hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.7868/S2073667319040075hydrophysics-48Research ArticleГИДРООПТИКАHYDROOPTICSИсследование биооптических характеристик вод поверхностного слоя арктических морей РоссииResearch of the bio-optical characteristics of the surface layer waters of the Russian Arctic SeasГлуховецД. И.GlukhovetsD. I.

Москва

Долгопрудный

Moscow

Dolgoprudny

glukhovets@ocean.ruКопелевичО. В.KopelevichO. V.

Москва

Долгопрудный

Moscow

Dolgoprudny

ШеберстовС. В.SheberstovS. V.

Москва

Moscow

СалингИ. В.SahlingI. V.

Москва

Moscow

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институтРоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and TechnologyRussian FederationИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian Federation2019291120211245965Copyright © Глуховец Д.И., Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Салинг И.В., 20212021Глуховец Д.И., Копелевич О.В., Шеберстов С.В., Салинг И.В.Glukhovets D.I., Kopelevich O.V., Sheberstov S.V., Sahling I.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/48

Представлены обобщённые результаты исследований биооптических характеристик поверхностного слоя вод Баренцева, Карского морей и моря Лаптевых, полученные по судовым и спутниковым данным, и интерпретация наблюдаемых явлений. Выполнен совместный анализ данных измерений о пространственном распределении биооптических характеристик, полученных в 2018 г. с помощью судового проточного комплекса, и спутниковых наблюдений за период 2003—2017 гг., который позволил выявить роль основных процессов, определяющих это распределение, его сезонные и межгодовые изменения. Показано, что пространственные распределения интенсивности флуоресценции окрашенного растворенного органического вещества и хлорофилла хорошо соответствуют гидрофизическим характеристикам в области влияния речного стока; пространственные распределения показателя ослабления хорошо с ними согласуются. Полученные данные позволили определить положение арктических и атлантических вод и кокколитофоридных цветений в Баренцевом море, выделить границы распространения опресненного слоя в морях Карском и Лаптевых. Представлены статистические оценки связи между биооптическими характеристиками Баренцева и Карского морей по спутниковым данным.

The paper presents the generalized results of studies of the water surface layer bio-optical characteristics of the Barents, Kara and Laptev Seas and the interpretation of the observed phenomena. A joint analysis of the data on the bio-optical characteristics spatial distribution obtained in 2018 using a shipboard flow-through measuring complex and satellite observations for the period 2003—2017 was performed. The analysis allowed us to identify the role of the main processes that determine this distribution, its seasonal and interannual changes. It is shown that the spatial distribution of the fluorescence intensity of the colored dissolved organic matter and chlorophyll is in good agreement with the hydrophysical characteristics in the area of river runoff influence; the spatial distributions of the attenuation coefficient are in good agreement with them. The data obtained made it possible to determine the position of the Arctic and Atlantic waters and coccolithophore blooms in the Barents Sea, to identify the distribution boundaries of the surface desalinated layer in the Kara and Laptev Seas. Statistical estimates of the relationship between the bio-optical characteristics of the Barents and Kara Seas from satellite data are presented.

биооптические характеристикиповерхностный слой водБаренцево мореКарское мореморе Лаптевыхнепрерывные судовые измеренияспутниковые данныеbio-optical characteristicswater surface layerBarents SeaKara SeaLaptev Seaunderway shipboard measurementssatellite dataЭкспедиционные исследования и анализ судовых данных были проведены в рамках государственного задания (темы № 0149-2018-0002 и 0149-2019-0003) и за счет средств РНФ (проект № 14-50-00095). Обработка спутниковых данных выполнена за счет средств РНФ (проект № 14-50-00095). Статистические расчеты выполнены при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-35-00525. Гранты предоставлены через Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАНReferencesГольдин Ю.А., Глуховец Д.И., Гуреев Б.А., Григорьев А.В., Артемьев В.А. Судовой проточный измерительный комплекс // Труды X Международной конференции «Современные проблемы оптики естественных вод». СПб., 2019. С. 270—277.Goldin Yu.A., Glukhovets D.I., Gureev B.A., Grigoriev A.V., Artemyev V.A. Shipboard flow-through measuring complex. Proceedings of International Conference: Current Problems in Optics of Natural Waters. St.-Petersburg, Nauka, 2019, 270—277.Гольдин Ю.А., Шатравин А.В., Левченко В.А., Венцкут Ю.И., Гуреев Б.А., Копелевич О.В. Исследование пространственной изменчивости интенсивности флуоресценции морской воды в западной части черного моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2015. Т. 7, № 1. С. 17—26.Goldin Y.A., Shatravin A.V., Levchenko V.A., Ventscut Yu.I., Gureev B.A., Kopelevich O.V. Spatial variability of the seawater fluorescence intensity in the western Black Sea. Proceedings of the VII International Conference “Current Problems in Optics of Natural Waters”. 2013, 62—66 (in Russian).Артемьев В.А., Таскаев В.Р., Буренков В.И., Григорьев А.В. Универсальный малогабаритный измеритель вертикального распределения показателя ослабления света // Комплексные исследования Мирового океана: Проект «Меридиан». Ч. 1. Атлантический океан. М.: Наука, 2008. 165 с.Artemyev V.A., Taskaev V.R., Burenkov V.I., Grigoriev A.V. Universal small-sized meter of the vertical distribution of the light attenuation coefficient. Kompleksnye Issledovaniya Mirovogo Okeana: Proekt “Meridian”. P. 1. Atlanticheskij Okean. M., Nauka, 2008. 165 p. (in Russian).Артемьев В.А., Григорьев А.В., Глуховец Д.И. Непрерывные измерения показателя ослабления света морской водой на ходу судна – новые возможности использования прозрачномера ПУМ-А // Материалы XV Всероссийской научно-технической конференции «МСОИ-2017»: Современные методы и средства океанологических исследований. ИО РАН. М.: АПР, 2017. Т. 2. С. 55—58.Artemyev V.A., Grigoriev A.V., Glukhovets D.I. Continuous measurements of the indicator of light attenuation by sea water in the course of the vessel - new possibilities for using the PUM-A transparency meter. Proceedings of the XV All-Russian Scientific-Technical Conference “MSOI-2017”: Sovremennye Metody i Sredstva Okeanologicheskih Issledovanij. SIO RAS. M., APR, 2017, 2, 55—58 (in Russian).Coble P.G. Marine optical biogeochemistry: the chemistry of ocean color // Chemical reviews. 2007. V. 107, № 2. P. 402—418.Coble P.G. Marine optical biogeochemistry: the chemistry of ocean color. Chemical Reviews. 2007, 107, 2, 402—418.Глуховец Д.И., Гольдин Ю.А., Гуреев Б.А. Калибровка проточного флуориметра ПФД-2 // Современные методы и средства океанологических исследований (МСОИ-2019). Материалы XVI всероссийской научно-технической конференции. Том II. М.: ИД Академии Жуковского, 2019. С. 45—49.Glukhovets D.I., Goldin Y.A., Gureev B.A. Calibration of the PFD-2 flow fluorometer. Proceedings of the XV All-Russian Scientific-Technical Conference “MSOI-2017”: Sovremennye Metody i Sredstva Okeanologicheskih Issledovanij. SIO RAS, V. II, M., Publishing House of the Academy of Zhukovsky, 2019, 45—49 (in Russian).Копелевич О.В., Салинг И.В., Вазюля С.В., Глуховец Д.И., Шеберстов С.В., Буренков В.И., Каралли П.Г., Юшманова А.В. Биооптические характеристики морей, омывающих берега западной половины России, по данным спутниковых сканеров цвета 1998—2017 гг. М.: ООО «ВАШ ФОРМАТ», 2018. 140 с.Kopelevich O.V., Sahling I.V., Vazyulya S.V., Glukhovets D.I., Sheberstov S.V., Burenkov V.I., Karalli P.G., Yushmanova A.V. Bio-optical characteristics of the seas, surrounding the western part of Russia, from data of the satellite ocean color scanners of 1998—2017. M., VASH FORMAT, 2018. 140 p. (in Russian).Шеберстов С.В. Система пакетной обработки океанологических спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 6. С. 154—161.Sheberstov S.V. System for batch processing of oceanographic satellite data. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa. 2015, 12, 6, 154—161 (in Russian).Sheberstov S.V., Lukyanova E.A. A system for acquisition, processing, and storage of satellite and field biooptical data // Proceedings of IV international conference «Current problems in optics of natural waters». Nizhny Novgorod. 2007. P. 179—183.Sheberstov S.V., Lukyanova E.A. A system for acquisition, processing, and storage of satellite and field biooptical data. Proceedings of IV International Conference “Current problems in optics of natural waters”, Nizhny Novgorod. 2007, 179—183 (in Russian).Schlitzer R. Ocean Data View. URL: https://odv.awi.de. 2017 (дата обращения: 11.11.19).Schlitzer R. Ocean Data View. URL: https://odv.awi.de. 2017 (date of access: 11.11.19).Зацепин А.Г., Завьялов П.О., Кременецкий В.В., Поярков С.Г., Соловьев Д.М. Поверхностный опресненный слой в Карском море // Океанология. 2010. Т. 50, № 5. С. 698—708.Zatsepin A.G., Zavialov P.O., Kremenetskiy V.V., Poyarkov S.G., Soloviev D.M. The upper desalinated layer in the Kara Sea. Oceanology. 2010, 50, 5, 657—667.Глуховец Д.И., Гольдин Ю.А. Исследование связи солености и флуоресценции желтого вещества в Карском море // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. Т. 11, № 3. С. 34—39.Glukhovets D.I., Goldin Yu.A. Investigation of the relationship between salinity and fluorescence of the yellow substance in the Kara Sea. Fundamental’naya i Prikladnaya Gidrofizika. 2018, 11, 3, 34—39 (in Russian).Qu B., Gabric A.J., Matrai P.A. The satellite-derived distribution of chlorophyll-a and its relation to ice cover, radiation and sea surface temperature in the Barents Sea // Polar Biology. 2006. V. 29, № 3. P. 196—210.Qu B., Gabric A.J., Matrai P.A. The satellite-derived distribution of chlorophyll-a and its relation to ice cover, radiation and sea surface temperature in the Barents Sea. Polar Biology. 2006, 29, 3, 196—210.Rost B., Riebesell U. Coccolithophores and the biological pump: responses to environmental changes // Coccolithophores. Springer, Berlin, Heidelberg. 2004. P. 99—125.Rost B., Riebesell U. Coccolithophores and the biological pump: responses to environmental changes. Coccolithophores. Springer, Berlin, Heidelberg. 2004, 99—125.Копелевич О.В., Вазюля С.В., Григорьев А.В., Храпко А.Н., Шеберстов С.В., Салинг И.В. Проникновение солнечной радиации видимого диапазона в воды Баренцева моря в зависимости от облачности и кокколитофоридных цветений // Океанология. 2017. Т. 57, № 3. C. 445—453.Kopelevich O.V., Vazyulya S.V., Grigoriev A.V., Khrapko A.N., Sheberstov S.V., Sahling I.V. Penetration of visible solar radiation in waters of the Barents Sea depending on cloudiness and coccolithophore blooms. Oceanology. 2017, 57, 3, 402—409.Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea // Polar research. 1991. V. 10, №1. P. 5—18.Loeng H. Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea. Polar Research. 1991, 10, 1, 5—18.Fisher R.A., Yates F. Statistical tables for biological, agricultural and medical research. London: Oliver and Boyd Ltd., 1943. 105 p.Fisher R.A., Yates F. Statistical tables for biological, agricultural and medical research. Oliver and Boyd Ltd., London, 1943. 105 p.Копелевич О.В., Вазюля С.В., Салинг И.В., Шеберстов С.В., Буренков В.И. Электронный атлас «Биооптические характеристики морей России по данным спутниковых сканеров цвета 1998—2014 гг.» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 6. С. 99—110.Kopelevich O.V., Vazyulya S.V., Sahling I.V., Sheberstov S.V., Burenkov V.I. Electronic atlas “Bio-optical characteristics of the seas of Russia according to satellite color scanners 1998—2014”. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa. 2015, 12, 6, 99—110 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.