Связь пространственной структуры концентрации общего взвешенного вещества и гидрологических параметров в северной части Черного моря по данным контактных измерений

По данным гидрооптических съемок, выполненных в северной части Черного моря по одной и той же сетке в период с 2016 по 2020 гг., уточнены особенности горизонтальной и вертикальной структуры поля общего взвешенного вещества и оценена их связь с распределениями полей температуры воды, солености и плотности. Показано, что основными источниками повышенной концентрации общего взвешенного вещества в поверхностном слое северной части Черного моря являются низкосоленые и мутные воды, поступающие из Керченского пролива, воды стоков Риони, Ингури и других рек на востоке акватории и распресненные воды Днепра, Днестра и Дуная, проникающие на акваторию съемок с северо-западного шельфа. В глубоководной части моря могут прослеживаться локальные области мутных вод, возникновение которых связано с особенностями вертикальной циркуляции в зонах циклонических круговоротов и меандров Основного Черноморского Течения. Вертикальная структура концентрации общего взвешенного вещества характеризовалась верхним квазиоднородным слоем, обычно совпадающим по толщине с верхним квазиоднородным слоем в полях термохалинных параметров. В пределах этого слоя между значениями концентрации общего взвешенного вещества и значениями температуры и солености наблюдалась значимая линейная отрицательная корреляция и значениями плотности — положительная. Глубже, в слое сезонных термоклина и пикноклина, прослеживался подповерхностный максимум концентрации общего взвешенного вещества. В областях, где наблюдался максимальный вертикальный градиент температуры, толщина слоя повышенной мутности уменьшалась почти на порядок по сравнению с районами, где градиент температуры был слабо выражен. Ниже ядра холодного промежуточного слоя в слое основных термоклина, галоклина и пикноклина прослеживался промежуточный минимум концентрации общего взвешенного вещества. Под этим минимумом располагался еще один слой повышенных значений концентрации общего взвешенного вещества, глубина которого совпадала с глубиной верхней границы сероводородной зоны.

1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. М.: Флинта Наука, 2009. 520 c.

2. Иванов В.А., Катунина Е.В., Совга Е.Е. Оценки антропогенных воздействий на экосистему акватории Гераклейского полуострова в районе расположения глубинных стоков // Процессы в геосредах. 2016. Т. 1, № 5. С. 62–68.

3. Бондур В.Г., Килер Р.Н., Старченков С.А., Рыбакова Н.И. Мониторинг загрязнений прибрежных акваторий с использованием многоспектральных спутниковых изображений высокого пространственного разрешения // Исследование Земли из космоса. 2006. № 6. С. 42–49.

4. Volpe V., Silvestri S., Marani M. Remote sensing retrieval of suspended sediment concentration in shallow waters // Remote Sensing of Environment. 2011. Vol. 115, Iss. 1. P. 44–54. doi:10.1016/j.rse.2010.07.013

5. Xiaolong Yu, Zhongping L., Fang S., Menghua W., Jianwei W., Lide J., Zhehai S. An empirical algorithm to seamlessly retrieve the concentration of suspended particulate matter from water color across ocean to turbid river mouths // Remote Sensing of Environment. 2019. Vol. 235. doi:10.1016/j.rse.2019.111491

6. Eisma D. Suspended matter in the aquatic environment. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. 1993, 315 p. doi:10.1007/978-3-642-77722-6

7. Маньковский В.И. Оптическая структура вод Черного моря и закономерности ее формирования // Гидрофизические и гидрохимические исследования Черного моря. Севастополь: МГИ АНУ, 1992. С. 7–27.

8. Маньковский В.И., Соловьев М.В. Связь показателя ослабления излучения с концентрацией взвеси в водах Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2003. № 2. С. 60–65.

9. Маньковский В.И., Маньковская Е.В., Соловьев М.В. Гидрооптические характеристики Черного моря. Справочник. Севастополь: МГИ НАН Украины, 2009. 41 с.

10. Кукушкин А.С., Агафонов Е.А., Прохоренко Ю.А. Распределение показателя ослабления направленного света в поверхностных прибрежных водах Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2006. № 5. С. 30–43.

11. Кукушкин А.С. Пространственно-временная изменчивость распределения прозрачности вод в северо-западной части Черного моря // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30, № 9. С. 750–762. doi:10.15372/AOO20170904

12. Маньковский В.И. Оптические характеристики прибрежных вод Черноморского побережья Украины // Экологическая безопасность прибрежных и шельфовых зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 1999. С. 149–152

13. Yakushev E.V., Chasovnikov V.K., Murray J.W., Pakhomova S.V., Podymov O.I., Stunzhas P.A. Vertical hydro-chemical structure of the Black Sea / Eds. Kostianoy A.G., Kosarev A.N. The Black Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry. Berlin, Heidelberg: Springer. Vol. 5Q. 2007. P. 277–307. doi:10.1007/698_5_088

14. Маньковский В.И. Глубинный слой повышенной концентрации взвеси и его связь с циркуляцией и структурой водных масс // Исследования межведомственной экспедиции в северо-западной Атлантике. Севастополь: МГИ АН УССР. 1969. С. 83–88.

15. Неуймин Г.Г. Стабильный глубоководный слой взвеси в Черном море // Морские гидрофизические исследования. Севастополь: МГИ АН УССР. 1970. № 1. С. 178–191.

16. Неуймин Г.Г. Распределение взвеси в глубинных областях Черного моря // Физика атмосферы и океана. 1965. Т. 1, № 11. С. 1190–1195.

17. Совга Е.Е., Маньковский В.И., Прохоренко Ю.А., Чепурнова Э.А. Природа глубинного мутного слоя в Черном море // Доклады Академии наук Украинской ССР. Серия Б: Геологические, химические и биологические науки. 1987. № 6. С. 32.

18. Прохоренко Ю.А., Крашенинников Б.Н., Агафонов Е.А., Башарин В.А. Экспериментальные исследования глубинного слоя мутности в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 1993. № 2. С. 57–63.

19. Маньковский В.И., Земляная Л.А. Распределение по акватории и сезонная изменчивость глубинного мутного слоя в Черном море // Морской гидрофизический журнал. 1987. № 6. С. 51–53.

20. Маньковский В.И. Особенности вертикального распределения показателя ослабления излучения в коротковолновом и длинноволновом участках спектра в глубинных слоях сероводородной зоны и в придонном слое Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2003. № 3. С. 63–67.

21. Агафонов Е.А., Кукушкин А.С., Прохоренко Ю.А. Особенности формирования прозрачности поверхностных вод на шельфе северных районов Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2002. № 2. С. 65–67.

22. Маньковский В.И. Оптические характеристики вод восточной части северо-западного шельфа Черного моря в весенний период // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. С. 61–68.

23. Latushkin A.A., Artamonov Yu.V., Fedirko A.V., Martynov O.V., Alekseev D.V. Peculiarities of the suspended matter distribution received by the optical measurements in the photic layer of the north part of the Black Sea in the summer period of 2016 // Proceedings SPIE, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 1046634 (2017). doi: 10.1117/12.2286444

24. Latushkin A.A., Artamonov Yu.V., Fedirko A.V., Korchemkina E.N., Skripaleva E.A., Khurchak A.P. Hydro-optical structure of the Black Sea active water layer in the spring-summer period of 2017 // Proceedings SPIE10833, 24th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 2018. 108333V. doi:10.1117/12.2503874

25. Латушкин А.А., Артамонов Ю.В., Федирко А.В., Скрипалева Е.А., Кудинов О.Б. Особенности гидрооптической структуры вод в северной части Черного моря по данным натурных измерений в 2018 г. // Труды X-ой Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы оптики естественных вод» (ONW 2019). Санкт-Петербург, 2019. С. 120–124.

26. Latushkin A.A., Artamonov Yu.V., Fedirko A.V., Skripaleva E.A., Kudinov O.B. Spatial structure of the total suspended matter concentrations in the northern Black Sea in autumn 2018 according to contact observations // Proceedings SPIE11208, 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 2019. 112084U. doi:10.1117/12.2540798

27. Latushkin A.A., Artamonov Yu.V., Skripaleva E.A., Fedirko A.V., Kudinov O.B. Spatial features of the hydro-optical waters structure in the northern part of the Black Sea in spring 2019 according to contact measurements on R/V Professor Vodyanitsky // Proceedings SPIE11560, 26th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 2020. 115602R. doi:10.1117/12.2574281

28. Клювиткин А.А., Гармашов А.В., Латушкин А.А., Орехова Н.А., Коченкова А.И., Малафеев Г.В. Комплексные исследования Черного моря в 101-М рейсе научно-исследовательского судна «Профессор Водяницкий» // Океанология. 2019. Т. 59, № 2. С. 315–318. doi:10.31857/S0030-1574592315-318

29. Латушкин А.А. Многоканальный измеритель коэффициента ослабления света для проведения океанографических подспутниковых исследований // Управление и механотронные системы. Севастополь: МГИ НАН Украины, 2013. С. 231–236.

30. Алескерова A.A., Кубряков A.A., Горячкин Ю.Н., Станичный С.В. Распространение вод из Керченского пролива в Черное море // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 6. С. 53–64. doi:10.22449/0233-7584-2017-6-53-64

31. Artamonov Yu.V., Latushkin A.A., Skripaleva E.A., Fedirko A.V. Rim Current manifestation in the climatic fields of hydrooptical and hydrological characteristics at the coast of Crimea // Proceedings SPIE11208, 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 2019. С3–112084X. doi:10.1117/12.2540803