Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Зимняя циркуляция вод Охотского моря в экстремальные и средние по ледовитости годы

ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Зимняя циркуляция вод Охотского моря в экстремальные и средние по ледовитости годы"

На правах рукописи

ии345060Э

ШУТОВА МАРИНА МИХАИЛОВНА

ЗИМНЯЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ОХОТСКОГО МОРЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ И СРЕДНИЕ ПО ЛЕДОВНТОСГИ ГОДЫ

25.00.28 - океанология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

ч и п"?

Владивосток - 2008

003450609

Работа выполнена в Дальневосточном государственном университете

Научный руководитель: доктор географических наук,

профессор Якунин Л.П.

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор В.В. Плотников

кандидат географических наук,

ведущий научный сотрудник Дарницкий В.Б.

Ведущая организация: Арктический и Антарктический научно-исследовательский

институт

Защита состоится 14 ноября 2008 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д.005.0П.02 в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН

Автореферат разослан 10 октября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Храпченков Ф.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Исследование динамических процессов, в частности, поля и скорости морских течений хотского моря, представляет большой научный интерес и имеет практическое значение.

Российскими и зарубежными исследователями получены фундаментальные схемы циркуляции од, рассчитанные по летним среднемноголетним данным (Леонов, 1960; \Уа1алаЬе,1963; Морошкин, 966; Чернявский, 1981; Лучин, 1987), которые в дальнейшем будут лишь уточняться и етализироваться.

Одной из важных характеристик гидрологического режима Охотского моря является его едовитость. В последние годы большое внимание уделяется исследованию вод зимнего охлаждения инокурова, 1964, 1965, 1972; Морошкин,1966; Чернявский,1984; Гладышев, 1998, Лучин, 1998). ри этом вопросы влияния плотных вод на океанологические условия непосредственно в районах их ормирования почти не рассматривались. Впервые было показано значительное отличие циркуляции од в холодную половину года от летних схем течений и установлена достаточно отчетливая связь собенностей циркуляции и термохалинных характеристик вод с суровостью зимних условий в аботе Фигуркина (2003). Но и эта работа выполнена на акваториях, свободных ото льда.

■ Цель работы: выполнить расчет поля течений Охотского моря в толще слоя 0-500 м с четом ледяного покрова в экстремальные и средние по ледовитости годы. При этом были поставлены следующие задачи:

- сформировать базу данных для расчетов; . -

- составить программу для расчетов течений по диагностической модели Саркисяна; - -

- построить карты границ (кромки) льда для февраля в максимальные, минимальные и средние по ледовитости годы;

- построить карты атмосферного давления:

- сформировать и сконструировать из всех доступных источников поля температуры и солености для февраля на поверхности моря в максимальные, минимальные и средние по ледовитости годы;

- рассчитать поля плотности воды от поверхности до глубины 500 метров, с учетом

глубины проникновения осенне-зимней конвекции;

- выполнить расчет полей течений в толще слоя 0 - 500 м для трех типов ледовитости и построить схемы течений.

Фактический материал.

Данные о ледовитости, положении кромки и границ серых и битых льдов, атмосферного авления были заимствованы из отчетов о ледовых авиаразведках.

з архива ДВНИГМИ были выбраны глубоководные станции (прошедших критконтроль всего 273), ыполненные в феврале в экстремальные и средние по ледовитости годы (максимальные по едовитости 1967, 1978, 1979 гг. - 98 станций; среднеледовитые 1981, 1985, 1988 гг. - 69 станций;

малоледовитые 1976, 1984, 1989гг. - 106 станций). Также были использованы карты температуры воды на поверхности, составленные по наблюдениям гидрометеостанций и попутных судовых измерений (архив кафедры океанологии ДВГУ); среднемноголетние летние данные по плотности воды на стандартных горизонтах.

Методы исследований.

Для расчетов уровенной поверхности и трехмерного поля течений на акватории всего моря использована линейная диагностическая модель Саркисяна D2. Она учитывает реальное поле плотности от поверхности до дна, схематизированную конфигурацию берегов, рельеф дна и атмосферную циркуляцию.

Все расчеты выполнены на персональном компьютере с помощью программы составленной к.г.н. J1.A. Молчановой (ДВГУ) при непосредственном участии автора и отлаженной по средним многолетним летним данным по плотности воды Охотского моря на стандартных горизонтах. Результаты обработки и анализа данных представлены в виде карт. Графические построения выполнялись программным пакетом «SURFER».

Научная новизна.

Сформированы поля температуры и солености воды на поверхности для всей акватории моря в экстремальные и средние по деловитости годы (для февраля - месяца с установившимся ледяным покровом наибольшей сплоченности и отсутствием начала таяния) и поля плотности воды для толщи вод 0 -500 метров. Показано значительное отличие зимней циркуляции вод от традиционных схем, составленных преимущественно по данным, полученным в теплую половину года. Также показано отличие циркуляции вод в зависимости от типа деловитости.

На защиту выносятся:

1) распределение полей температуры, солености и плотности воды на поверхности для февраля в годы с экстремальной и средней ледовитостью;

2) направление дрейфа льда в годы с максимальной, средней и минимальной ледовитостью (февраль);

3) циркуляция вод на поверхности и на горизонтах 10, 100, 200,400 метров в зимний период (февраль) на акваториях с чистой водой и под ледяным покровом для трех типов ледовистости.

Практическая значимость работы. Выполненное исследование представляет собой характеристику циркуляции вод Охотского моря в зимний период (февраль) в годы с экстремальной и средней ледовитостью. Материалы данной работы имеют практическое значение и в дальнейшем, могут быть использованы для безопасного плавания надводного и подводного флота, при разработке и проектировании гидротехнических сооружений на нефтегазовых месторождениях, в рыболовном промысле.

Личный вклад автора. Подготовка данных, расчеты, построение карт, анализ и интерпретация полученных результатов, основные защищаемые научные положения, приведенные в диссертации,

деланы автором лично.

Апробация работы Работа выполнена в 2006 г. Результаты исследований докладывались на шумных конференциях преподавателей и студентов Дальневосточного государственного ниверситета и представлены в виде тезисов к докладам и статей в 2001,2002,2003,2004,2005 годах, а семинарах в ДВНИГМИ и ТОЙ ДВО РАН в 2006 г. Работа рассмотрена и одобрена на кафедре кеанологии ДВГУ в 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и писка литературы. Текст работы изложен на 138 страницах; содержит 44 рисунка, 1 таблицу, писок литературы включает 92 наименования, в том числе 8 на иностранном языке.

Во введении основное внимание уделяется состоянию проблемы и актуальности выбранной мы, ее научному и практическому значению; формулируются цель и задачи исследования, риводится краткое содержание каждой главы и показана новизна полученных результатов.

Глава 1. Гидрометеорологический режим Охотского моря в зимний период

В главе на основе литературных источников приводится краткое описание физико-еографической характеристики Охотского моря и гидрометеорологические условия в зимний ериод. Подробно рассматривается метеорологический и ледовый режим моря, распределение емпературы, солености и плотности воды в январе, феврале в слое 0 - 500 м по данным Лучина 1998), Жигалова (2004). Проведен обзор изученности течений Охотского моря различными етодами.

Глава 2. Основные положения теории течений в применении к Охотскому морю

Во второй главе рассмотрены постановка задачи по формированию течений в океане, прошение основных уравнений термогидродинамики в применении к Охотскому морю. Метод асчета течений по диагностической модели Саркисяна, допущение модели (Шутова, 2002).

Три составляющие скорости (и, V, уу) и приводное атмосферное давление (Ра ) представлялись

виде аналитических соотношений через плотность (р) и уровень океана (£) в декартовой

истеме координат. Начало координат лежит на невозмущенной поверхности океана; ось X аправлена по параллели на восток; ось у - по меридиану на север, ось 2 - вертикально вниз.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

и =

1 К 8Ра

[А7

-БШ

¡а (аг )--- соб (ах) ехр (- аг )

ду ]

дР,

€1р0 V А дх

V А

1 А'

v =

Про V А

~дРа , , дРа . . ,

—~ cos[az)--sm(azj

дх ду

exp(-az)

ПРо

(.Л) ду дх J )

„ = (3)

5/ /гсоэ^Дск ду)

глеО. = 2<о$1П(р - параметр Кориолиса, СО = 7_29*10"5 с'1- скорость углового вращения Земли; р0 = соп5Г=1,02«10,кг/м' - постоянное значение плотности морской воды; А = 1(Г2л<2 /с -коэффициент вертикального турбулентного обмена в океане; А' = 10.«21с - коэффициент

вертикального турбулентного обмена в атмосфере; обозначим: д = ;

\ Л

g - ускорение свободного падения; ¿¡(Л, р,() - уровень океана; / - координата времени; К = 6,4» 106м- радиус Земли; (р - широта места.

Рассмотрим уравнение уровенной поверхности (£") [Саркисян, 1977]:

-1ДС + /(л,<г)+^^ = -—^ -

2а П дх 2ар0 $

1//(Я,^ -_£-/( Я - , (4)

Р О РР- о

- Якобиан; параметр Россби;

дх ду ду дх дх

где

дТ ЯГ я2 я2

robf=—---- ' оператор ротора; др — Р | " Р - оператор

дх ду дх2 ду2

Лапласа; рд = 1,02 • 103 = const ■

Решение линейного уравнения (4) во внутренних точках бассейна может быть представлено в виде суммы двух независимо определяемых слагаемых:

-Iй

где =__\pdz -уровень, полученный по формуле П.С. Линейкина[Линейкин, 1982], а

Ро о

- адиабатическая поправка, полученная путем интегрирования более простого уравнения:

± + f ^ = -Lrobf + -£)z.pz • (5)

2a Q дх p0g p0l 0J дх

Исходными данными для расчетов принимались:

1- ТХ,Т " составляющие касательного напряжения ветра, которые рассчитывались через атмосферное давление на уровне моря по формулам Аккерблома;

2. Рельеф дна Н(х,у)\

3. Плотность p(x,y,z\,

4. Коэффициент турбулентности А., который может быть постоянным или переменным. В работе А. = const.

Диагностические модели предполагают поле плотности известным из наблюдений, и по нему рассчитывается векторное поле скорости.

Интегрирование уравнения (4) возможно с использованием приближенных численных методов.

Вся исследуемая область разбивается на квадраты с шагом Д х = 1°; Д у = 1°. Уровеь (£")

выбирается для узлов расчетной сетки. Реализация уравнения (4) позволяет получить значение и асчетные U,V,W.

Глава 3. Методика расчета течений в зимний период и использованный материал.

В третьей главе предложена методика расчета течений в зимний период. Рассмотрены идрометеорологические условия моря в феврале. Проведен анализ полученных данных, которые в апьнейшем использовались для расчета течений.

3.1. Материалы и методика их обработки

На первом этапе исследования проводилась выборка лет с максимальной, минимальной и редней ледовитостью за период 1957-1989 годы (в виду малочисленности данных гидрологических анций, выполненных в зимний период, для каждого типа выбрано по три года). Аномальность едовитости определялась по среднеквадратическому отклонению площади льда (± 0,67а) от реднемноголетнего положения. 1967 (89,8%), 1978 (90,3%), 1979 (85,1%) - годы с максимальной едовитостью, 1976 (46,8%), 1984 (48,6%), 1989 (61,9%) - малоледовитые, 1981 (77,8%), 1985 (71,0%), 1988 (71,7%) - среднеледовитые. Это подтверждается и другими авторами [Чернявский, 1973, 1992; игуркин, 1997; Шатилина,2001].

Карты ледовитости строились следующим способом. Из 9 кромок льда (подекадно для каждого года) были вычислены средние (Якунин 1979,1987, 1995, 1997). По такой же методике определялись границы битых и серых льдов. Ежедекадные данные о ледовитости, положении кромки и границ ерых и битых льдов были заимствовались из ежегодных отчетов о ледовых авиаразведках.

При подготовке базы исходных данных поверхность моря разбивалась на квадраты со оронами, равными одному градусу по широте и долготе. Для выполнения условия глубокого моря Козлов, 1972) расчетные узлы не выходили за пределы изобаты 100 м. При аппроксимации в асчетах использовались точки с глубиной меньше 100 м. По нашему мнению, это не вызывает больших погрешностей, поскольку под ледяным покровом длина волны не превышала 100 м. В узлы

расчетной сетки (центры трапеций) с карты масштаба 1: 2 ООО ООО заносились значения глубин. Для учета вклада ветрового дрейфа в общий перенос на верхней границе исследуемой области задавались составляющие касательного трения ветра, которые рассчитывались через атмосферное давление на уровне моря по формулам Аккерблома (АкегЫот,1908). Средние (за три года) данные об атмосферном давлении для каждого типа ледовитое™ рассчитывались по картам приземного давления заимствованным из отчетов о ледовых авиаразведках. Для каждого типа деловитости на бланковую карту наносились данные гидрологических станций по температуре, солености и плотности, осредненные за годы указанные выше (банк данных ДВНИГМИ, всего 273 станции). На свободной ото льда поверхности и в прибрежных областях моря, пробелы заполнялись данными, заимствованными с карт температуры воды на поверхности (архив кафедры океанологии ДВГУ), также осредненной по годам для каждого типа деловитости. В 1968 г. Л.П. Якуниным было замечено, что кромка льда в Охотском море зимой совпадает с изотермой воды минус 1°С, а граница битых льдов совпадает с температурой - 1,7°С. Позднее (Чернявский, 1992) было показано, что конфигурация области холодных вод зимой с температурой минус 1° С в Охотском море также соответствует очертаниям кромки льда.

Карты температуры воды на поверхности составлены следующим способом. На кромке льда, температура воды принималась равной -1 0 С, на границе битых льдов равной -1,7° С. По береговым станциям использовались фактические наблюдения по температуре воды, на границе серых льдов она принималась -1,8 0 С. Затем проводилась интерполяция. Так были сконструированы карты температуры воды на поверхности Охотского моря для февраля.

Соленость воды под ледяным покровом вычислялась с помощью квадратного уравнения, полученного из формулы Гелланд-Ганзена (зависимость температуры замерзания от солености) (Малинин, 1998):

Т3 =-0.03-0.05275' -0.000<Ж2 - 0.00000045'3

Например при температуре воды -1.8° С, соленость равнялась 33.25 %,.

Плотность воды на поверхности рассчитывалась по температуре и солености воды.

Далее проводилось сравнение карты глубины залегания нижней границы деятельного слоя (Лучин, 1998) и карты расчетной глубины вертикальной зимней циркуляции для февраля, рассчитанной методом Зубова (Тюряков, 1970) с данными гидрологических станций, используемыми в работе. В Охотском море толщу вод, подверженную внутригодовой изменчивости можно подразделить на две структурные зоны. Собственно деятельный слой, простирающийся от поверхности до глубины проникновения осенне-зимней конвекции и переходную зону - от нижней границы деятельного слоя до горизонтов 500-520 м (Лучин, 1998). Основываясь на этих выводах, в

дальнейшем для расчетов использовалась карта глубины нижней границы деятельного слоя, с

»

которой значения глубины снимались для средней деловитости. Для максимальной и минимальной деловитости средняя глубина уменьшалась и увеличивалась соответственно на 30 м. В работах ряда

авторов (Ковалев А.Д., Глагольев В.М., 1965; Винокурова, 1965; Тюряков, 1970; Чернявский, 1970, 1992; Фигуркин А.Л., 1997, 2003; Жигалов, 2004) отмечается выравнивание физико-химических свойств воды по вертикали. В слое от 0 до глубины проникновения осенне-зимней конвекции принимались значения плотности воды на поверхности. От 500 м до дна принимались значения среднемноголетней летней плотности воды. Затем была проведена интерполяция на стандартные горизонты (Шутова, 2004).

Для малоледовитых, средних и лет с максимальной деловитостью был рассчитан дрейф льда по формулам (Якунин, 1964):

чз

С, =| 1053—-3.il—^—• С = дх ^ 24 - 36 '

10

24-36

С

=_И , где С — скорость дрейфа, - направление дрейфа, Сх,Су - горизонтальная

и вертикальная составляющие дрейфа льда, ^Р ^В. - горизонтальные составляющие градиента

с1х с1у

атмосферного давления.

Для учета влияния дрейфа льда на поверхностные течения строилась зависимость между

коэффициентом (соотношениями) скорости дрейфа льда (А) и серединой интервалов

навигационнои сплоченности льда

(Ы). По исследованиям ААНИИ (Доронин, Хейсин, 1975; Тимохов, Хейсин, 1987) отношение скорости дрейфа льда во льдах с различной сплоченностью

N N N

соответствует следующим коэффициентам: — | \ ]; _= 1 25 > _— = 139-

Отношение скорости течения на чистой воде к скорости течения в редких (1-3 балла) льдах можно принять равной единице. Построенный по этим данным график указывает на линейную зависимость

Л от

N

(рис. 1). По графику можно определить скорость дрейфа льда в зависимости от его

сплоченности. При дальнейшей экстраполяции линии зависимости А от N до сплоченности 9-10

баллов был получен коэффициент =1,45.

В диагностической модели течений Охотского моря используется метод параметрического учета ветрового дрейфа течений. Обычно задается известный из анализа наблюдений средний угол отклонения ветрового дрейфа от геострофического ветра, составляющий 45°. Под воздействием ветрового дрейфа льда на течения в данной работе использован угол отклонения 30° по Зубову. Считается также, что градиентный дрейф льда совпадает с установившимся градиентным течением на поверхности моря.

А 1 5 ■ 1 45 • 1 4 -1 35 -1 3 -1 25 -1 2 -1.15 -1 1 -

Рис. I. Коэффициент скорости дрейфа льда (А) для различной сплоченности (Ы) Для учета влияния дрейфа льда на направление и скорость поверхностных течений в формулы расчета были введены следующие допущения:

1. Под ледяным покровом (сплоченность - 9 баллов) в слое от 0 до 100 м, скорость течений уменьшалась на коэффициент дрейфа льда (А = 1,45).

2. В аргументе тригонометрических функций в формулах расчета горизонтальных составляющих

П

скорости течения принималась фаза — (течение на поверхности по Экману направлено под углом

4

45° вправо от ветра) для случая отсутствия льда. В случае наличия ледяного покрова она менялась на 71

— (дрейф льда по Зубову имеет направление 30° вправо от ветра). 6

3. Поле плотности воды на поверхности рассчитано по сформированным картам температуры и солености.

3.2. Анализ гидрометеорологических условий моря в Феврале по полученным данным

Расчет течений выполнялся с использованием карт деловитости, атмосферного давления, температуры, солености и плотности воды, с учетом наблюденных данных, логических предположений, интерполяции и экстраполяции данных, по методике приведенной в главе 3.1. Проведен анализ полученных данных. Ледовитость

В работе представлены карты кромки льда, границы битых и серых льдов в годы с максимальной, средней и минимальной ледовитостью. Проведен подробный анализ конфигурации этих границ на акватории моря.

Атмосферное давление

В годы с максимальной ледовитостью в феврале среднее месячное давление над Охотским морем изменялось от 1000 до 1015 гПа; в годы со средней ледовитостью - от 1004 до 1020 гПа, повышаясь с востока на запад. Область низкого давления была вытянута в меридионалы*>м направлении.

В годы с минимальной ледовитостью давление над Охотским морем изменялось от 1009 до 1017

Па с востока на запад, циклон был значительно вытянут в широтном направлении.

Глубина проникновения осенне-зимней конвекции Предельная глубина осенне-зимней конвекции в годы со средней ледовитостью достигает дна в аливе Шелихова, на североохотоморском шельфе до 58° с.ш., на северо-западе до 142 0 в.д., на ельфе Сахалина до 143° в.д., на шельфе Камчатки до 155° в.д. В северной части Охотского моря лубина конвекции достигает 100-150 м, в восточной части 80-100 м, в западной - 130-150 м, в урильских проливах - 200-250 м. В годы с максимальной ледовитостью глубина конвекции величивается в среднем на 30 м, а в годы минимальной ледовитостью уменьшается в среднем на 30

Температура воды на поверхности в феврале В годы с максимальной ледовитостью на свободной ото льда поверхности температура зменяется от - 0.4 до -1.7° С. У кромки льда температура воды имеет значения от - 1.0 до -1.7° С, у аницы битых льдов от-1.7до-1.8° С. У берегов Камчатки температура воды изменяется от-1.5 до 1.8° С. На североохотоморском шельфе и в заливе Шелихова наблюдаются минимальные значения емпературы воды - -1.8° С. На шельфе Сахалина температура воды имеет значения от -1.6 до -1.8° , в заливе Анива --1.8° С.

При средней ледовитости площадь, занятая льдами меньше (73,5%), по сравнению с годами в ериод максимальной ледовитости (88,3%). На свободной ото льда поверхности температура воды меет положительные значения, что связано с адвекцией тихоокеанских вод, и изменяется в пределах т 0.5 до 2.6° С. Между кромкой льда и границей битых льдов температура воды имеет значения от .43 до -1.7° С. У берегов Камчатки температура воды изменяется в пределах от 1.0 до -1.47° С, на евероохотоморском шельфе и в заливе Шелихова от -1.6 до -1.8° С. Тихоокеанские теплые воды аспросгракяются на большую территорию, по сравнению с годами при максимальной ледовитости. а шельфе Сахалина температура воды имеет значения в пределах от-1.55 до -1.7° С. Минимальная емпература (-1.7° С) также наблюдается в заливе Анива на акватории серых льдов.

Площадь льда при минимальной ледовитости составляет 52.4 % и более обширная акватория вободная ото льда имеет положительные значения температуры воды, изменяясь в пределах от 3.0 о -1.0° С. Характерная изогнутость изотерм - следствие адвекции тихоокеанских вод. оложительные значения температуры воды наблюдаются до 57° с.ш. Вблизи кромки льда емпература воды изменяется в пределах от 0.0 до-1.0° С, у границы битых льдов от- 1.0 до -1.7° С.

берегам Камчатки примыкают более теплые воды (0.0 - +2.0° С), по сравнению с годами со редней и максимальной ледовитостью, отрицательные значения температуры воды (-1.0° С) аблюдаются у самого берега. На североохотоморском шельфе и в заливе Шелихова температура оды изменяется в пределах от -1.7 до -1.8° С, более холодные воды также расположены ближе к ерегу. На шельфе Сахалина температура воды составляет - 1.6 —1.7° С , минимальные значения емпературы воды (-1.7° С) наблюдаются в заливе Анива.

Соленость воды на поверхности в Феврале

В феврале соленость воды имеет максимальные значения вследствие осолонения вод за счет льдообразования и затока тихоокеанских вод. В годы с максимальной деловитостью на всей акватории моря наблюдается повышенная соленость воды, которая изменяется в пределах от 33 до 33.28%. На свободной ото льда поверхности наблюдаются пониженные значения солености воды. Высокая соленость воды наблюдается на акватории с серыми льдами.

Соленость воды в годы со средней деловитостью изменяется в пределах от 32.9 до 33.25%о. На всей акватории моря она понижена по сравнению с годами при максимальной деловитости. На свободной ото льда поверхности соленость воды имеет наименьшие значения, изменяясь в пределах от 32.9 до 33.0%о- Наибольшие значения солености воды (33.25%о) наблюдаются в районах образования серых льдов на североохотоморском шельфе и в заливе Шелихова.

При минимальной .деловитости соленость воды Охотского моря изменяется в пределах от 32.8 до 33.25%о. На свободной ото льда поверхности моря, занимающей большую площадь, чем в иные типы деловитости наблюдаются наименьшие значения солености воды от 32.8 до 33.0 %о. Воды с пониженной соленостью (32.9%о) наблюдаются до 57° с.ш. Наибольшие значения солености воды (33.25%о) наблюдаются в районе образования серых льдов.

Плотность воды на поверхности в феврале.

Осенью, до начала льдообразования, плотность воды в Охотском море повышается за счет снижения температуры воды. Затем вступает в действие процесс льдообразования, и увеличение плотности зависит от высаливания льда. В феврале плотность воды Охотского моря увеличивается только за счет повышения солености воды при льдообразовании. В годы с максимальной ледовитостью плотность воды имеет максимальные значения, изменяясь в пределах: на свободной ото льда поверхности моря от 26.51 до 26.76 усл. ел.; на плошали моря занятой льдами от 26.63 до 26.76 усл. ед..

В годы со средней ледовитостью плотность воды Охотского моря изменяется в пределах: на свободной ото льда поверхности моря от 26.25 до26.55 усл. ел.; на площади моря занятой льдами от 26.35 до 26.74 усл. ед..

При минимальной деловитости воды имеют наименьшую соленость и меньшую плотность, по сравнению с другими типами зим. Их плотность составляет: на свободной ото льда поверхности моря от 26.21 до 26.72 усл. ед., на площади моря занятой льдами от 26.36 до 26.76 усл. ед..

Дрейб льда

Для учета вклада ветровой составляющей на направление течений в годы с максимальной, средней и минимальной ледовитостью был рассчитан дрейф льда.

Анализ карт дрейфа льда показывает, что на ледяной покров существенное влияние оказывает синоптическая обстановка, дрейф проходит со значительной циклонической составляющей. Та£, в малоледовитые зимы атмосферные потоки обусловливают дрейф льда вдоль о. Сахалин на юг. В зал. Шелихова и на выходе из него дрейф льда направлен на запад, юго-запад. В максимальные и

редние по деловитости годы дрейф льда в северной и западной частях моря направлен на юго-осток со значительной меридиональной составляющей. Центральная часть моря равномерно аполнена льдом. Средняя скорость дрейфа здесь составляет 0,04 - 0,06 м/с. Глава 4. Циркуляция вод Охотского моря в зимний период

В четвертой главе представлены схемы течений на поверхности и горизонтах 10, 100,200 и 400 для февраля в годы с максимальной, средней и минимальной деловитостью. Проведен их анализ.

4.1. Поверхностные течения Охотского моря в максимальные, средние и минимальные по деловитости годы

Использование карт гидрометеорологических характеристик позволило произвести расчет олей течений на всей поверхности моря и горизонтах 10, 100, 200, 400 м в самый суровый месяц ода - февраль. Подобный расчет с учетом ледяного покрова для Охотского моря выполнен впервые, напиз полученных схем (рис. 2) показал, что зимой поле течений изменяется в зависимости от типа едовитости, и имеет значительные отличия от традиционных летних схем. Главная причина ыявленных отличий зимней циркуляции вод связана с формированием на североохотоморском ельфе моря при льдообразовании аномально плотных вод с температурой близкой к точке амерзания и повышенной соленостью.

Рассмотрим поле течений на поверхности в основных районах Охотского моря. Западная Камчатка.

Зимой в районе Западной Камчатки наблюдается северный поток вод. Хорошо просматривается аток тихоокеанских вод через Курильские проливы, начиная от Первого Курильского до Рикорда. В оды с максимальной (льдом покрыта большая часть моря - 88.3 %) и средней деловитостью (73,5 %) ападно-Камчатское течение (ЗКТ) более узким потоком движется на север до 56° 30 с.ш., оворачивая затем на запад к впадине ТИНРО. Западная граница потока проходит по 153° в.д. олодные соленые воды под ледяным покровом интенсивным потоком движутся с евероохотоморского шельфа на юг, юго-запад, юго-восток, заполняя всю западную и центральную асти моря, Северной ветви ЗКТ не наблюдается.

В малоледовитые годы ледяной покров составляет 52.4 % общей площади моря. В годы с инимальной деловитостью ЗКТ, более широким потоком движется на север (западная граница отока проходит по 152°), теплые тихоокеанские воды распространяются на большую акваторию оря, течение разделяется на две ветви: Северную, которая доходит до 56. 30 с.ш., и Срединную, юднимающуюся до 54° с.ш., где она соединяется с холодными водами североохотоморского шельфа, атем поток движется на юго-восток (Шутова, 2004). Границы, отделяющие холодные воды евероохотоморского шельфа от теплых тихоокеанских, в разные по деловитости годы, хорошо огласуются с кромкой льда.

Североохотоморский шельф

Зимняя циркуляция вод на североохотоморском шельфе отличается от летней. Основная часть азличий связана с изменениями пространственной структуры плотности, возникающей за счет

холодных - высокосоленых плотных вод Источником аномалии плотности является вытеснение рассола при льдообразовании, а наибольшая интенсивность данного процесса отмечается в районах полыней и разводий. Движение вод, формирующее общую циклоническую циркуляцию северной части моря, в феврале нарушается.

В годы с максимальной деловитостью на шельфе наблюдается южное, юго-западное движение вод. Воды северо-западной части шельфа движутся на юг, юго-восток, к впадине Дерюгина, образуя Восточно-Сахалинское течение (ВСТ). В годы со средней ледовитостъю воды шельфа от 147° в.д. движутся от берега на юг. В районе 57-58° с.ш. 143-146° в.д. движение вод имеет юго-восточное направление. В точке 58° с.ш., 155° в.д поток вод поворачивает на северо-восток и доходит до горла залива Шелихова (Северная ветвь ЗКТ), дальнейшему его прохождению препятствует вынос льда и вод из залива. Часть вод северо-западной части движется на юг, образуя ВСТ.

В годы с минимальной ледовитостъю движение вод имеет юго-западное направление по всему шельфу. Воды северо-западной части шельфа движутся на юг, юго-запад, и от 55 с.ш. на юго-восток, образуя ВСТ.

Залив Шелихова

Анализируя полученные схемы течений для трех типов деловитости, можно полагать, что в годы с максимальной ледовитостъю противотечение североохотоморского шельфа вдоль берега заходит в залив, а затем поток вод разворачивается на юго - восток. Направление потока указывает на антициклоническое движение вод в заливе. Это подтверждается направлением дрейфа льда вдоль берегов Западной Камчатки на юг (Якунин,1964). Потоки вод Камчатского течения не достаточно сильны, чтобы противостоять выносу льда и вод из залива. Вынос вод из залива наблюдается у Камчатского берега и далее поток опускается к впадине ТИНРО (Shutova, Yakunin, 2005) Восточно-Сахалинское течение

На схемах течений воды северо-западной части моря на широте 56° с.ш., соединяясь с водами центральной части моря, движутся на юг, образуя Восточно-Сахалинское течение (ВСТ). Южнее 53° с.ш. воды по всей акватории моря, исключая поток ЗКТ, движутся на юг, юго-восток, юго-запад и вытекают из моря через проливы Кунаширский, Екатерины, Фриза, Уруп, Буссоль, Дианы в Тихий океан.

В годы со средней ледовитостью южное, юго-западное направление течения хорошо согласуется с дрейфом льда. ВСТ, стекая в Курильскую котловину, выходит через проливы Кунаширский, Екатерины, Фриза, Уруп, Буссоль, Дианы.

В годы с минимальной ледовитостъю ВС течение имеет южное, юго-восточное направление и вытекает в океан через проливы Кунаширский, Екатерины, Фриза, Уруп, Буссоль, Дианы.

Движение вод в центральной части моря имеет южное, юго-восточное, юго-западное направление. Мощный вынос северо-охотских вод не позволяет развиться Срединному течению в годы с максимальной и средней ледовитостью. Срединное течение наблюдается только в годы с минимальной ледовитостью.

Зимняя циркуляция вод значительно усиливается по интенсивности и упрощается, по равнению с летней. Скорости постоянных течений в феврале по всей акватории моря возрастают в ,5 - 2,0 раза по сравнению с летними и составляют 0.01 - 1.54 м/ с.

4.2. Течения Охотского моря на горизонтах 10 - 400 м в максимальные, средние и минимальные по деловитости годы Течение на горизонте 10 м Схемы течений на горизонте 10 м существенно отличаются от схем на поверхности. На оверхности особое влияние на направление и скорость течений оказывают деловитость (влияния рейфа

ьда) и ветровой режим. В разные по деловитости годы на горизонте 10 м течения практически не меют различий. Лишь в некоторых точках наблюдаются изменения в направлении рассчитанных ечений.

Западно - Камчатское течение имеет северное, северо-западное направление. Часть вод вижется на североохотоморский шельф, достигая 57° с.ш., поворачивает на восток к заливу елихова, часть соединяется с водами шельфа и движется на юго-запад. Поток тихоокеанских вод рединная ветвь ЗКТ) движется на северо-запад и в районе 55" - 56° с ш. 145° - 146° в.д. соединяется водами североохотоморского шельфа. На североохотоморском шельфе движение вод, в основном, меет юго-западное направление, лишь у самого берега наблюдается восточное движение вод, оторые заходят в залив Шелихова В заливе Шелихова наблюдается ацтициклопическая циркуляция од. На сахалинском шельфе воды движутся на юго-восток, их восточная граница проходит по 146° .д.

Течения на горизонтах 100.200.400 м Схемы течений на горизонтах 100, 200 и 400 метров, в основном, отражают элементы иркуляции вод на горизонте 10 м, в результате выравнивания вертикальных градиентов плотности а счет осенне-зимней конвекции. Воды на склоне Западной Камчатки движутся на север, северо-апад. Поток тихоокеанских вод (Срединная ветвь ЗКТ) движется на северо-запад и распространяется о 55° с.ш.. Воды североохотоморского шельфа движутся на юг и юго-запад, только у самого берега аблюдается восточное движение вод, которые заходят в залив Шелихова. Вдоль Сахалина воды вижутся на юго-восток. Скорости течений с глубиной уменьшаются, и на горизонтах 10 - 400 м зменяются в пределах 0.002-1.05 м/с.

К основным отличиям циркуляции вод в феврале можно отнести смену направлений дольбереговых течений на североохотоморском шельфе, антициклоническую циркуляцию вод алива Шелихова. От типа деловитости зависит количество затока теплых тихоокеанских вод и их аспространение по акватории моря. Движение вод ЗКТ изменяется в зависимости от типа едовитости. В максимальные и средние по деловитости годы ЗКТ узким потоком вдоль берега амчатки доходит до впадины ТИНРО. Западная граница потока проходит по 153 0 С в.д.. Под едяным покровом интенсивным потоком холодные соленые воды движутся с североохотоморского

а

б

0,25 м/с 0,5 м/с 1 м/с

Рис. 2. Поле течений на поверхности Охотского моря (февраль) в максимальные средние (б) и минимальные (в) по ледовитости годы.

ельфа на юг, юго-восток, заполняя всю западную и центральную часть моря. В малоледовитые годы КТ более широким потоком движется на север, граница потока проходит по 152° в.д. ЗКТ азделяется на две ветви - Северную, которая движется вдоль берегов Камчатки и достигает впадины ИНРО, и Срединную, которая движется в центральной части моря и доходит до 54° с.ш.

Холодными, солеными водами, движущимися с североохотоморского шельфа, заполнена падная часть моря. Граница, отделяющая эти воды от теплых тихоокеанских, в разные по довитости годы, хорошо согласуется с кромкой льда. Движение вод, формирующее общую иклоническую циркуляцию, северной части моря в феврале нарушается. В годы с максимальной и едней деловитостью наблюдается южное, юго-западное движение вод, с минимальной - юго-падное.

оды северо-западной части моря движутся на юг, юго-восток в годы с максимальной и средней довитостью, а с минимальной на юго -запад, образуя ВСТ.

Анализ схем течений на поверхности и горизонтах 10 - 400 м показал, что поле течений еет различия, зависящие от типа деловитости, в основном на поверхности. На горизонтах 10-400 м фкуляция вод практически отражает летнюю схему движения вод. Отличие наблюдается на вероохотоморском шельфе, где осенне-зимняя конвекция достигает дна. Изменение направления еобладающих ветров и формирование в полыньях высокосоленых плотных вод приводит к менению направления течений. Воды североохотоморского шельфа движутся на юг, юго-запад, у pera на восток в залив Шелихова.

В Заключении сформулированы основные результаты и выводы, полученные в работе. Составлены поля температуры, солености и плотности воды для всей акватории Охотского моря евраль), в том числе и подо льдом, при максимальной, средней и минимальной ледов итости. Показано отличие циркуляции вод в феврале от традиционных летних схем течений. Не блюдается общепринятая циклоническая циркуляция вод: движение вод, нарушающее общую клоническую циркуляцию вод северной части моря имеет южное, юго-западное направление; не блюдается Северо-Охотского течения. Скорости течений на поверхности в феврале на всей ватории моря возрастают в 1,5-2,0 раза по сравнению с летними и составляют 0,01-1,54 м/с. Выявлена изменчивость циркуляции вод в феврале на поверхности моря в зависимости от типа

деловитости (максимальной, средней, минимальной): воды Западно-Камчатского течения проникают до впадины ТИНРО. Западная граница потока оходит по 153° в.д в годы с максимальной и средней деловитостью; и смещается к 152° в.д. - с инимальной;

при максимальной и средней ледовитости отсутствует Срединное течение, а в годы с инимальной деловитостью Срединное течение наблюдается, и его воды достигают 54° с.ш. Показано отличие поля течения на поверхности и на горизонтах 10-400 м. Поля течений на ризонтах 10 - 400 м совпадают с летней циклонической циркуляцией вод. На схемах течений рошо прослеживается Западно-Камчатское течение, движущееся на север, северо-запад; Восточно-

Сахалинское течение, движущееся на юго-восток. Отличие наблюдается на североохотоморском шельфе, где воды движутся на юг, юго-запад. Скорости течений с глубиной уменьшаются и составляют 0.002-1.05 м/с.

5. Установлено, что главными причинами выявленных отличий зимней циркуляции вод от летней являются: а) деловитость; б) изменчивость дрейфа льда; в) формирование на шельфе моря аномально плотных вод, повышенной солености с начатом процессов осенне-зимней конвекции и при льдообразовании.

По материалам диссертации опубликованы работы:

1. Шутова М.М. Выбор оптимальной методики расчета течений в Охотском море // Вторая региональная научно-практическая конференция: Тез. докл. - Владивосток: ДВГУ, 2000. - С. 46.

2. Шутова М.М. История исследования течений в Охотском море // Материалы научной конференции студентов и аспирантов ДВГУ. - Владивосток: ДВГУ, 2002. - С. 136.

3. Шутова М.М. Факторы, формирующие динамику Охотского моря // Третья региональная научно-практическая конференция: Тез. докл. - Владивосток: ДВГУ, 2002. - С. 45.

4. Шутова М.М. Циркуляция вод Охотского моря в августе // Региональные вопросы синоптической метеорологии и климатологии. - Владивосток: ДВГУ, 2002. - Вып. 11. - 85-90 с. (Межвузовский сборник).

5. Шутова М.М. Вертикальные движения вод в Охотском море в августе // Вопросы гидрометеорологии и географии Дальнего Востока. Четвертая региональная научно-практическая конференция: Тез. докл. - Владивосток: ДВГУ, 2003. - 69-70 с.

6. Шутова М.М. Циркуляция вод Охотского моря в феврале в экстремальные по деловитости годы // Гидрометеорологические и географические исследования на Дальнем Востоке. Материалы пятой юбилейной научной конференции. - Владивосток: ДВГУ, 2004. - 72-73 с.

7. Шутова М.М. Течения на поверхности Охотского моря в экстремальные и средние по деловитости годы для февраля // Деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД. - № 1226-гм 04 от 10.08. 2004. -20 с.

8. Шутова М.М. Методика расчета течений в зимний период // Деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД. - № 1227-гм 04 от 10.08. 2004. -11 с.

9. М.М. Sh uto va, L.P. Yakunin. Surface Currents in the Gulf of Shelikhov in the Winter // The Twentieth Int. Simp. On Okhotsk Sea and Sea Ice // Abstracts. - Mombetsu, Japan, 2005. -Pp. 272-273.

10. Шутова М.М. Воздействие льда на поверхностные течения Охотского моря // Вестник ДВО РАН. №2.-2007.- 133-139 с.

11. Шутова М.М., Якунин Л.П. Термохалинная структура воды на поверхности Охотского моря с учетом ледяного покрова // Изв. ТИНРО. - Т. 148. - 2007.

12. Шутова М.М Распределение температуры воды на поверхности Охотского моря в феврале // Седьмая научная конференция: Тез. докл. - Владивосток: ДВГУ, 2007. - 102-104 с.

ШУТОВА /JSs

Марина Михайловна ^

ЗИМНЯЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД ОХОТСКОГО МОРЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ И СРЕДНИЕ ПО ЛЕДОВИТОСТИ ГОДЫ

Специальность 25.00.28 - океанология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Подписано в печать 03.07.2008 Формат 60X90/16 1 уч.-изд. л Тираж 100 экз. Заказ № 196

Издательство Дальневосточного университета 690950, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27

Отпечатано в типографии Издательско-полиграфического комплекса ДВГУ 690950, г. Владивосток, ул. Алеутская, 56

важаемые коллеги,

ывы на автореферат, прошу выслать по адресу: 0000, г Владивосток, ул. Октябрьская, 27, ДВГУ, кафедра океанологии, ail: marshutova@ mail ru

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Шутова, Марина Михайловна

Введение

Глава 1. Гидрометеорологический режим Охотского моря в зимний период

1.1. Физико-географическая характеристика района

1.2. Метеорологический режим

1.3. Гидрологический режим

Глава 2. Основные положения теории течений в применении к Охотскому морю

2.1. Общая постановка задачи по формированию течений в океане

2.2. Упрощение основных уравнений термогидродинамики в применении к Охотскому морю

2.3. Диагностическая модель расчета течений Саркисяна

Глава 3. Методика расчета течений в зимний период и использованный материал

3.1. Материалы и методика их обработки

3.2. Анализ гидрометеорологических условий моря в феврале по полученным данным

Глава 4. Циркуляция вод Охотского моря

4.1. Поверхностные течения Охотского моря в максимальные, средние и минимальные по ледовитости годы

4.2. Течения Охотского моря на горизонтах 10, 100, 200, 400 м в максимальные, средние и минимальные по ледовитости годы 108 Основные результаты работы 127 Литература

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Зимняя циркуляция вод Охотского моря в экстремальные и средние по ледовитости годы"

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Изучение динамических процессов, в частности, течений Охотского моря, представляет большой научный интерес и имеет практическое значение.

Российскими и зарубежными исследователями получены фундаментальные схемы циркуляции вод Охотского моря, рассчитанные по летним среднемноголетним данным (Леонов, 1960; Watanabe,1963; Морошкин, 1966; Чернявский, 1981; Лучин, 1987), которые в дальнейшем будут лишь уточняться и детализироваться.

Одной из важных характеристик гидрологического режима Охотского моря является его ледовитость. В последние годы большое внимание уделяется исследованию вод зимнего охлаждения (Винокурова, 1964, 1965, 1972; Морошкин, 1966; Чернявский, 1984; Гладышев, 1998, Лучин, 1998). При этом вопросы влияния плотных вод на океанологические условия непосредственно в районах их формирования почти не рассматривались. Впервые было показано значительное отличие циркуляции вод в холодную половину года от летних схем течений и установлена достаточно отчетливая связь особенностей циркуляции и термохалинных характеристик вод с суровостью зимних условий в работе Фигуркина (2003). Но и эта работа выполнена по данным на акваториях, свободных ото льда.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: выполнить расчет полей течений Охотского моря в слое 0-500 метров с учетом ледяного покрова в экстремальные и средние по ледовитости годы.

При этом были поставлены следующие задачи: сформировать базу данных для расчетов; составить программу для расчетов течений по диагностической модели Саркисяна; построить карты границ (кромки) льда для февраля в максимальные, минимальные и средние по ледовитости годы; построить карты атмосферного давления; сформировать из всех доступных источников поля температуры и солености воды в феврале на поверхности моря в максимальные, минимальные и средние по ледовитости годы; рассчитать поля плотности воды от поверхности до глубины 500 метров, с учетом глубины проникновения осенне-зимней конвекции; выполнить расчет полей течений в слое 0 - 500 метров для трех типов ледовитости и построить схемы. ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

Данные о ледовитости, положении границ (кромки) льдов, атмосферного давления были заимствованы из отчетов о ледовых авиаразведках. Из архива Дальневосточного научно-исследовательского гидрометеорологического института (ДВНИГМИ) были выбраны глубоководные гидрологические станции (прошедших критконтроль всего 273), выполненные в феврале в экстремальные и средние по ледовитости годы (максимальные по ледовитости 1967, 1978, 1979 гг. -98 станций; среднеледовитые 1981, 1985, 1988 гг. - 69 станций; малоледовитые 1976, 1984, 1989гг. - 106 станций). Также были использованы карты температуры воды на поверхности, составленные по наблюдениям гидрометеостанций и попутных судовых измерений (архив кафедры океанологии ДВГУ); среднемноголетние летние данные по плотности воды на стандартных горизонтах для августа (Лучин).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Для расчетов уровенной поверхности и трехмерного поля течений на акватории всего моря использована линейная диагностическая модель Саркисяна D2. Она учитывает реальное поле плотности от поверхности до дна, схематизированную конфигурацию берегов, рельеф дна и атмосферную циркуляцию. Все расчеты выполнены на персональном компьютере с помощью программы составленной к.г.н. JI.A. Молчановой (ДВГУ) при участии автора и отлаженной по средним многолетним летним данным плотности воды Охотского моря на стандартных горизонтах. Результаты обработки и анализа данных представлены в виде карт. Графические построения выполнялись программным пакетом «SURFER».

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Сформированы поля температуры и солености воды для всей акватории моря в экстремальные и средние по ледовитости годы (для февраля - месяца с установившимся ледяным покровом наибольшей сплоченности и отсутствием начала таяния) и поля плотности воды в слое 0 -500 метров. Показано значительное отличие зимней циркуляции вод от схем, предшественников, выполненных для безледного периода года. Также показано отличие циркуляции вод в зависимости от типа ледовитости.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1) распределение полей температуры, солености и плотности воды на поверхности для февраля в годы с экстремальной и средней ледовитостью;

2) направление дрейфа льда в годы с максимальной, средней и минимальной ледовитостью (февраль);

3) циркуляция вод на поверхности и на горизонтах 10, 100, 200, 400 метров в зимний период (февраль) на акваториях с чистой водой и под ледяным покровом;

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Выполненное исследование представляет собой характеристику циркуляции вод Охотского моря в зимний период (февраль) в годы с экстремальной и средней ледовитостью. Материалы данной работы имеют практическое значение и могут быть использованы для безопасного плавания надводного и подводного флота, при разработке и проектировании гидротехнических сооружений на нефтегазовых месторождениях, в рыболовном промысле.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований докладывались на научных конференциях преподавателей и студентов Дальневосточного государственного университета и представлены в виде тезисов к докладам и статей в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 годах; на семинарах в ДВНИГМИ и ТОЙ ДВО РАН в 2006 г. Работа рассмотрена и одобрена на кафедре океанологии ДВГУ в 2006 г. СТРУКТУРА РАБОТЫ.

Диссертационная работа состоит из четырех глав: В первой главе представлена краткая физико-географическая характеристика, гидрометеорологические условия Охотского моря в зимний период. Проведен обзор изученности течений Охотского моря различными методами.

Во второй главе рассмотрены основные положения теории течений в применении к Охотскому морю. Общая постановка задачи по формированию течений в океане, упрощение основных уравнений термогидродинамики. Изложен метод расчета течений по диагностической модели Саркисяна D2.

В третьей главе предложена методика расчета течений в зимний период. Рассмотрены гидрометеорологические условия моря в феврале, выполнен анализ полученных данных.

В четвертой главе представлены схемы течений в слое 0-500 м для февраля в годы с максимальной, средней и минимальной ледовитостью, проведен их анализ.

В заключении приведены основные выводы по проведенным исследованиям.

Исследование выполнено под руководством д.г.н., профессора Л.П. Якунина и консультанта к.г.н., профессора Е.И. Мишаниной, которым автор приносит глубокую благодарность.

Автор признателен к.г.н., доценту Молчановой Л.А., оказавшей неоценимую помощь при составлении расчетных программ для персонального компьютера.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Шутова, Марина Михайловна

Основные результаты работы

1. Составлены поля температуры, солености и плотности воды для всей акватории Охотского моря (февраль), в том числе и подо льдом, при максимальной, средней и минимальной ледовитости.

2. Показано отличие циркуляции вод в феврале от традиционных летних схем течений. Не наблюдается общепринятая циклоническая циркуляция вод: движение вод, нарушающее общую циклоническую циркуляцию вод северной части моря имеет южное, юго-западное направление; не наблюдается Северо-Охотского течения. Скорости течений на поверхности в феврале на всей акватории моря возрастают в 1,5-2,0 раза по сравнению с летними и составляют 0,01-1,54 м/с.

3. Выявлена изменчивость циркуляции вод в феврале на поверхности моря в зависимости от типа ледовитости (максимальной, средней, минимальной): а) воды Западно-Камчатского течения проникают до впадины ТИНРО. Западная граница потока проходит по 153° в.д. в годы с максимальной и средней ледовитостью, и смещается к 152° в.д. - с минимальной; б) при максимальной и средней ледовитости отсутствует Срединное течение, а в годы с минимальной ледовитостью Срединное течение наблюдается, и его воды достигают 54° с.ш.

4. Показано отличие поля течения на поверхности и на горизонтах 10-400 м. Поля течений на горизонтах 10 - 400 м совпадают с летней циклонической циркуляцией вод. На схемах течений хорошо прослеживается Западно-Камчатское течение, движущееся на север, северо-запад; Восточно-Сахалинское течение, движущееся на юго-восток. Отличие наблюдается на североохотоморском шельфе, где воды движутся на юг, юго-запад. Скорости течений с глубиной уменьшаются и составляют 0.002-1.05 м/с.

5. Установлено, что главными причинами выявленных отличий зимней циркуляции вод от летней являются: а) ледовитость; б) изменчивость дрейфа льда; в) формирование на шельфе моря аномально плотных вод, повышенной солености с началом процессов осенне-зимней конвекции и при льдообразовании.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Шутова, Марина Михайловна, Владивосток

1. Будаева В.Д., Макаров В.Г., Мельников И.Ю. Диагностические расчеты стационарных течений в заливе Анива и проливе Лаперуза. // Тр. ДВНИИ.-1980.-Вып. 87. С.66-78.

2. Верхунов А.В. Развитие представлений о крупномасштабной циркуляции Охотского моря // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря: Сборник научных трудов. М.: ВНИРО,1997,-С. 5-19.

3. Винокурова Т.Т. О распределении придонной температуры воды у западного побережья Камчатки // Изв. ТИНРО. 1964. -Т. 55. - С. 165-174.

4. Глаголева М.Г., Скриптунова Л.И. Прогноз температуры воды в океане // Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 168 с.

5. Гладышев С.В. Термохалинная структура придонного слоя на северном шельфе Охотского моря. // Метеорология и гидрология,1998. № 3. - С.183-187.

6. Гладышев С.В. Оценка скорости формирования плотных вод на северном шельфе Охотского моря. // Метеорология и гидрология, 1998.-№4.-231-239.

7. Гладышев С.В., Аржанов Н.В., Налетова И.А., Сапожников В.В. Межгодовая изменчивость скорости формирования осолоненных вод в полыньях Охотского моря и их влияние на гидрохимическую структуру шельфа // Океанология, 1998. Т. 38. - Вып. 6. - С. 857862.

8. Горбунов Ю.А., Тимохов Л.А. К исследованию динамики льдов. // Изв. АН ССР. Физика атмосферы и океана, 1968. Т. 4. - № 3. - С. 1086-1091.

9. Давыдов И.В. Режим вод Западно-Камчатского шельфа и некоторых особенностей поведения и воспроизводства промысловых рыб // Изв. ТИНРО. 1975 а.- Т. 97. - С. 63-84.

10. Доронин Ю.П. Динамика океана // Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 303 с.

11. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед // JT: Гидрометеоиздат, 1975. 138 с.

12. Дерюгин К.М. Японские гидрологические исследования в Японском и Охотском морях // Зап. по гидрографии. 1930. - Т.59. - С.35-51. Жданко М.Е. О течениях в Охотском и Беринговом морях // Русское судоходство. - СПб., 1910. - С. 132-133.

13. Жигалов И.А. Сезонная и межгодовая изменчивость термического состояния вод Охотского моря: Дис. канд.геогр. наук // Владивосток, 2004.- 168 с.

14. Ильинский O.K., Егорова М.В. Циклоническая деятельность над Охотским морем в холодное полугодие // Тр. ДВНИГМИ. 1962. -Вып. 14.-С. 34-38.

15. Каменкович В.М. Основы динамики океана // Л.: Гидрометеоиздат. -1973.-С. 2-43.

16. Каменкович В.М., Кошляков М.Н., Монин А.С. Синоптические вихри в океане // Л.: Гидрометеоиздат. 1987. - С. 3-229. Козлов В.Ф. Лекции по теории стационарных океанических течений -Владивосток: Изд. ДВГУ. - 1969. - С. 57-99.

17. Козлов В.Ф. Расчет уровенной поверхности в Охотском море // Тр. ДВНИГМИ. -1972.-Вып. 37. -С. 37-43.

18. Козлов В.Ф., Макаров В.Г. Фоновые течения в Охотском море // Метеорология и гидрология, 1996, № 9. С. 58-64.

19. Ковалев А.Д., Глагольев В.М. Некоторые особенности зимнего температурного режима Охотского моря. // Изв. ТИНРО. 1965. -Т.59. - С. 48-54.

20. Леонов А.К. Региональная океанография. 4.1 // Л.: Гидрометеоиздат, 1960.-766 с.

21. Линейкин П.С., Мадерич B.C. Теория океанического термоклина // Л.: Гидрометеоиздат,. 1982. - С. 3 - 213.

22. Лучин В.А. Диагностический расчёт циркуляции вод Охотского моряв летний период // Тр. ДВНИИ.-1982.- Вып. 96. С. 68-77.

23. Лучин В.А. Циркуляция вод Охотского моря и особенности еевнутригодовой изменчивости по результатам диагностическихрасчетов // Труды ДВНИИ.- 1987. Вып. 36 - С.3-13.

24. Лучин В.А. Особенности колебаний уровня и приливных течений впроливах Курильской гряды // Тр. ДВНИГМИ. 1988. - Вып. 39. - С.52.59.

25. Лучин В.А. Структура приливного потока в проливах Курильскойгряды // Тр. ДВНИГМИ.-1988.- Вып. 39.-С. 46-52.

26. Лучин В.А. Гидрологический режим // Гидрометеорология игидрохимия морей. Том IX. Охотское море. Выпуск 1.

27. Гидрометеорологические условия. Сп-б.: Гидрометеоиздат, 1998. С.99.175.

28. Гидрометеорологические условия. // Сп-б.: Гидрометеоиздат, 1998. -С. 233-256.

29. Малинин В.Н. Общая океанология. Часть 1. Физические процессы. //

30. Учебное пособие. Санкт-Петербург, 1998. 341 с.

31. Макаров С.О. «Витязь» и Тихий океан. Т.1. // СПб., 1884. С. 95-105,229.

32. Мамаев О.И. Упрощенная зависимость между плотностью, температурой и соленостью морской воды // ИАГ, № 2, 1964. С. 309-311.

33. Морошкин К.В. Новая схема поверхностных течений Охотского моря // Океанология. 1964. - Т. 4. - Вып. 4. - С. 641-643. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря. // М.: Наука, 1966. 68 с.

34. Нейман Г. Океанические течения // Под редакцией В.М. Радкевич.-JL: Гидрометеоиздат. 1973. - С. 64-98.

35. Помазанова Н.П. Поверхностные течения в северных и восточных промысловых районах Охотского моря в летние месяцы // Тр. ДВНИГМИ. 1970. - Вып. 30. - С. 94-104.

36. Пономарев В.И., Газова Л.А. Диагностическая модель циркуляции вод и льдов в Арктическом бассейне // Метеорология и гидрология, 1981, №2, с. 68-75.

37. Саркисян А.С. Основы теории и расчет океанических течений. // Л.: Гидрометеоиздат. -1966. С. 27-60.

38. Саркисян А.С., Иванов В.Ф. СЭБИР как важный фактор в динамике морских течений // Изв. АН СССР, сер. ФАОД971.-Т.7. № 2. - С. 183-188.

39. Саркисян А.С. Численный анализ и прогноз морских течений // JL: Гидрометеоиздат, 1977.- 182 с.

40. Тимохов JI.A., Хейсин Д.Е. Динамика морских льдов // Л: Гидрометеоиздат, 1987. 271 с.

41. Тюряков Б.И. Расчетная схема изменений структуры деятельного слоя Охотского моря от сезона к сезону. // Тр. ЛГМИ. -1970. Вып. 32.-С. 94-120.

42. Фельзенбаум А.И. Обобщение теории Экмана на случай неравномерного ветра и произвольного дна замкнутого моря. // ДАН. Т. №2. -1956. - С. 229-302.

43. Фельзенбаум А.И. К теории установившихся ветровых течений в океане. // ТНГИ. Т. 34. - 1966. - С. 24-48.

44. Фигуркин А.Л. Циркуляция вод Западно-Камчатского шельфа весной 1983-1995 гг. // Комплексные исследования экосистемы Охотского моря. М. ВНИРО, 1997. С. 25-29.

45. Филлипс О.М. Динамика верхнего слоя океана // Под ред. Кагана Б.А., Чаликова Д.В.- Л.: Гидрометеоиздат. 1980. - С. 19-32. Чернявский В.И. Гидрологический фронт северной части Охотского моря // Изв. ТИНРО. - 1970. - Т. 71. - С. 3-11.

46. Чернявский В.И. О причинах высокой биологической продуктивности северной части Охотского моря // Изв. ТИНРО. -1970.-Т. 71.-С. 13-21.

47. Чернявский В.И. О некоторых вопросах прогнозирования типа термического режима в Охотском море // Изв. ТИНРО. 1973. - Т. 86.-С. 49-55.

48. Чернявский В.И. Циркуляционные системы Охотского моря И Изв. ТИНРО. 1981. - Т.105. - С. 13-19.

49. Чернявский В.И. Гидрологический фронт северной части Охотского моря. // Изв. ТИНРО. 1981. - Т. 71. - С. 3-11.

50. Чернявский В.И. Особенности формирования термики деятельного слоя Охотского моря // Океанологические основы биологической продуктивности вод северо-западной части Тихого океана. -Владивосток: ТИНРО. 1992. - С. 91-104.

51. Шутова М.М. Циркуляция вод Охотского моря в августе // Региональные вопросы синоптической метеорологии и климотологии. Владивосток: ДВГУ, 2002. - Вып. 11. -85-90 с. (Межвузовский сборник).

52. Шутова М.М. Течения на поверхности Охотского моря в экстремальные и средние по ледовитости годы для февраля // Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 2004. Деп. в ИЦ . - № 1226-гм 04 от 10.08. 2004.-20 с.

53. Шутова М.М.Методика расчета течений в зимний период // Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 2004. Деп. в ИЦ ВНИИГМИ-МЦД. - № 1227-гм 04 от 10.08. 2004.-11 с.

54. Якунин Л.П. К вопросу о колебаниях ледовитости дальневосточных морей в зависимости от цикличности солнечной активности // Зап. ПФГО СССР. 1966. - Т.25. - С. 88-93.

55. Якунин Л.П. Отчет экспедиции «Ледовый патруль в Охотском море за 1968 год» // Владивосток: Изд. ДВНИГМИ, 1968. Якунин Л.П. К обоснованию пропуска вод реки Амур по новому руслу// Тр. ДВНИГМИ. 1975. - Вып. 55.- С. 78-80.

56. Якунин Л.П. Ледовые исследования на дальневосточных морях // Тр. ДВНИГМИ. 1979. - Вып. 77. - С. 79-81, 102-107. Якунин Л.П. Атлас ледовитости дальневосточных морей СССР // Владивосток: Изд. ДВНИГМИ, 1987. - 79 с.

57. Якунин Л.П. Атлас границ распространения и крупных форм льда дальневосточных морей России Владивосток: Препринт ТОЙ ДВО РАН, 1995.-57 с.

58. Якунин Л.П. Атлас границ преобладающего однолетнего льда дальневосточных морей России Владивосток: Препринт ТОЙ ДВО РАН, 1997. - 32 с.

59. Akerblom F. Recherches sur les courants le plus bas de 1' atmosphere audessus de Paris / F. Akerblom Nova Acta Reg. Sci, Upsaliensis, ser. 4, 2, № 2, 1908.