Журналы Морского гидрофизического института РАН

 

Подать заявку на публикацию

Выбор редакции

Цель. В статье представлена вторая часть обзора публикаций, посвященных вопросам моделирования водных экосистем. В этой части основное внимание уделено современным подходам к управлению морскими биоресурсами, реализующим экосистемные принципы моделирования и мониторинга пространственно-временно́й динамики водных объектов. Методы и результаты. Статья включает три раздела. В первом разделе рассмотрены модели прогнозирования динамики эксплуатируемых популяций и оптимизации промысла. Во втором разделе рассматриваются модели трофодинамики, применяемые для изучения структуры, продуктивности и функциональной роли морской биоты, взаимодействующей друг с другом и окружающей средой на различных трофических уровнях. Модели трофодинамики используются как для оценки влияния рыболовства на морские экосистемы, так и для анализа влияния факторов, прямо или косвенно связанных с климатической изменчивостью и антропогенной деятельностью (эвтрофирование, соленость, изменение среды обитания). Третий раздел посвящен сравнительно недавно появившемуся направлению в моделировании морских экосистем, основанному на применении географических информационных систем. Развитие геоинфомационных технологий, позволяющих связывать данные как натурных наблюдений, так и результатов модельных экспериментов с их геолокацией, оказало влияние на достижения в области экологического моделирования. Выводы. В ближайшие годы роль математического моделирования в исследовании и управлении морскими экосистемами будет возрастать. Наиболее важными представляются такие направления исследований, как совершенствование модельного описания первичных звеньев трофической сети морских экосистем (NPZD-модели), потоков вещества и энергии в морских пищевых цепях, эвтрофирования и кислородного режима морских заливов, распространения и трансформации загрязняющих веществ и их влияния на экосистемы, функционирования морских заповедников, способов учета климатических факторов в моделях экосистем, использование данных космического мониторинга для идентификации и верификации отдельных компонентов экосистем (хлорофилл, нефтяные пятна, взвеси).
Цель. Основной целью настоящей работы является систематизация новых научных знаний о режиме, закономерностях и особенностях сезонной циркуляции вод прибрежной акватории Черного моря в динамически активной зоне у Южного берега Крыма, полученных за последнее десятилетие по данным многолетнего натурного эксперимента. Методы и результаты. Современные результаты получены при комплексной обработке и анализе натурных данных мониторинга прибрежных течений за 2002–2020 гг. на Черноморском гидрофизическом подспутниковом полигоне Морского гидрофизического института. Инструментальные измерения выполнялись кластером автономных эйлеровых измерителей течений по верифицированной информационной технологии мониторинга со стационарной океанографической платформы в открытом море на удалении 0,5 км от берега. Материалы сформированной многолетней базы данных мониторинга течений прошли метрологический контроль качества измерений и государственную регистрацию. В прибрежной зоне исследованы характеристики вдольберегового течения западо-юго-западного направления при средней за 19 лет скорости потока 8,1 см/с, максимальной в приповерхностном слое. При распространении вихре-волновых колебаний у побережья происходит трансформация эллиптического вида орбитальной циркуляции в систему вдольбереговых возвратно-поступательных колебания вод соответствующих масштабов, коллинеарных с существующим прибрежным течением. Существование бимодального распределения повторяемости направления вдольберегового течения зависит от интенсивности вклада в циркуляцию вод вихре-волновых возмущений. Бимодальная структура течения возникает при значениях модуля орбитальных скоростей возмущения, бóльших модуля скорости вектора мономодального вдольберегового течения. Выводы. По результатам спектрального анализа систематизирован энергетический вклад разномасштабных колебаний прибрежных вод в изменчивость стационарного вдольберегового течения у м. Кикинеиз. При анализе среднемноголетних частотных спектров распределения плотности кинетической энергии колебаний вод прибрежного экотона статистически достоверно выделены интенсивные сезонные колебания течения годового периода, а также колебания вблизи второй и третьей годовых гармоник. Показано, что крупномасштабная изменчивость квазистационарного прибрежного течения определяется динамикой вод шельфово-склоновой зоны Черного моря, а на меньших масштабах подвержена влиянию локальных ветровых условий.
Стоксов дрейф, генерируемый поверхностным волнением, влияет на множество физических процессов, проистекающих в береговой зоне моря, в том числе на перенос тепла и соли, а также транспорт загрязняющих веществ. Учет параметров морских течений, вызываемых дрейфом Стокса, важен для более корректного описания общей гидродинамической структуры прибрежных вод. Кроме того, морские течения, генерируемые поверхностным волнением, могут вносить существенный вклад в процессы накопления и перераспределения загрязняющих веществ в прибрежной зоне моря. Представлены результаты исследований стоксова дрейфа на северо-восточном шельфе Черного моря в районе г. Геленджика за отрезок времени с 2003 по 2022 г. Выявлены сезонные и межгодовые особенности изменчивости скоростей и направлений течений Стокса. Показано, что с декабря по апрель, за исключением февраля, стоксов перенос обладает сопоставимыми повторяемостями по направлениям к берегу, от берега и на северо-запад...
Войти или Создать
* Забыли пароль?