольском меридиане» за 105-летний период его выполнения. Все данные были взяты из электронной базы данных и первичных материалов морских наблюдений (гидрологических журналов), имеющихся в архивах ПИНРО. Следует отметить, что количество случаев выполнения разреза, статистика по

53535353535323482323234848232323

которому велась с 60-70-х годов прошлого столетня (Терещенко, Боровая, 1985; Терещенко, 1997, 1999), в результате проведения этих работ увеличилось почти на 10%.

Па основе полученных данных были рассчитаны сред немноголетни с значения по температуре и солености воды по каждой станции и каждому горизонту разреза «Кольский меридиан». Учитывая то, что в отдельные годы разрез выполнялся не регулярно, особенно в первой половине 20 века, количество лет участвующих в расчете среднемесячных значений также различно (рис. 3).

Рис. 3. Количество лет, принятых для расчета месячных норм по температуре (а) и солености (б) вод на разрезе «Кольский меридиан»

Как видно из рисунка, наиболее продолжительный период для расчета сред немноголетней температуры и солености мы имеем в мае, а наименьший -в январе. Средний период для расчета ср ед н е м ного летней температуры воды составляет 63 года, а для солености - 60 лет.

На основе полученных среднемноголетних характеристик в работе был проведен анализ сезонного и межгодового хода температуры и солености воды на каждой станции разреза по стандартным горизонтам.

Сезонный размах колебаний температуры воды значительно более выражен, чем у солености. Тем не менее, максимальный сезонный размах у обеих характеристик, наблюдается в верхнем 50-метровом слое. Причем, наибольшие его значения прослеживаются на прибрежных станциях разреза. Глубже 50 м размах их сезонных колебаний уменьшается, причем у солености не только с глубиной, но и по направлению с юга на север.

Сезонный минимум температуры воды на первых двух станциях и в верхнем 150-метровом слое практически во всей толще разреза наступает в апреле В глубинных слоях время наступления сезонного минимума несколько запаздывает Чаще всего значительное запаздывание внутригодового минимума температуры воды вблизи дна по сравнению с вышележащими слоями наблюдается на участках между стрежнями течений, где горизонтальный и вертикальный перенос водных масс ослаблен Время наступления сезонного максимума температуры воды в отличие от сезонного минимума имеет ярко выраженное запаздывание с глубиной. Время наступления максимума температуры по глубине определяется интенсивностью формирования квазиоднородного слоя по температуре воды и его вертикальной протяженностью В верхнем 20-метровом слое он наступает в августе и далее с глубиной происходит его постепенное запаздывание В результате в придонном слое время наступления сезонного многолетнего максимума температуры воды колеблется от октября на станциях 2 и 5 до января на станциях 3,4,7 и 10

Сезонный ход солености воды на разрезе «Кольский меридиан» в отличие от температуры носит менее правильный характер В верхнем 50-метровом слое изменения солености характеризуется одним минимумом - август-сентябрь и одним максимумом - январь-апрель. Исключение составляют северные станции разреза, где до глубин 50 м сезонный максимум наблюдается в декабре Соленость в верхних слоях воды почти исключительно зависит от местных факторов, поэтому летний минимум солености обусловлен в большей степени усилением речного стока и увеличением количества осадков, а зимний максимум вызван в основном ослаблением берегового стока с одной стороны и увеличением поступления атлантических вод с другой (Седых, 1958) В глубинных и придонных слоях определить время наступления сезонных минимумов и максимумов не представляется возможным, так как по многолетним данным величина солености здесь в течение года практически не изменяется (размах колебаний менее 0,05).

Размах межгодовых колебаний температуры воды значительно ниже сезонных в водах Прибрежной ветви Мурманского течения и в поверхностном слое по всей протяженности разреза В тоже время в промежуточных и придонных слоях роль межгодовых изменений температуры воды в формировании термического режима значительно превышает сезонные. Размах межгодовых колебаний солености вод в отличие от температуры превышает сезонные по всей площади разреза.

В работе рассмотрена связь между термохалинными характеристиками вод на разрезе «Кольский меридиан» и показателем среднегодовой общей ледовитости Баренцева моря за период 1951-2005 гг. (рис. 4аб). В результате установлено, что увеличение адвекции вод атлантического происхождения теплыми течениями в южную часть Баренцева моря оказывает влияние на ледовые условия При этом характер связи обратный, те при повышении

температуры и солености (на северных станциях разреза) происходит понижение общей ледовитости моря. С другой стороны, наличие льда на северных участках разреза влияет на солезапас поверхностных вод в районе 810 станций, т.е. в годы с повышенной деловитостью соленость поверхностных вод понижается и наоборот (см. рис, 46),

В работе вновь проанализирована связь между температурой и соленостью вод на разрезе за весь период наблюдений 1900-2005 г. (рис. 4в) Для Прибрежной ветви Мурманского течения и верхнего 100-150-мстрового слоя Основной ветви Мурманского течения связь между изменениями температуры и солености слабая или имеет обратный знак. Значимые коэффициенты корреляции отмечаются лишь в глубинных слоях (150 м и глубже) в Основной ветви Мурманского течения и во всей толще в северной части разреза «Кольский меридиан» в водах Центральной ветви Нордкапского течения. Таким образом, в годы с повышенным теплосодержанием вод южной части Баренцева моря отмечается распреснение Прибрежной и Основной ветвей Мурманского течений и осолонение вод Центральной ветви Нордкапского течения.

1231667$$ (О

т шя т №8 ш ш т т ш т

Рис. 4. Распределение коэффициентов корреляции между изменениями среднегодовой температуры (а), солености (б) воды на разрезе «Кольский меридиан» с общей ледовитостью Баренцева моря в 1951 -2005 гг. и между среднегодовой температурой и соленостью воды (в) за период 1900-2005 гг.

Для наглядного представления об общем уровне теплового и халинного состояния вод южной части Баренцева моря на разрезе «Кольский меридиан» за весь период наблюдений 1900-2005 гг. в работе представлено распределение среднегодовых аномалий температуры и солености воды на каждой станции разреза Проведена классификация температурного и халинного состояния вод и выделены отдельные долговременные периоды потепления и похолодания, а также годы с повышенным и пониженным солезапасом, отмечаемых за последние 105 лет

Четвертая глава посвящена вопросам прогнозирования температуры воды на разрезе «Кольский меридиан»

В первой части главы представлен обзор основных методик прогнозирования температуры воды на разрезе различной заблаговременности, разработкой и совершенствованием которых в ПИНРО занимаются уже более 40 лет Многолетние исследования в этой области показали, что существуют значительные трудности в разработке универсальных схем прогноза Поэтому выбор различных вычислительных процедур при формировании способа прогнозирования температуры воды должен базироваться на оценках качества исходных данных, характеризующих его изменчивость и предикторов (если таковые используются), физической обоснованности их применения, продолжительности наблюдений

Для разработки методики прогнозирования во второй части главы проведен анализ внутренней структуры колебаний температуры воды на разрезе С помощью периодограмманализа, спектрального анализа и метода некратных частот за период 1900-2004 гт были определены основные элементы внутренней структуры колебаний исследуемого параметра При спектральном разложении задавался различный максимальный сдвиг автокорреляционной функции Наибольшего разрешения спектра удалось получить при сдвиге, соответствующем примерно трети длины реализации Все три метода дали примерно одинаковый частотной состав межгодовых колебаний температуры воды в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» (Рис 5)

Основными энергонесущими локальными максимумами, превышающими уровень «красного шума», являются следующие низкочастотная составляющая с периодичностью больше 50 лет, компоненты со средними периодами 14-17, 810, 5 лет и 2-3 года Присутствие долгопериодного тренда указывает на наличие нестационарности по математическому ожиданию

Для исследования нестационарности с помощью метода некратных частот (Schiekedanz, Bowen, 1977) была рассчитана частотная структура изменчивости среднегодовой температуры воды и температуры воздуха на станции Варде для нескольких периодов 1900-2004 гг (весь ряд наблюдений), 1900-1950 гг и 1951-2004 гг, характеризующих особенности первой и второй половины прошлого столетия и 1971-2004 гг, позволяющей установить основные закономерности ее колебаний в последнее тридцатилетие

Для второй половины 20 и начала 21 века (1951-2004 гг), а также для современного периода (1971-2004 гг), спектральный состав временных рядов температуры воды и воздуха наиболее близок и характеризуется доминированием циклических вариаций, имеющих продолжительность 14-16, 7-10, 4-5 и 2-3 года Причем для современного периода наиболее мощными из них являются циклы с периодом 14-16 и 7-10 лет Они описывают в сумме более 50% общей изменчивости ряда

Рис 5 Спектр (а) периодограмма (б), гармоникограмма (в) колебаний среднегодовой температуры воды слоя 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» по данным 1900-2004 гг (над пиками указан период в годах; на верхнем рисунке пунктир - спектр «красного шума», нижнем — пороговый уровень значимости коэффициента

детерминации)

В качестве дополнительной проверки их устойчивости во времени, были проведены расчеты спектрального состава, начиная с максимальной длины выборки в 105 членов (1900-2004 гг), с последующим сокращением ее продолжительности на каждом шаге расчетов на 1 год до длины ряда в 30 членов (1975-2004 гг) Анализ результатов показал, при составлении долгосрочного прогноза температуры воды, с нашей точки зрения, в первую очередь следует учитывать особенности ее изменения современного периода,

включая в расчеты последнюю имеющуюся информацию При этом использовать длину ряда менее 30 членов в данном случае не целесообразно, тк для корректного выделения выбранных для прогноза гармоник (14-16 и 710 лет) необходима выборка, длина которой как минимум в 2 раза превышает период самого большого цикла Трендовая составляющая с периодом около 65 лет, рассчитанная на максимальной длине ряда, включается в расчеты в качестве постоянной климатической компоненты.

В заключительной части главы представлен комплексный метод прогноза температуры воды на разрезе, который был разработан при участии автора в 2000 г. Настройка этого метода осуществлялась для 1 квартала года, который для Баренцева моря является наиболее важным и сложным для прогнозирования. Общая схема прогноза температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» представлена на рисунке 6

Рис 6 Блок-схема комплексного метода прогноза температуры воды на разрезе

«Кольский меридиан»

Первым методом прогнозирования температуры воды является автопрогноз, когда выполняется экстраполяция на прогностический интервал основных квазиритмических составляющих этого параметра. Следующим применяется физико-статистический метод, в котором в качестве предикторов используется набор различных гидрометеорологических параметров, характеризующих основные многолетние изменения морского климата Баренцева и Норвежского морей Далее проводится комплексирование результатов расчетов, полученных с помощью автопрогноза и физико-статистического метода, при этом используются весовые коэффициенты,

которые учитывают степень адаптивности моделей к особенностям колебаний температуры воды. После этого осуществляется контроль прогностического значения путем его сравнения с прогнозом, полученным с помощью аналогового метода. В нем используется принцип подбора года, межмесячная динамика температуры воды и показателей ее изменчивости в котором в выбранный период, предшествующий прогнозируемому, была бы максимально близка к таковой в этот же временной интервал в год прогноза При необходимости проводится корректировка расчетов, полученных в результате комплексирования прогнозов, составленных методами автопрогноза и физико-статистическим, и устанавливается окончательное прогностическое значение

Предложенный комплексный метод прогноза температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» имеет хорошую методическую оправдываемость (более 80 %) и успешно применяется в практике лаборатории промысловой океанографии как составная часть рыбопромысловых прогнозов ПИНРО

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

1 В результате обобщения и систематизации всех, имеющихся в ПИНРО океанографических материалов по разрезу «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг. впервые созданы наиболее полная база океанографических данных и каталог выполнения этого разреза Установлено, что количество случаев выполнения разреза, статистика по которому велась с 60-70-х годов прошлого столетия, в результате проведения этих работ увеличилось почти на 10 % Количество серий наблюдений за температурой составляет 1104, а за соленостью - 976 По мнению автора, это около 95 % случаев выполнения «Кольского меридиана» за прошедшие 105 лет, что составляет более 10,5 тысяч глубоководных океанографических станций

2 На основе сформированных массивов океанографических данных на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг было проведено их обобщение и обработка, в результате которой рассчитаны статистические характеристики температуры и солености вод на каждой станции по всей площади разреза- среднемноголетние значения, стандартные отклонения, минимальные и максимальные величины, размах межгодовых и сезонных колебаний

3 Анализ сезонной и межгодовой изменчивости термохалинных условий на разрезе показал, что размах межгодовых колебаний температуры воды значительно меньше сезонных в водах Прибрежной ветви Мурманского течения и в поверхностном слое по всей протяженности разреза В тоже время в промежуточных и придонных слоях роль межгодовых изменений температуры воды в формировании термического режима значительно превышает сезонные Размах межгодовых колебаний солености вод в отличие от температуры превышает сезонные по всей площади разреза.

4. Установлено, что увеличение адвекции вод атлантического происхождения теплыми течениями в южную часть Баренцева моря оказывает влияние на ледовые условия. При этом характер связи обратный, те при повышении температуры и солености (на северных станциях разреза) происходит понижение общей ледовитости моря С другой стороны, наличие льда на северных участках разреза влияет на солезапас поверхностных вод в районе 8-10 станций, те в годы с повышенной ледовитостью соленость поверхностных вод понижается и наоборот

5 Проведенные расчеты коэффициентов корреляции между температурой и соленостью вод на разрезе «Кольский меридиан» с использованием рассчитанных среднегодовых термохалинных характеристик 1900-2005 гг. в целом согласуются с исследованиями, проведенные ранее на более коротких рядах и позволяют утверждать, что в годы с повышенным теплосодержанием вод южной части Баренцева моря отмечается распреснение Прибрежной и Основной ветвей Мурманского течений и осолонение вод Центральной ветви Нордкапского течения

6 В результате проведенной классификации лет по уровню теплового и халинного состояния по всей площади разреза были выделены отдельные долговременные периоды потепления и похолодания, а также годы с повышенным и пониженным солезапасом, отмечаемых за последние 105 лет

7 Наиболее характерной особенностью внутренней структуры колебаний температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» по выборке длиной п = 105 членов является присутствие компонентов со средними периодами 14-17, 8-10, 5 лет и 2-3 года, а также низкочастотной циклической составляющей дольше 50 лет Для второй половины 20 и начала 21 века (1951-2004 гг), а также для современного периода (1971-2004 гг ), спектральный состав температуры воды на разрезе характеризуется доминированием циклических вариаций, имеющих продолжительность 14-16, 7-10, 4-5 и 2-3 года, причем для современного периода наиболее мощными из них являются циклы с периодом 14-16 и 7-10 лет.

8 Разработан комплексный метод прогноза температуры воды на разрезе «Кольский меридиан», в котором применяется комплексирование результатов расчета с использованием автопрогноза, физико-статистического и аналогового методов прогноза

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1 Бойцов В Д, Карсаков А.Л., Педченко А.П Морские гидрологические прогнозы на Северном бассейне состояние и перспективы/ЛГезисы докладов IX Всероссийской конференции по проблемам рыбопромыслового прогнозирования - Мурманск Изд. ПИНРО, 2004 - С 205-207.

2 Гузенко В.В., Карсаков А Л, Никифоров А.Г Комплексный подход к прогнозированию температуры воды на разрезе «Кольский меридиан»//Тезисы докладов VII Всероссийской конференции по проблемам рыбопромыслового прогнозирования - Мурманск. Изд-во ПИНРО, 2001. - С 31-32

3 Карсаков А Л, Гузенко В В, Никифоров А.Г. Комплекс методов прогнозирования температуры воды на разрезе "Кольский меридиан"//Материалы конференции молодых ученых. - Мурманск, ПИНРО, 2001 -С. 3-13

4 Карсаков А.Л. Учет изменчивости параметров внутренней структуры колебаний температуры воды на разрезе "Кольский меридиан" при ее прогнозировании// Тезисы докладов отчетной сессии ПИНРО и СевПИНРО по итогам научно-исследовательских работ в 2001-2002 гг - Мурманск Изд-во ПИНРО, 2003 - С 101-103.

5. Океанографические наблюдения в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг., (метаданные) Ч. 1., 1961-2000 гг., вып.

1, 1961-1977 гг./ Сост. Бойцов В.Д., Гузенко В.В., Карсаков А.Л. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005. - 657 с.

6. Океанографические наблюдения в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг., (метаданные) Ч. 1., 1961-2000 гг., вып.

2, 1978-2000 гг./ Сост. Бойцов В.Д., Гузенко В.В., Карсаков А.Л. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005. - 699 с.

7. Педченко А.П, Гузенко В.В, Карсаков А.Л Об использовании океанографических данных на стандартных разрезах Баренцева моря для определения перспективных участков промысла трески/ЛГезисы докладов IX всероссийской конференции по проблемам рыбопромыслового прогнозирования - Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2004. - С 270-272

8. Педченко А П, Карсаков А. Л., Гузенко В.В. Влияние океанографических условий на миграцию, распределение и промысел трески в Медвежинско-Шпицбергенском районе Баренцева моря//Материалы международной конференции «Поведение рыб» - Борок, М АКВАРОС, - 2005 -С. 437-442

9 Педченко А.П, Карсаков А Л., Гузенко В В Климатические изменения в Баренцевом море в конце XX - начале XXI веков и их биологические последствия//Проблемы биологической океанографии XXI века Тезисы докладов международной научной конференции - Севастополь1 ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006 - С 31.

10. Педченко А П, Карсаков А.Л., Гузенко В В Мониторинг морской среды в Баренцевом море, состояние и перспективы//Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем Материалы Международной научной конференции - Ростов-на-Дону, 2006. - С 171 -174

11. Пространственно-временные изменения абиотических факторов и их влияние на распределение основных видов промысловых рыб северного

бассейна в 2003-2004 гг /Педченко А.П., Боровков В А., Гузенко В В , Карсаков A.JI, Лободенко С.Е., Сентябов Е.В.//Вопросы промысловой океанологии -М-Изд-во ВНИРО, 2005 -Выпуск2,- С 101-125.

12 Boitsov V.D., Karsakov A.L. Long-term projection of water temperature to be used in the advance assessment of the Barents Sea productivity/ZEcosystem dynamics and optimal long-term harvest in the Barents Sea fisheries Proceeding of the 11th Russian-Norwegian Symposium, -2005 -P. 324-330.

13. Interannual variability in the physical environment, Zooplankton, capelm (Mallotus villosus) and North-East Arctic cod (Gadus morhua) in the Barents Sea /Ozhigin, V. К, Drobysheva, S S , Ushakov, N. G, Yaragina, N. A., Titov, О V., and Karsakov, A L//ICES Manne Science Symposia, 219.-2003 -P 283-293

Отпечатано в ООО «Полиграфист» г Мурманск, ул Шмидта, дом 43

Заказ 633 Тираж 100 экз Подписано в печать 26 09 2007 г Формат 60x84/16 Бумага офсетная

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Карсаков, Алексей Леонидович

Введение.

Глава 1. Географические особенности Баренцева моря и проблемы его изучения.

1.1. Физико-географическое описание.

1.2. Основные исторические этапы океанографических исследований

1.3. Современные климатические изменения в Баренцевом море и проблемы его изучения.

Глава 2. Материалы и методы исследований.

2.1. Состав океанографических наблюдений в Баренцевом море.

2.1.1. Метаданные океанографических наблюдений.

2.1.2. Океанографические наблюдения на разрезе «Кольский меридиан».

2.2. Методы анализа и прогноза океанографических характеристик.

Глава 3. Особенности изменения океанографического режима вод

Баренцева моря на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг.

3.1. Основные результаты океанографических исследований на разрезе и их роль в изучении режима Баренцева моря.

3.2. Межгодовые и сезонные изменения температуры и солености вод.

Глава 4. Прогнозирование температуры воды на разрезе «Кольский меридиан».

4.1. Обзор основных методик прогнозирования температуры воды на разрезе.

4.2. Внутренняя структура колебаний температуры воды на разрезе и ее учет при долгосрочном прогнозировании.

4.3. Комплексный метод прогноза теплового состояния вод.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря"

Основным источником сведений о протекающих в Мировом океане физико-химических процессах, являющихся информационной базой теоретических знаний и прикладных разработок в области использования его ресурсов служат океанографические исследования. Российские мореплаватели и ученые на протяжении XX столетия внесли значительный вклад во всемирный фонд знаний о природе океанов и морей нашей планеты. Во второй половине прошедшего века в СССР был создан самый многочисленный в мире научно-исследовательский флот, обеспечивавший выполнение обширного комплекса океанографических наблюдений в отвечественных проектах исследований практически всей акватории Мирового океана и принимавший активное участие в международных проектах 1960-1980 гг. Именно в эти годы, которые по праву считаются «золотым веком отечественной океанологии» были собраны уникальные океанологические материалы, которые в настоящее время являются основой знаний современной науки о море.

Баренцево море является уникальным бассейном Мирового океана, наиболее продуктивным промысловым районом на севере России, в котором обитает 207 видов рыб входящих в 69 семейств, при этом около 20 видов имеют промысловое значение (Долгов, 2004). Океанографические исследования здесь были начаты с 1898 г. Н.М. Книповичем, организатором и руководителем Мурманской научно-промысловой экспедиции (Книпович, 1906).

Изучением Баренцева моря занимались многие мореведческие организации, но на их фоне неоценимый вклад в изучение состояния морской среды и экосистемы этого бассейна внес Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО), который был создан в 1921 г. по инициативе Н.М. Книповича и является одним из старейших в России. В настоящее время ПИНРО остается основной отечественной организацией продолжающей проводить систематические масштабные исследования на акватории Баренцева моря в целях обеспечения рыбохозяйственной отрасли.

За многолетний период проведения мониторинга морской среды в Баренцевом море и сопредельных водах в ПИНРО накоплены большие массивы гидрометеорологических данных, которые используются при рассмотрении различных вопросов промысловой океанографии. Для выявления долговременной изменчивости биологической и промысловой продуктивности в Баренцевом море в зависимости от изменений условий среды в настоящее время наиболее важным является определение обеспеченности и репрезентативности рядов океанологических наблюдений. Наиболее полную информацию такого рода с минимальными затратами времени на ее получение можно иметь при наличии подробных справочных материалов о состоянии океанографических массивов, их структуре и некоторых статистических параметрах. Одной их форм такого рода реестра являются метаданные, которые представляют собой каталоги, справочники, базы метаданных и иные формы описания наборов цифровых и аналоговых массивов (Баранов, Берлянт, Кошкарев и др., 1998).

Выявление закономерностей многолетних колебаний океанологических характеристик в Баренцевом море и их использование в решении задач промысловой океанографии, а также в прогностических целях невозможно без наличия продолжительных рядов наблюдений. Основным источником современных знаний об особенностях сезонных и многолетних изменений океанографического режима изучаемого водоема являются данные наблюдений, выполняемых на стандартных разрезах. Одним из уникальных по длительности рядов океанологических наблюдений в Баренцевом море является ряд данных на разрезе «Кольский меридиан», расположенном в центральной части моря вдоль 33°30' в.д. Впервые океанографические работы здесь были проведены в 1900 г., и к настоящему времени разрез выполнен более 1100 раз (Педченко, Карсаков, Гузенко, 20066).

По мере накопления материалов на разрезе «Кольский меридиан» в разное время изучением океанографического режима вод здесь занимались многие специалисты: П.А. Геворкянц, А.А. Зверев, Г.Н.Зайцев, К.А. Седых, Н.К. Ханайченко, Р.Н. Сарынина, Ю.А. Бочков, В.Д. Бойцов, Л.И. Боровая, В.В. Терещенко и др. Результаты наблюдений на «Кольском меридиане» являются основой большинства исследований крупномасштабных изменений гидрометеорологических процессов, как в Баренцевом море, так и на акватории Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна, а также их биолого-промысловых последствий (Бочков, 2005). В настоящее время этот разрез является единственным в Северной Атлантике, на котором проводятся ежемесячные океанографические наблюдения. В свете возрастания степени неустойчивости современных изменений климатических систем Северного полушария еще больше увеличивается его значимость для выявления основных закономерностей изменчивости природных процессов.

Цель настоящей работы - систематизировать и обобщить океанографические данные на стандартном разрезе «Кольский меридиан» за весь период наблюдений с 1900 по 2005 г и выявить закономерности и особенности пространственно-временных изменений термохалинных показателей вод на разрезе.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решались следующие задачи:

- оценить объем всей имеющейся в архиве ПИНРО океанографической информации по району Баренцева моря в XX веке и создать базу метаданных;

-на основе данных 1900-2005 гг. изучить пространственно-временные изменения термохалинного состояния вод на разрезе «Кольский меридиан»;

- изучить внутреннюю структуру колебаний температуры воды на разрезе «Кольский меридиан»;

- разработать методику долгосрочного прогноза температуры воды на разрезе «Кольской меридиане» как индикатора теплового состояния вод южной части Баренцева моря.

На защиту выносятся следующие положения:

- информационный массив данных и обобщенный каталог океанологических материалов по разрезу «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг.;

- результаты анализа пространственно-временных изменений термохаллинного состояния вод на разрезе «Кольский меридиан» за 105-летний ряд наблюдений;

-комплексный метод прогноза теплового состояния вод на разрезе «Кольский меридиан».

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Карсаков, Алексей Леонидович

3.1 Основные результаты океанографических исследований на разрезе и их роль в изучении режима Баренцева моря

Океанографические исследования, начатые Н.М. Книповичем в конце XIX начале XX веков в Баренцевом море, положили начало систематическим наблюдениям за термохалинными характеристиками вод на разрезе «Кольский меридиан». В 1897 г. Н.М. Книпович опубликовал «Проект научно-промысловых исследований Мурманского берега», в котором указывал, что «тщательные систематические исследования температуры вод в разное время на разных глубинах, без сомнения выяснили бы причины более раннего или более позднего появления рыбы у берегов и различий в распределении ее в море». Н.М. Книпович понял и обосновал необходимость регулярных судовых наблюдений за изменчивостью характеристик гидросферы и, прежде всего, температуры морской воды (Елизаров, 2005). Осенью 1901 г. Н. М. Книпович составил ориентировочную карту течений на основе собранных данных о температуре и солености воды и выделил на разрезе «Кольский меридиан» несколько теплых струй, положение которых, по его мнению, определяется рельефом дна (История океанографических исследований., 2005). Впоследствии известный океанограф О. Петерсон признавал, что благодаря работам Н.М. Книповича, полярное Баренцево море оказалось лучше изученным, чем Северное море, расположенное вблизи развитых государств.

Н.Н.Зубов предложил использовать осредненные по слоям и участкам разрезов данные океанографических наблюдений в качестве интегральных характеристик состояния вод (Зубов, 1930). Этот метод нашел широкое применение и с некоторыми усовершенствованиями в настоящее время был использован для расчета месячных значений температуры и солености воды в слое 0-200 м.

Средневзвешенные данные на разрезе «Кольский меридиан», репрезентативно отражающие теплосодержание водных масс основных потоков Нордкапского и Мурманского течений, послужили основным материалом для большого числа научных работ в области региональной и общей океанологии, промысловой океанографии Баренцева моря (Зубов, 1947; Геворкянц, 1945; Дрогайцев, 1959а; Ижевский, 1961, 1964; Константинов 1964, 1973; Мухин 1967; Мухин, Сарынина 1974; Бочков, 1980; Педченко, Карсаков, Гузенко, 2004, 2005). Исследования, проведенные Г.К. Ижевским, Н.А. Масловым, К.Г. Константиновым, А.И. Мухиным и др. свидетельствуют, например, что температура воды на разрезе «Кольский меридиан» является важным фактором, определяющим пути сезонных миграций основных промысловых рыб Баренцева моря. В частности, преобладание положительных аномалий температуры воды в основном потоке Мурманского течения в весенне-летний период способствует миграции трески на восток в летний период через районы открытого моря (Северный склон Мурманского мелководья, Северо-Центральный район, Гусиная банка), а отрицательных аномалий - миграции в прибрежной зоне Мурмана.

Исследования крупномасштабных колебаний гидрометеорологических и биологических процессов указывают на их глобальный характер. Так, по мнению Г.К. Ижевского (1961, 1964) для изучения сезонных и многолетних колебаний запасов тепла, соли и т. д. в Баренцевом море вполне достаточно использовать регулярные наблюдения на одном разрезе «Кольский меридиан». Более того, по характеристикам этого разреза в такой же мере можно судить и о динамике вод в Норвежском море. Кроме того, он является опорным для анализа процессов, происходящих во многих других морях западной части Северного полушария (Ижевский, 1961, 1964). Поэтому данные температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» используются многими исследователями для объективной оценки и прогнозирования урожайности отдельных поколений, динамики численности промыслового запаса основных промысловых рыб не только в Баренцевом море, но и во всем Северном рыбопромысловом бассейне (Северо-Западная Атлантика, Норвежское, Гренландское и Баренцево моря) (К оценке условий воспроизводства., 1974; Ижевский 1961, 1964; Потайчук, Солянкин, 1970; Потайчук 1972; Солянкин 1971, Елизаров, 1985).

Установление закономерностей многолетних колебаний гидрометеорологических процессов и их использование в прогностических целях невозможны без наличия представительных многолетних рядов наблюдений. По мере накопления материалов наблюдений на «Кольском меридиане», многие специалисты (П.А. Геворкянц, А.А. Зверев, Г.Н. Зайцев, К.А. Седых, Н.К. Ханайченко, Р.Н. Сарынина, Б.П. Кудло, Ю.А. Бочков, В.В. Терещенко, Л.И. Боровая) занимались расчетом, приведением и формированием рядов средневзвешенных термохалинных характеристик воды на разрезе.

Ряд наблюдений на разрезе в первой половине XX века имеет два длительных периода, когда измерения не проводились: 1906-1920 и 19411944 гг., кроме того, в годы предвоенного периода разрез выполнялся не регулярно (см. табл. 2.1 приложения 2, табл. 3.1 приложения 3). Пропуски в рядах средневзвешенных температур воды были впервые восстановлены П.А. Геворкянц в конце 30-х годов (Геворкянц, 1945). Затем его данные были уточнены А.А. Зверевым в 1952 г. Им были сформированы помесячные ряды температуры воды в различных слоях за период 1921-1952 гг., но, к сожалению, в открытой печати эти данные небыли опубликованы. При восстановлении пропусков А.А. Зверев исходил из принципа наличия большой инерции в термическом режиме вод по Кольскому меридиану, т.е. из большого постоянства сохранения температурных аномалий. Для периода сравнительно постоянных наблюдений на разрезе 1921-1939 гг. им был определен сезонный ход и затем графическим методом, нанося на кривую хода средние послойные температуры, А.А Зверев восстанавливал пропущенные месячные значения. Несмотря на этот, относительно условный метод восстановления, полученные им помесячные ряды средневзвешенных температур за период 1921-1941 гг. до сих пор используются некоторыми учеными для выявления общего хода изучаемых процессов и для качественных сопоставлений.

В 60-х годах данные А.А. Зверева были проверены и уточнены Г.Н. Зайцевым (1967). Методика этой проверки заключалась в следующем. Используя данные береговых гидрометеорологических станций Норвегии, он сопоставлял их с данными по Кольскому разрезу послевоенного периода, когда наблюдения велись уже регулярно, чтобы с помощью полученной математической зависимости проверить довоенные материалы, вызывающие сомнения. В результате проведенных исследований им было установлено двухмесячное запаздывание в наступлении характерных моментов температурного режима на «Кольском меридиане» по сравнению с температурой воды на поверхности у норвежского побережья. Одновременно с этим Г.Н. Зайцев установил, что при подобных расчетах следует учитывать характер атмосферной циркуляции, т.к. при меридиональном переносе воздушных масс температура воды на «Кольском меридиане» возрастает относительно быстрее, чем на поверхности у норвежского побережья.

В 1982 г. Ю.А. Бочковым были вновь уточнены и пересчитаны пропуски в данных температуры воды на «Кольском меридиане» (Бочков, 1982). С использованием метода группового учета аргументов им были рассчитаны сезонные (квартальные) и среднегодовые значения температуры воды на разрезе за 1900-1920 и 1940-1944 гг. В качестве предикторов использовались данные сезонных и годовых значений температуры воздуха на ст. Полярный и Кола, общая ледовитость Баренцева моря в апрелеавгусте, число глубоких циклонов для районов Норвежского, Гренландского и Баренцева морей в зимний (декабрь-февраль) период, годовые значения температуры поверхностного слоя Норвежского моря на ряде прибрежных станций. Периодом для вычисления коэффициентов уравнения линейной регрессии был выбран 1946-1974 гг. Помимо этого, Ю.А. Бочков в своей работе впервые опубликовал не только восстановленные данные за 19001920 и 1940-1944 гг., но и весь непрерывный информационный массив за 1945-1981 гг. Следует отметить, что ранее (до 1980 г.) данные о средней температуре воды на разрезе «Кольский меридиан» публиковались в различных научных изданиях нерегулярно и лишь за отдельные периоды времени (Кондратович, Гвоздева, 1975; Мухин, 1975; Мухин, Сарынина, 1974; Sarynina, 1973-1984). На рисунке 18 показана среднегодовая температура воды Основной ветви Мурманского течения в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-1951 гг. восстановленная А.А. Зверевым, Г.Н. Зайцевым и Ю.А. Бочковым (Зайцев, 1967; Бочков, 1982,

Год

-1 -2 -3

Рис. 18. Среднегодовая температура воды Основной ветви Мурманского течения в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-1951 гг., восстановленная Ю.А. Бочковым (I), А.А. Зверевым (2) и Г.Н. Зайцевым (3)

В настоящее время для оценки спектральной структуры многолетней изменчивости теплосодержания водных масс Баренцева моря и ее взаимосвязи с крупномасштабными колебаниями атмосферных и океанических процессов в этом географическом регионе используются данные квартальной и среднегодовой температуры воды на «Кольском меридиане» за период 1900-1951 гг. восстановленные Ю.А. Бочковым (Бочков, 2005).

Наряду с температурой воды, начиная с 50-х годов XX века, большое внимание уделялось изучению солености. Наиболее подробно этими исследованиями с 1955 г. занималась К.А. Седых. Ею были вычислены и опубликованы среднемноголетние значения солености как для всего сечения разреза «Кольский меридиан», так и по отдельным участкам, соответствующим Основной и Прибрежной ветвям Мурманского течения для слоев 0-50, 50-200 и 0-200 м (Седых, 1958, 1960). Ряды при незначительных пропусках частично были восстановлены по кривой годового хода, построенной по наблюденным данным. Кроме того, К.А. Седых были вычислены среднемноголетние значения солености для каждого горизонта на каждой станции для построения графиков вертикального распределения ее аномалий на разрезе. В результате проведенных исследований было выяснено, что режим солености воды в Мурманском течении по разрезу «Кольский меридиан» определяется, главным образом, режимом прибрежной части Норвежского течения и стоком рек Норвегии. Влияние изменений в притоке атлантических вод заметно сказывается на солености только зимой, летом же это влияние маскируется стоком рек. Аномалии температуры воды и солености на разрезе находятся в противофазе (рис. 19), т.к. атмосферные процессы, способствующие повышению температуры воды и воздуха как за счет увеличения расходов воды и переноса теплых воздушных масс, так и за счет улучшения условий прогрева или ослабления охлаждения, в то же время способствуют уменьшению солености воды через увеличение осадков и речного стока. Время наступления и величина максимума и минимума солености на разрезе сильно варьируют. Максимум может быть связан с уменьшением стока рек, с увеличением притока вод атлантического происхождения, с трансгрессией холодных вод Центрального желоба или с образованием льда в восточной части моря. Минимум определяется временем и высотой паводка на реках, причем дождевые паводки в отдельных случаях могут иметь решающее значение (Седых, 1958, 1960). Большую важность результатов исследования солености на «Кольском меридиане» отмечал впоследствии Г.К. Ижевский (1961). Он отмечал, что такие изменения солености, кажущиеся на первый взгляд парадоксальными, возникают под влиянием берегового стока пресных вод, оказывающих существенное влияние на воды прибрежной зоны, в частности на их химический состав, в том числе на пополнение биогенными элементами (Ижевский, 1961)

Год

Рис. 19. Среднегодовые аномалии температуры воды в слое 0-200 м (3) и солености в слоях 0-50 (1) и 50-200 м (2) на станциях 3-7 разреза «Кольский меридиан» в 1929-1957 гг. (Седых, 1958)

Период 60-80-х годов прошлого столетия характеризовался увеличением количества исследований, как в Баренцевом море, так и по всей акватории Северной Атлантики. За эти годы был дополнен и накоплен огромный объем океанографических данных, в том числе и на стандартных разрезах Баренцева моря. Многолетние изменения температуры и солености воды Прибрежной ветви Мурманского течения были рассмотрены Б.П. Кудло (1970, 1971), но в публикациях им были представлены лишь однородные ряды солености за 1936-1940 и 1946-1968 гг. В 1985 г. В.В. Терещенко и Л.И. Боровой были обобщены данные по температуре воды за период 1951-1984 гг. и рассчитаны средние многолетние температуры воды на стандартных разрезах Баренцева моря (Терещенко, Двинина, Боровая, 1985). Позднее В.В. Терещенко были сформированы непрерывные массивы месячных и годовых значений температуры и солености воды Основной (№ 3, ст. 2-6), Северной (№ 29 с. 8-12), Центральной (№ 6, ст. 8-10) ветвей Нордкапского, Основной (№ 6, ст. 3-7; № 8, ст. 4-8; № 10, ст. 1-6) ветви Мурманского, Прибрежной (№ 6, ст. 1-3; № 8, ст. 1-4) ветви Мурманского, Новоземельского (№ 37, ст. 12-16) течений для различных слоев с 1951 по 1998 г. (рис. 20) (Терещенко, 1997, 1999). На разрезах были вычислены средневзвешенные значения температуры и солености воды в слоях 0-50, 0200, 50-200 и 150-200 м, по методу Н.Н. Зубова (1930). Вычисления проводились с учетом глубины станций с использованием интегрального метода, предложенного В.З. Салмовым и B.C. Злобиным (1977). Полученные средние значения интерполировались на середину каждого месяца. В случае пропусков наблюдений данные восстанавливались инерционными и физико-статистическими методами.

74°

73°

72°

7,о

70°

AJ l\ /Л 11 ■ тШ'

S .;

• io \

45°

50°

Рис. 20. Положение стандартных океанографических разрезов Баренцева моря, данные по которым были обобщены В.В. Терещенко и Л.И. Боровой (Терещенко, Двинина, Боровая, 1985; Терещенко, 1997, 1999)

Несмотря на то, что наблюдения на разрезе «Кольский меридиан» являются самыми продолжительными, в этих работах был предложен единый период осреднения для всех разрезов, вначале 30-летний 1951-1980 гг. (Бочков, 1980; Терещенко, Двинина, Боровая, 1985), позднее, норма была пересчитана за 40-летний период 1951-1990 гг. (Терещенко, 1997, 1999). Этот подход был предложен для оценки количественных результатов анализа океанографической ситуации в Баренцевом море. Эти материалы постоянно пополнялись и в настоящее время являются основой информационного банка расчетных океанографических характеристик на стандартных разрезах Баренцева моря. К сожалению, начиная с 1999 г. стандартные разрезы Баренцева моря, кроме «Кольского меридиана», выполняются крайне нерегулярно, поэтому разрез № 6 является сейчас единственным объективным показателем межгодового уровня термохалинного состояния вод Баренцева моря.

Сформированные непрерывные ряды температуры и солености вод на разрезе позволили провести анализ среднемноголетнего внутригодового хода этих параметров в различных слоях и на различных участках разреза (Терещенко, 1997, 2000). По многолетним данным сезонный минимум температуры воды во всех слоях на рассматриваемых участках разреза наступает в апреле (рис. 21). Максимальный прогрев верхнего 50-метрового слоя в Центральной ветви Нордкапского и Основной ветви Мурманского течений отмечается обычно в августе, в Прибрежной ветви Мурманского течения на месяц позже - в сентябре. В деятельном (0-200 м) и глубинном (50200 м) слоях максимумы средней температуры воды наблюдаются в сентябре и октябре соответственно. Исключение составляет Прибрежная ветвь Мурманского течения, где максимум сезонного повышения температуры воды приходится на октябрь-ноябрь (см. рис. 21). Как видно из рисунка 21, с увеличением глубины размах сезонных изменений температуры воды уменьшается (происходит затухание амплитуд), а момент наступления максимальных температур запаздывает по сравнению с поверхностным слоем. Наибольшие сезонные колебания температуры наблюдаются в Прибрежной ветви Мурманского течения (Терещенко, 1997, 1998, 2000). Мористее в водах Основной ветви Мурманского и Центральной ветви Нордкапского течений, размах сезонных колебаний уменьшается с юга на север, а также с увеличением глубины (см. рис. 21). В каждом конкретном году время начала процессов теплоотдачи, прогрева вод и соответственно, наступление экстремумов может сдвигаться относительно среднемноголетних сроков. Так, например, в отдельные годы (1960, 1963, 1967, 1982, 1989, 1990 и 1996 гг.) отмечалось наступление сезонного минимума на 1-2 месяца раньше обычного, а максимум сезонного хода наблюдался на 1-2 месяца позднее (1953, 1969, 1981, 1986, 1987, 1989, 2000 и 2005 гг.). Следует отметить, что дискретность океанографических наблюдений (1 раз в месяц) не всегда позволяет выделить мелкомасштабные сезонные процессы изменения термохалинных характеристик в переходные сезоны. Можно лишь отмечать более сглаженные крупные аномальные "сдвижки" сезонного хода, происходящие в отдельные годы (Терещенко, 1997,2000).

Месяц

Рис. 21. Среднемноголетний сезонный ход температуры в водах Центральной ветви Нордкапского течения (а),Основной (б) и Прибрежной (в) ветвей Мурманского течения в слоях 0-50 (1), 0-200 (2) и 50-200 м (3) на разрезе «Кольский меридиан» сезонные изменения (Терещенко, 2000). По среднемноголетним данным максимум солености здесь наблюдается в феврале-марте, а минимум - в сентябре (рис. 22). Размах колебаний солености в этом слое наиболее велик в прибрежных районах, где он составляет 0.23, уменьшаясь в более мористых районах до 0.10 (Терещенко, 1997). В тоже время в деятельном и глубинном слоях (0-200 и 50-200 м) в водах Основной ветви Мурманского и Центральной ветви Нордкапского течений колебания этого показателя не превышает 0.03 (см. рис. 22).

Более полную картину сезонного хода температуры воды представляет распределение границ гидрологических сезонов, которые были получены В.Д. Бойцовым с помощью расчета вертикального градиента (Бойцов, 1980; Бойцов 2006). На рисунке 23 представлены среднемноголетние границы гидрологических сезонов, а также в холодном 1987 г. и аномально теплом 2004 г. на 1, 5 и 10 станциях разреза «Кольский меридиан».

Месяц

Рис. 22. Среднемноголетний сезонный ход солености в водах Основной ветви Мурманского течения в слоях 0-50 (1), 0-200 (2) и 50-200 м (3) стан. Год Месяц II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1 1987 4,0 2,0 2,0 2,0 2,0

2004 3,5 1,0 Щ 4,0 1 И 1,0 2,5 норма 3,5 1,5 1 3,0 | 2,0 2,0

5 1987 4,5 1,0 ^ 3,0 j 1,5 2,0

2004 4,0 1,0 £ 4,0 1,0 2,0 норма 4,5 1,0 | 3,5 1,5 1,5

10 1987 4,5 2,5 j 1,5 2,0 1,5

2004 4,0 1,0 [ 3,5 1,0 2,5 норма 4.5 1,5 ; 2,0 1,5 ' 1зима | | весна [ИЦпето [ | осень

Рис. 23. Периоды развития и продолжительность (месяцы) гидрологических сезонов на 1, 5 и 10-й станциях разреза «Кольский меридиан» в 1987 и 2004 гг. и их норма (Бойцов, 2006)

Сравнительный анализ развития сезонных процессов в прибрежных водах, в стрежне Основной ветви Мурманского течения и вблизи зоны конвергенции холодных вод Центрального желоба и теплых вод Центральной ветви Нордкапского течения в аномально теплом 2004 г. и холодном 1987 г., выполненный В. Д. Бойцовым (2006), позволил выявить некоторые закономерности. Гидрологическая зима в годы с низким теплосодержанием по длительности может быть близка к среднемноголетним срокам, но менее продолжительна в периоды высокого теплозапаса водных масс. В теплые годы весенний сезон наступает раньше, чем в холодные, и он более короткий. При низком уровне теплосодержания водных масс гидрологическое лето наступает позже, а продолжительность его меньше климатических сроков и оно значительно короче, чем в теплые годы. Сроки начала и продолжительность осенних процессов в холодные годы в целом близки к норме, но их развитие более продолжительно, чем в теплые.

Локальные особенности океанографических условий влияют на сезонные изменения вертикальной термической структуры вод. В прибрежных водах при различном уровне их теплосодержания продолжительность гидрологической зимы меньше, а весна и осень наступают раньше, чем на удаленных от берега участках. Самое короткое лето наблюдается на акватории, близко расположенной к Полярному фронту, пространственное смещение которого может оказывать дополнительное влияние на вертикальную термическую структуру (Бойцов, 2006; Отечественное рыболовство на Северном бассейне., 2007).

Анализ данных по температуре и солености воды основных течений на разрезе «Кольский меридиан» за 1951-1995 гг. выявил значительные межгодовые колебания этих характеристик (Терещенко, 1997, 1999, 2000) (рис. 24, 25).

Для оценки уровня термохалинного состояния вод Баренцева моря В.В. Терещенко был предложен количественные показатели, в качестве которых использовались величины среднеквадратических отклонений температуры (от) и солености (cs) (Терещенко, Двинина, Боровая, 1985). Такой критерий в дальнейшем успешно применялся в исследованиях ПИНРО (Бочков, Двинина, Терещенко, 19876; Бочков, Терещенко, 1992; Терещенко, 1997, 1999; Tereshchenko 1992, 1996). Уровень теплового состояния вод оценивается по пяти градациям:

1 - аномально-холодный год -АТ°С>1,5ат;

2 - холодный год

3 - нормальный год

4 - теплый год

5 - аномально-теплый год

0,5ат< -AT °С < 1,5ат; ± AT °С < 0,5ат; 0,5ат<АТ °С<1,5стт; AT °С>1,5ат.

1.00 0.50 0.00 -0.50 0.50 | с 0.00 х

I "О »

5 О -1.00 1.00

0.50

0.00

-0.50

-1 00

Рис. 24. Межгодовые изменения аномалий температуры воды в Прибрежной ст. 1-3 (а), Основной ст. 3-7 (б) ветвях Мурманского течения и Центральной ветви Нордкапского течения ст. 8-Ю (в) в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» в 195]-2005 гг.

На основе классификации среднегодовой температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» была выполнена оценка теплового состояния Прибрежной (ст. 1-3), Основной (ст.3-7) ветвей Мурманского и Центральной ветви Нордкапского (ст. 8-10) течений для различных слоев 200-метровой водной толщи и выделены периоды похолодания, потепления и близкие к среднемноголетнему уровню (табл. 2). Анализ полученных результатов показал хорошее соответствие выделенных периодов потепления и похолодания вод в ветвях основных течений южной части Баренцева моря. а - | 1 II.1 1.,

II. III. 1 . ПЛ. 1 llll 1 Joi г р 1 И lljl ■ 1

II1

6 .III II. iiii.и. .и. I. llll. 1. llll. п III II III ill Ml

11 в

1. Il 1 .11 1 . llll. 1. IIII.I II .1 м 1141 и I»

1 1 1

О) О) ГО С) ГО ГО ГО ГО Ф О) го го го го го ГО го р р

Т— ^ т* Т- f- г» ^ т* г- г* т- т* г- V (N IN

Год

Результаты классификации термики вод по 5 градациям показали также хорошую согласованность оценок уровня теплового состояния вод для поверхностных и глубинных слоев (см. табл. 2). Некоторые различия, наблюдавшиеся в отдельные годы, возникают из-за разной степени интенсивности выхолаживания водных масс в осенне-зимний период и их сезонного прогрева в каждом конкретном году. В связи с этим В.В. Терещенко была проведена характеристика лет по степени охлаждения и прогрева вод, которая показала, что уровень теплового состояния вод текущего года определяется в большей степени процессами теплоотдачи в предшествующий осенне-зимний период, нежели интенсивностью прогрева (Терещенко, 1997).

030 0.20 0.10 ООО •0.10 -ого

-0 30 030 ого оло

ООО tlr.lL. mi

JlLj*

ТГ

И'У'фР I

-с to

-0 20

-0.30 030

0.20

010

0.00

6 iliiLjli.ii J lilt! Литр*-™

1 l| I1! i. 1 tuiOuwbM

-0.10 -0.20 --0.3о ч ipir Г л сбОзО) ф Ш от UJ О О) 0)0)И(лА)0)и)0)

Год

Рис. 25. Межгодовые изменения аномалий солености воды в Прибрежной ст. 1-3 (а), Основной ст. 3-7 (б) ветвях Мурманского течения и Центральной ветви Нордкапского течения ст. 8-10 (в) в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» в 1951-2005 гг.

На основе впервые сформированных однородных рядов солености вод основных течений на разрезе «Кольский меридиан» В.В. Терещенко была проведена классификация халинного состояния вод (Терещенко, 1997, 1999) (табл. 3). В приведенных таблицах классификации температуры и солености данные, начиная с 1999 г., дополнены автором. Халинное состояние вод характеризовалось по величине аномалий солености (AS) по трем градациям:

1 - пониженная соленость -AS >0,5cts;

2 - нормальная соленость ± AS < 0,5а s;

3 - повышенная соленость AS >0,5as

Проведенная классификация солености позволила выделить период с 1951 по 1975 г., когда халинное состояние вод ветвей Мурманского и Центральной ветви Нордкапского течений было близким к норме или превышало ее. В последующий период (1976-2003 гг.) она соответствовала среднемноголетней или была ниже (см табл. 3). Последние годы (2004-2005 гг.) характеризовались повышенной соленостью по всем ветвям теплых течений на разрезе «Кольский меридиан». Полученные В.В. Терещенко материалы по халинному режиму вод на разрезе в целом согласуются с ранее полученными результатами (Седых, 1960; Ижевский, 1961), которые указывают, что в годы с повышенным теплосодержанием вод южной части Баренцева моря отмечаются распреснение Прибрежной и Основной ветвей Мурманского течения и некоторое осолонение вод Центральной ветви Нордкапского течения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы проанализированы океанологические исследования и состояние океанографических материалов, собранных в Баренцевом море в XX веке, имеющихся в архиве ПИНРО, а также обобщены термохалинные данные на стандартном разрезе «Кольский меридиан» за весь период наблюдений с 1900 по 2005 г. Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Установлено, что за 100-летний период с 1900 по 2000 г. по имеющимся материалам в архиве ПИНРО на акватории Баренцева моря и сопредельных вод было проведено 2123 рейса, в которых выполнено около 190 тыс. океанографических станций. Около половины всех океанографических данных собрано в период с 1970 по 1990 г., когда проводились наиболее интенсивные исследования Северной Атлантики и Северо-Европейского бассейна. Проведенная в ПИНРО инвентаризация архива и анализ обеспеченности океанографическими материалами акватории Баренцева моря и сопредельных вод, а также созданная на их основе база метаданных способствует более эффективному использованию имеющихся массивов данных при исследований физических процессов, происходящих в Баренцевом море, а также при изучении функционирования его экосистемы.

2. В результате систематизации и обобщения всех имеющихся в ПИНРО океанографических материалов по разрезу «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг. впервые созданы наиболее полный информационный массив данных и каталог наблюдений на разрезе. Установлено, что количество случаев выполнения разреза, статистика по которому велась с 6070-х годов прошлого столетия, в результате проведения этих работ увеличилось почти на 10 %. За период 1900-2005 гг. общее число лет, когда на разрезе «Кольский меридиан» проводились глубоководные наблюдения (с учетом пропусков 1907-1920, 1942-1944 гг.), составляет 89, при этом количество серий наблюдений за температурой - 1104, а за соленостью 976. В настоящее время каталог выполнения этого разреза включает в себя около 95 % случаев наблюдений на «Кольском меридиане» за прошедшие 105 лет, что составляет более 10,5 тысяч глубоководных океанографических станций.

3. На основе сформированных массивов океанографических данных на разрезе «Кольский меридиан» за период 1900-2005 гг. было проведено их обобщение и математическая обработка, в результате которой рассчитаны статистические характеристики температуры и солености вод на каждой станции по всей площади разреза: среднемноголетние значения, стандартные отклонения, минимальные и максимальные величины, размах межгодовых и сезонных колебаний.

4. Проведен анализ сезонной изменчивости термохалинных характеристик вод на разрезе. Проанализированы сроки наступления сезонных максимумов и минимумов и их изменчивость с глубиной. Установлено, что максимальный размах сезонных колебаний, как температуры так и солености воды наблюдается в верхнем 50-метровом слое, причем, наибольшие его значения прослеживаются на прибрежных станциях разреза, что связано, прежде всего, с близостью материка, а также более интенсивной динамикой водных масс. Глубже 50 м сезонный размах колебаний термохалинных характеристик уменьшается, причем у солености не только с глубиной, но и по направлению с юга на север.

5. Анализ межгодовой изменчивости термохалинных условий на разрезе показал, что размах межгодовых колебаний температуры воды в водах Прибрежной ветви Мурманского течения и в поверхностном слое по всей протяженности разреза значительно ниже сезонных. В тоже время в промежуточных и придонных слоях роль межгодовых изменений температуры воды в формировании термического режима значительно превышает сезонные. Размах межгодовых колебаний солености вод в отличие от температуры превышает сезонные по всей площади разреза.

6. Установлено, что увеличение адвекции вод атлантического происхождения теплыми течениями в южную часть Баренцева моря оказывает влияние на ледовые условия. При этом характер связи обратный, т.е. при повышении температуры и солености (на северных станциях разреза) происходит понижение общей ледовитости моря. С другой стороны, наличие льда на северных участках разреза влияет на солезапас поверхностных вод в районе 8-10 станций, т.е. в годы с повышенной ледовитостью соленость поверхностных вод понижается и наоборот.

7. Проведенные расчеты коэффициентов корреляции между температурой и соленостью вод на разрезе «Кольский меридиан» с использованием рассчитанных среднегодовых термохалинных характеристик 1900-2005 гг. в целом согласуются с исследованиями, проведенные ранее на более коротких рядах и позволяют утверждать, что в годы с повышенным теплосодержанием вод южной части Баренцева моря отмечается распреснение Прибрежной и Основной ветвей Мурманского течений и осолонение вод Центральной ветви Нордкапского течения.

8. В результате проведенной классификации лет по уровню теплового и халинного состояния по всей площади разреза были выделены отдельные долговременные периоды потепления и похолодания, а также годы с повышенным и пониженным солезапасом, отмечаемых за последние 105 лет.

9. Наиболее характерной особенностью внутренней структуры колебаний температуры воды на разрезе «Кольский меридиан» по выборке длиной п = 105 членов является присутствие компонентов со средними периодами 16-17, 12-13, 8-10, 5 лет и 2-3 года, а также низкочастотной составляющей с периодичностью больше 50 лет. Для второй половины XX и начала XXI века (1951-2004 гг.), а также для современного периода (19712004 гг.), спектральный состав температуры воды на разрезе характеризуется доминированием циклических вариаций, имеющих продолжительность 14

16, 7-10, 4-5 и 2-3 года. Причем для современного периода наиболее мощными из них являются циклы с периодом 14-16 и 7-10 лет.

10. При долгосрочном прогнозировании наиболее целесообразно использовать циклы с периодами 14-16 и 7-10 лет. При этом длинна ряда не должна быть менее 30 членов, т.к. для корректного выделения выбранных для прогноза гармоник (14-16 и 7-10 лет) необходима выборка, длина которой как минимум в 2 раза превышает период самой большого цикла. Трендовая составляющая, рассчитанная на максимальной длине ряда, включается в расчеты в качестве постоянной климатической компоненты.

11. Разработан комплексный метод прогноза температуры воды на разрезе «Кольский меридиан», в котором применяется комплексирование результатов расчета с использованием автопрогноза, физико-статистического и аналогового методов прогноза. Предложенный метод прогноза температуры воды имеет хорошую методическую оправдываемость (более 80 %) и успешно применяется в практике как составная часть рыбопромысловых прогнозов ПИНРО.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Карсаков, Алексей Леонидович, Мурманск

1. Агеноров В.К. О динамике вод Баренцева моря. М. - Л.: Гидрометеоиздат, 1946. - 132 с.

2. Адров Н.М. Очерки истории изучения и освоения Баренцева моря. Часть III (Первая половина XX века). Мурманск: МГПИ, 2001. - 79 с.

3. Алексеев А.П. О путях развития промысловой океанологии в России//Физическая океанология и проблемы биологической продуктивности: Межведомственный сборник. С.-Петербургский университет, 1992. - С. 97-102.

4. Алехин Ю.М. Статистические прогнозы в геофизике. Л.: Изд-во ЛГУ, 1963. - 86 с.

5. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. ВМФ СССР, 1980. - 184с.

6. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ.-М.: Мир, 1982.-488 с.

7. Байдал М. Сценарии климата в XXI веке. Калужская и соседние области. Обнинск, 2001. - 35 с.

8. Баранов Ю.Б., Берлянт A.M., Кошкарев А.В., Серапинас Б.Б., Филиппов Ю.А. Издание на CD-ROM. ГИС-обозрение. - 1998.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. -М.: Мир, 1983.-312 с.

10. Бойцов В.Д. Структура гидрологических сезонов в прибрежной зоне Мурмана//Физико-химические . условия формирования биологической продуктивности Баренцева моря.- Апатиты: КФ АН СССР. 1980.- С. 18-25.

11. Бойцов В.Д. Сезонная изменчивость основныхгидрометеорологических параметров//Закономерности формирования сырьевых ресурсов прибрежья Баренцева моря и рекомендации по их промысловому использованию. Апатиты, 1994. С. 9-16.

12. Бойцов В.Д. Климатические границы водных масс Баренцева моря//Вопросы промысловой океанологии Северного бассейна.-Мурманск, 1995.- С.5-22.

13. Бойцов В.Д. Аддитивный метод долгосрочного прогноза температуры воды Баренцева моря//Материалы XIII Международной конференция по промысловой океанологии. Калининград: Изд-во АтлантНИРО, 2005. - С. 47-50.

14. Бойцов В.Д. Изменчивость температуры воды в Баренцевом море и ее прогнозирование. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2006. - 292 с.

15. Борис Л.И. Сравнительная оценка спектрального анализа и методов Фуриха и Шустера применительно к океанологическим рядам//Труды ЛГМИ. 1967. - Вып.24. - С. 122-142.

16. Бочков Ю.А. О долгопериодных колебаниях термики Баренцева и Норвежского морей//Тр./ПИНРО. 1964.- Вып. 16. - С. 277-288.

17. Бочков Ю.А. Двухлетняя цикличность гидрометеорологических явлений в Баренцевом и Норвежском морях//Тр./ПИНРО. 1975. - Вып. 35. -С. 55-66.

18. Бочков Ю.А. О климатических нормах температуры воды на стандартных разрезах в Баренцевом море// Физико-химические условияформирования биологической продуктивности Баренцева моря.- Апатиты: КФ АН СССР. 1980.-С. 10-18.

19. Бочков Ю.А. Ретроспектива температуры воды в слое 0-200 м на разрезе «Кольский меридиан» в Баренцевом море (1900-1981 гг.)//Тр./ПИНРО. 1982. - С.113-122.

20. Бочков Ю.А. Крупномасштабные колебания на разрезе «Кольский меридиан» и их прогнозирование»/! 00 лет океанографических наблюдений на разрезе «Кольский меридиан» в Баренцевом море: Сб. докл. Междунар. симпозиума. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005. - С.47-64

21. Бочков Ю.А., Двинина Е.А., Терещенко В.В. Особенности изменений температуры воды Баренцева моря в 1951-1986 гг. и их влияние на численность и распределение промысловых рыб// Тез. докл. 3-го съезда сов. Океанологов. 4.1. - Л., 1987а. - С 65-66.

22. Бочков Ю.А., Лука Г.И. Долговременные изменения океанических процессов Северо-Европейских морей и их биолого-промысловые последствия//Сб. науч.тр./ЛГМИ. Л., 1991. - С.67-79.

23. Бочков Ю.А., Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Основные закономерности многолетних колебаний температуры воды Баренцева моря и их связь с геофизическими процессами//Тр./ПИНРО. 1968. - Вып. XXIII. -СЛ 04-115.

24. 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, 1992. - С.225-243.

25. Бочков Ю.А., Терещенко В.В. Потепление 1989-1992 гг. и его влияниена экосистему Баренцева моря//Тезисы докл. 9-ой конф. по промысловой океанологии. М., 1993. - С. 111-112.

26. Брейтфус JI.JI. Экспедиция для научно-промысловых исследований у берегов Мурмана. Санкт-Петербург, 1903. - 218 с.

27. Валерианова М.А., Кодратович К.В., Серяков Е.И. Долгосрочные прогнозы термических условий в Северном промысловом бассейне//Тр./ПИНРО. 1973. - Вып. XXXIV. - С. 94-107.

28. Гебель Г., Брейтфус JI. 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.

29. Геворкянц П.А. Колебания температуры воды на Кольском меридиане и причины этого явления//Проблемы Арктики. 1945. - № 5-6. - С. 5-16.

30. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1990.-Т. 1. - Вып. 1.-280 с.

31. Григоркина Р.Г., Губер П.К., Фукс В.Р. Прикладные методы корреляционного и спектрального анализа крупномасштабных океанологических процессов. JI: Изд-во ЛГУ, 1973. - 172 с.

32. Дерюгин К.М. Баренцево море по Кольскому меридиану (33°30* в.д.)// Тр. Северной научно-промысловой экспедиции. 1924. - Вып. 19. - 102 с.

33. Дерюгин К.М. Гидрологические разрезы по Кольскому меридиану и проблемы дальнейшего изучения Баренцева моря//Труды первого всероссийского гидрологического съезда. Ленинград, 1925. - С. 219-220.

34. Дмитриева А.А. О применении метода экстраполяции для прогноза океанологических элементов/Материалы рыбохозяйственных исследований

35. Северного бассейна. 1968. - Вып. XII. - С.31-37.

36. Долгов А.В. Видовой состав ихтиофауны и структура ихтиоценов Баренцева моря//Известия ТИНРО: сб. науч. тр. Владивосток: Издательский центр ФГУП "ТИНРО-центр". - 2004. - Т.137 . - С. 177-195

37. Дрогайцев Д.А. Долгосрочные гидрометеорологические прогнозы на учете колебаний температуры. JL: Гидрометиздат, 1959а. - 92 с.

38. Дрогайцев Д.А. Прогноз температуры воды в Баренцевом море//Проблемы Арктики. 19596. - № 7. - С. 8-17.

39. Елизаров А.А. К вопросу о долгопериодных изменениях абиотических и биотических условий/УТеория формирования численности и рационального использования стад промысловых рыб. М.: Изд-во Наука., 1985 - С.197-204.

40. Елизаров А.А. Проблемы промысловой океанологии и пути их решения (от Г.К. Ижевского до наших дней)//Вопросы промысловой океанологии. -М: Изд-во ВНИРО, 2005. Выпуск 2. - С. 11-37.

41. Жизнь и условия ее существования в пелагиали Баренцева моря. -Апатиты: Изд-во Кольский филиал АН СССР, 1985. 218 с.

42. Заварина М.В. О климатических нормах и оптимальном периоде наблюдений//Метеорология и гидрология. 1966. - № 2. - С. 44-47.

43. Зайцев Г.Н. Новые данные о среднегодовых температурах воды на Кольском меридиане//Тр./ВНИРО. 1967. - Том. LXII. - С.256-267.

44. Заферман M.JL, Мухин A.M. Научный флот ПИНРО.- 2-е изд., перераб. и доп. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. - 64 с.

45. Зубакин Г.Н. Крупномасштабная изменчивость состояния ледового покрова Северо-Европейского бассейна. JT. Гидрометиздат, 1987. - 160 с.

46. Зубов Н.Н. Средние температуры гидрологических разрезов по Кольскому меридиану и ледовитость Баренцева моря//Записки по гидрографии. 1930. - Т.59. - С.66-71.

47. Зубов Н.Н. Морские воды и льды.- М.: Гидрометеоиздат, 1938. 451 с.

48. Зубов Н.Н. Основные факторы, определяющие общую циркуляцию Баренцева моря//Доклады ГОИН. 1946. - № 76. - 11 с.

49. Зубов Н.Н. Динамическая океанология. JL: Гидрометиздат, 1947. - 430с.

50. Ижевский Г.К. Океанологические основы формирования промысловой продуктивности морей. М.:Пищепромиздат, 1961. - 215 с.

51. Ижевский Г.К. Системная основа прогнозирования океанологических условий и воспроизводства промысловых рыб. М.:Изд-во ВНИРО, 1964. -165 с.

52. Инструкция по оценке качества методов и оправдываемости морских гидрологических прогнозов (взамен 7 и 9 глав Наставления по службе прогнозов, раздел 3, часть 3). Москва, ГИМИЗ, 1965. - 144 с.

53. Кайсл Ч. Анализ временных рядов гидрологических данных. JI: Гидрометиздат, 1972. - 138 с.

54. Карсаков А.Л., Гузенко В.В., Никифоров А.Г. Комплекс методов прогнозирования температуры воды на разрезе "Кольский меридиан'7/Материалы конференции молодых ученых. Мурманск, ПИНРО, 2001.-С. 3-13.

55. Книпович Н.М. Основы гидрологии Европейского Ледовитого океана.- С.-Петербург, 1906. 1510 с.

56. Кондратович К.В. Применение динамико-статистического метода в задаче прогноза температуры воды в Баренцевом море.//Сб. науч. тр. ЛГМИ.- 1975.-Вып.56.-С. 37-44.

57. Кондратович К.В. Долгосрочные гидрометеорологические прогнозы в Северной Атлантике. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 184 с.

58. Константинов К.Г. Влияние температуры воды на сырьевую базу тралового лова в Баренцевом море//Вопросы ихтиологии. 1964. - Выпуск 2. Т. 4.-С. 267-269.

59. Константинов К.Г. Значение океанологических данных для разработки рыбопромысловых прогнозов//Тр./ПИНРО. 1973. - Вып. 34. - С.67-72.

60. Крылов Ю.М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л: Гидрометиздат, 1972. - 209 с.

61. Крылова В.В., Серяков Е.И. Оценка оправдываемости различных методов оперативных прогнозов температуры воды.//Тр/ЛГМИ. 1976. -Вып.56. - С. 134-142.

62. Кудло Б.П. Многолетние изменения температуры воды у побережья Мурмана//Материалы рыбохоз. исслед. Северного бассейна. Мурманск, 1970.-Вып.16.-С. 39-52.

63. Кудло Б.П. Однородные ряды солености южной части разреза по Кольскому меридиану//Материалы рыбохоз. исслед. Северного бассейна. -Мурманск, 1971.-Вып.17.-С. 5-12.

64. Максимов И.В. Движение полюса Земли и многолетние изменения континентальное™ климата Европы//Доклады академии наук СССР. №5.1953. том ХСИ. - С. 803-806.

65. Максимов И.В. Геофизические силы и воды океана Л: Гидрометиздат, 1970. - 447 с.

66. Максимов И.В., Смирнов Н.П. Генетический метод прогноза многолетних колебаний характеристик в океане//Тр. ПИНРО.- 1967. -Вып.20.-С. 323-335.

67. Методические рекомендации по прогнозированию температуры воды в северном рыбопромысловом бассейне. Вып.1. Мурманск, ПИНРО - 1979. -173 с.

68. Методические рекомендации по статистико-вероятностному прогнозированию океанологических характеристик. Мурманск, ПИНРО, 1989.-93 с.

69. Морские прогнозы/З.К. Абузяров, К.И. Кудрявая, Е.И. Серяков, Л.И. Скриптунова. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 319 с.

70. Мухин А.И. Зависимость производительности тралового промысла от численности тресковых рыб и температуры воды в южной части Баренцева моря//Тр./ПИНРО. 1967. - Вып. 20. - С. 179-187

71. Мухин А.И. Тепловое состояние вод южной части Баренцева моря в 1948-1973 гг.//Тр./ПИНРО. 1975. -Вып. 35. -С.71-81.

72. Мухин А.И., Двинина Е.А. Многолетние колебания температуры и солености воды в весенне-летний период на границе Норвежского и Баренцева морей//Экология и промысел донных рыб Северо-Европейского бассейна: Сб.науч.тр./ПИНРО. Мурманск, 1982. - С. 98-112.

73. Мухин А.И., Сарынина Р.Н. «Вековые» гидрологические разрезы в Баренцевом море и промысловые прогнозы//Рыбное хозяйство. 1974. - №9.-С.8-10

74. Новицкий В.П. Постоянные течения северной части Баренцева моря//Тр./ГОИН. 1961. - Вып. 64. - С. 3-32.

75. Ожигин В.К., Ившин В.А. Водные массы Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 48 с.

76. Океанографические наблюдения в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг., (метаданные) Ч. 1., 1961-2000 гг., вып. 1, 1961-1977 гг./ Сост. Бойцов В.Д., Гузенко В.В., Карсаков A.J1. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005а.-657 с.

77. Океанографические наблюдения в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг., (метаданные) Ч. 1., 1961-2000 гг., вып. 2, 1978-2000 гг./ Сост. Бойцов В.Д., Гузенко В.В., Карсаков A.JI. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 20056. - 699 с.

78. Океанографические наблюдения в Баренцевом море и сопредельных водах в 1900-2000 гг., (метаданные) Ч. 2., 1900-1961 гг./Сост. Бойцов В.Д., Гузенко В.В., Карсаков A.JI. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005в. (в печати)

79. Отечественное рыболовство на Северном бассейне после введения двухсотмильных зон и в период рыночных реформ/.- Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2006. (в печати)

80. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в океанологии. -JI:: Гидрометиздат, 1972, 209 с.

81. Потайчук С.И. Некоторые результаты статистического анализа крупномасштабной изменчивости температуры воды в Северной Атлантике//Тр./ВНИРО. 1972. - Вып. 75. - С.125-134.

82. Потайчук С.И., Солянкин Е.В. Фоновый прогноз гидрологических условий и степени урожайности основных промысловых рыб Северной Атлантики и морей Европейской территории СССР на 1970 г.// Рыбное хозяйство. 1970. - № 10. - С. 9-10.

83. Салмов В.З., Злобин B.C. Расчет средних параметров на гидрологических разрезах/Яр./ПИНРО. 1977. - Вып.38. - С. 27-31.

84. Сарынина Р.Н. О сезонных и годовых изменениях температуры воды на Кольском меридиане/Материалы рыбохозяйственных исследований Северного бассейна. Мурманск, 1967. - Вып. X. - С. 150-156.

85. Сарынина Р.Н. Сезонная термоструктура толщи воды в Баренцевом море и миграции трески//Физико-химические условия формирования биологической продукции Баренцева моря. Апатиты, 1980. - С. 29- 34

86. Сарынина Р.Н., Терещенко В.В. Температурные условия в Баренцевом море в 1981-1983 гг.//Вопросы промысловой океанографии Северного бассейна: Сб. науч.трЛШНРО. Мурманск, 1984. - С. 3-10.

87. Седых К.А. О сезонных и многолетних изменения солености вод южной части Баренцева моря/Отчет о НИР. 1958. - 29 с.

88. Седых К.А. О сезонных и многолетних изменения солености в южной части Баренцева моря//Тр./Океаногр. комисии. 1960. - Т. 10. Вып. 1. - С 9095.

89. Серяков Е.И. Долгосрочные прогнозы тепловых процессов в Северной Атлантике. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 166 с.

90. Снежинский В.А. Практическая океанография. (Работы в открытом море). Л.: Гидрометеоиздат, 1951. - 600 с.

91. Соколов А.В. Современные представления о гидрологии Баренцева моря (динамика вод Баренцева моря)//Природа 1936. - № 7. - С. 38-49.

92. Солянкин Е.В. О долгопериодной изменчивости условий воспроизводства основных промысловых рыб Северной Атлантики и морей Европейской территории СССР//Рыбное хозяйство. 1971. - № 3. - С. 10-13.

93. Суставов Ю.В. Метод расчета температуры воды в южной части Баренцева моря на основе раздельного учета теплового взаимодействия с атмосферой и адвекции тепла течениями//Тр/ААНИИ. Т. 321. - 1975. - С. 133-142.

94. Суставов Ю.В. Физико-статистическая модель изменчивости температуры воды Баренцева моря и метод расчета и прогноза ее компонент//Тр/ГОИН. -1977. Вып. 147. - С. 34-44.

95. Танцюра А.И. О течениях Баренцева моря//Тр./ПИНРО. 1959. - Вып. 11.-С.35-53.

96. Танцюра А.И. О сезонных изменениях течений Баренцева моря//Тр./ПИНРО.- 1973.-Вып. 34.-С. 108-112.

97. 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.

98. Терещенко В.В. Гидрометеорологические условия в Баренцевом море в 1985-1998 гг. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 176 с.

99. Терещенко В.В. Океанографические основы распределения промысловых гидробионтов Баренцева моря: Автореф. диссертации на соискан. уч. ст. канд. геогр. наук. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2000. - 50 с.

100. Терещенко В.В. История освоения архипелага Шпицберген и российских океанографических исследований окружающих его вод. -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2002. 51 с.

101. Терещенко В.В., Бочков Ю.А. Влияние факторов среды на миграционное поведение и распределение гидробионтов//Закономерности формирования сырьевых ресурсов прибрежья Баренцева моря и рекомендации по их промысловому использованию. Апатиты, 1994. - С.22-29.

102. Терещенко В.В., Двинина Е.А., Боровая Л.И. Справочный материал по температуре воды в Баренцевом море. Мурманск, 1985. - 72 с.

103. Тимофеев Н.А. О возможности прогнозирования среднегодовой температуры воды на Кольском разрезе на основе теории экстраполяции вероятностных процессов//Сб. НТИ ВНИРО. 1967. - Вып. 1. - 319 с.

104. Чуев Ю.В., Михайлов Ю.Б., Кузьмин В.И. Прогнозирование количественных характеристик процессов. М.: Советское радио, 1975. - 400 с.

105. Sarynina R.N. The temperature regime in the Southern Barents Sea in 1973-1981//Annales Biologiques. 1973-1984. - Vol. 28-38.

106. Schiekedanz P., Bowen E. The computation of climatological power spectra.- Yournal of applied meteorology, 1977. Vol. 16. - 4. - P. 359-367.

107. Tereshchenko V.V. Temperature regime of the Barents Sea in 1982//Annales Biologiques. 1985. - Vol.39. - P. 35-38.

108. Tereshchenko V.V. Thermal regime of the Barents Sea water masses in 1983//Annales Biologiques. 1985. - Vol.39. - P. 35-38.

109. Tereshchenko V.V. Results from long-period oceanographic observations along the Barents Sea standard sections during 0-group fish survey//ICES CM 1992/C:18. -25 pp.

110. Tereshchenko V.V. Seasonal and year-to-year variations of temperature and salinity along the Kola meridian transect// ICES CM 1996/C:11. 24 pp.172

Информация о работе

Карсаков, Алексей Леонидович
кандидата географических наук
Мурманск, 2007
ВАК 25.00.28

Диссертация

Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы