Введение
Южный берег Крыма (ЮБК) является уникальной саморазвивающейся ландшафтной структурой приморского региона. У ЮБК в зоне сопряжения суши и вод шельфа на глубинах до 70 м сосредоточен прибрежный экотон, где
МОРCКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 38 № 2 2022 153
наблюдаются специфические биоценозы, концентрирование и усиление разно-образий морской жизни [1]. В последние годы наряду с существенным возрас-танием показателей жизнедеятельности и потребления обществом природно-ре-сурсного потенциала наблюдается увеличение числа природных стихийных бед-ствий и техногенных кризисных ситуаций, что способствует интенсивному раз-витию в прибрежном регионе природно-антропогенных процессов. Ливневые стоки вод и регулярные сбросы промышленно-бытовых отходов выносят с суши в прибрежную зону моря у ЮБК массу загрязнений антропогенного происхож-дения [2]. В таких условиях прибрежный экотон подвержен постоянной дегра-дации. Превышения норм предельно допустимых концентраций загрязнений вод существенно снижают возможности самоочищения прибрежного экотона моря, что в итоге наносит невосполнимый ущерб всей экосистеме региона. Со-вокупность знаний о динамике климатических, гидрометеорологических и гид-рофизических факторов 1, 2 [3] позволяет учитывать вклад изменчивости при-родной среды при решении задач устойчивого развития этого уникального при-морского региона. Результаты комплексного мониторинга динамически актив-ной природной системы позволяют оперативно оценить эволюцию состояния акватории прибрежного экотона. Своевременные управленческие решения для обеспечения мониторинга кризисных ситуаций, оценок степени рациональности хозяйственного освоения и возможностей дальнейшего устойчивого развития приморского региона невозможны без достоверных научных знаний о специфи-ческом режиме и особенностях циркуляции вод прибрежного экотона.
Интенсивная динамика вод характерна для различных морфологических структур прибрежных зон российской части Черного моря, она активно иссле-дуется Морским гидрофизическим институтом (МГИ) РАН и Институтом океа-нологии РАН на стационарных и оперативных морских полигонах в различных физико-географических условиях [4–10]. Сезонная изменчивость уровня Чер-ного моря в основном определяется соотношением составляющих годового вод-ного баланса [11], а сезонные колебания течений на годовом периоде и его гар-мониках связаны с годовым ходом солнечной радиации при сезонных измене-ниях состояния гидросферы, атмосферы и ветровой циркуляции [12]. В настоя-щее время особенности сезонных и междугодичных колебаний течений Черного моря остаются недостаточно изученными. Основной причиной такого состоя-ния является дефицит репрезентативных данных длительных натурных измере-ний течений в различных физико-географических условиях на годовых и более продолжительных временных масштабах. Систематизация и получение новых научных результатов по исследованиям характеристик субинерционной, сезон-ной и междугодичной изменчивости региональных течений в Черном море яв-ляется актуальной задачей. Согласно результатам ранних натурных эксперимен-тов, систематизированным в монографии [12], обособленная прибрежная зона шельфа имеет очень изменчивый характер течений [13], при этом в статистиче-ских характеристиках режима прибрежных течений выражено бимодальное рас-пределение повторяемости направления течений параллельно береговой черте 3
1 Блатов А. С., Иванов В. А. Гидрология и гидродинамика шельфовой зоны Черного моря (на примере Южного берега Крыма) / Отв. ред. Н. А. Пантелеев. Киев : Наукова думка, 1992. 242 с.
2 Изменения земных систем в Восточной Европе / Отв. ред. В. И. Лялько. Киев, 2010. 582 с.
3 Зац В. И., Лукьяненко О. Я., Яцевич Г. В. Гидрометеорологический режим Южного берега Крыма. Л. : Гидрометеоиздат, 1966. 120 с.
МОРCКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ 154 ЖУРНАЛ том 38 № 2 2022
[14–21]. Бимодальное распределение в большинстве работ объясняется суще-ствованием в узкой прибрежной зоне сильной антициклонической завихренно-сти течений, а в [18] – режимом местных ветров.
В настоящей работе систематизированы и дополнены результаты исследо-ваний годовой и среднемноголетней сезонной изменчивости структуры, ре-жима и характеристик циркуляции вод прибрежного экотона у ЮБК, получен-ные за последнее десятилетие по данным многолетнего натурного экспери-мента [22–25]. Результаты статистического и спектрального анализа позво-лили достоверно оценить режимные характеристики, спектральный состав распределения плотности кинетической энергии и вклад колебаний течения в сезонном диапазоне изменчивости.
Материалы и методы
Исследования течений, внутреннего волнения, турбулентности, уровня и волнения морской поверхности, а также гидрометеорологических условий на постоянной основе осуществляются на стационарном Черноморском гидро-физическом подспутниковом полигоне МГИ, расположенном в Голубом за-ливе у м. Кикинеиз ЮБК [8, 26]. Инструментальные измерения прибрежных течений выполняются по верифицированной информационной технологии мо-ниторинга кластером автономных эйлеровых измерителей на гидрологических горизонтах 5, 10, 15, 20 м со свайного основания океанографической плат-формы в море на удалении 0,5 км от берега при глубине места 28 м [27, 28]. Автономные измерители МГИ-1308 используются в режиме векторного осред-нения течений за временной интервал 1 или 5 мин при ежесекундных измере-ниях компонентов вектора. Вертикальная антенна измерителей с фиксирован-ной апертурой позволила синхронно исследовать пространственную струк-туру и режимные характеристики сдвигового по глубине течения в присут-ствии вклада интенсивных волновых, вихревых и турбулентных возмущений.
Детальная съемка рельефа дна акватории полигона МГИ была выполнена в 1977 г. Последующие съемки рельефа дна по настоящее время демонстри-руют неизменность форм донного рельефа [23], что наряду с консервативно-стью климатических факторов и многолетней устойчивой цикличностью ди-намики анемобарических условий региона [3] обеспечивает ежегодное едино-образие природных условий измерений. Оперативный контроль метрологиче-ских характеристик, методическое и регламентное сопровождение монито-ринга при соблюдении постоянства и единообразия условий и средств измере-ний обеспечили метрологическое единство долгосрочных измерений при до-стижении предельной точности измерений компонентов течений. Служба мет-рологии и стандартизации МГИ в стационарных лабораторных условиях обес-печила нормативную аттестацию инструментальных погрешностей первичных измерительных преобразователей. В интервалах между лабораторными повер-ками выполнялся контроль качества измерений по сличениям синхронных по-казаний кластера измерителей при методических постановках in situ [25, 27]. Применение процедуры комплексной обработки совокупности векторных дан-ных измерительной антенны гарантированно исключило вклад сбойных значе-ний, значимых методических, систематических, в том числе аддитивных, мультипликативных и других дополнительных погрешностей измерений. Вы-сокая точность измерений векторно-осредненных данных позволила досто-
верно исследовать режимные характеристики и изменчивость прибрежного течения в диапазоне сезонных и междугодичных колебаний. Погрешность определения осредненных значений модуля скорости не превышала 0,1 см/с и направления течения 3° [28]. Кардинальной методической проблемой при исследованиях изменчивости режима течений на мелководье в условиях развитой динамики приповерхностного и придонного пограничных слоев является учет вклада интенсивных высокочастотных флуктуаций потока, вносимых ветровым волнением, неустойчивостью течений, турбулентностью и другими факторами с периодами колебаний от единиц до десятков секунд. Для устранения вклада таких возмущений использован штатный микропроцессор автономного измерителя, где в реальном масштабе времени проводилось накопление исходных ежесекундных измерений компонентов вектора (проекций на ортогональные оси) с их последующим осреднением и регистрацией результатов за базовый временной интервал 1 или 5 мин. Дальнейшее векторное осреднение накопленных базовых данных измерителей проводилось по завершению очередного этапа эксперимента. По результатам интеллектуальной деятельности МГИ была сформирована единая структура базы данных 19-летнего мониторинга характеристик прибрежных течений у м. Кикинеиз за 2002–2007 гг. 4, 2008–2015 гг. 5, 2016–2019 гг.  и 2020 г., прошедшая метрологический контроль качества измерений.Генеральная совокупность многолетних последовательностей векторноосредненных значений течений в полном объеме использована при статистическом и спектральном анализе. Спектральный анализ хронологических рядов течений выполнен в рамках линейной (фильтровой) оценки спектра через сглаживание периодограмм с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье 7 [13]. Выбор соответствующих типов и параметров цифровой фильтрации сформированных векторных рядов исключил возможность вклада в исследуемые спектры энергии других, присутствующих, но не входящих в исследуемый спектральный диапазон интенсивных колебаний течения.
Результаты и обсуждение
Акватория Черноморского гидрофизического подспутникового полигона МГИ расположена у ЮБК между зонами влияния квазистационарного Севастопольского и Крымского антициклонических вихревых образований [29].
4 База данных мониторинга структуры прибрежных течений Черного моря у мыса Кикинеиз Южного берега Крыма за 2002–2007 гг. [Электронный ресурс] / А. С. Кузнецов, В. В. Зима ; ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН». Электрон. дан. Москва, 2021. № гос. регистрации № 2021621800. 5 База данных мониторинга динамики прибрежных течений Черного моря у Южного берега Крыма за 2008–2015 гг. по измерениям на стационарной океанографической платформе у мыса Кикинеиз [Электронный ресурс] / А. С. Кузнецов, В. В. Зима ; ФГБУН «Морской гидрофизический институт РАН». Электрон. дан. Москва, 2019. № гос. регистрации 2019620377.
6 База данных мониторинга поля течений прибрежный зоны Черного моря у Южного берега Крыма за 2016–2019 гг. [Электронный ресурс] / А. С. Кузнецов, В. В. Зима ; ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН». Электрон. дан. Москва, 2020. № гос. регистрации 2020621445.
7 Коняев К. В. Спектральный анализ случайных океанологических полей. Л. : Гидрометеоиздат, 1981. 207 с.
К югу от Крыма на траверзе м. Кикинеиз выражена прибрежная периферия Ос-новного Черноморского течения (ОЧТ) с областью максимумов скорости те-чений циклонической направленности [12]. Эта область интенсификации ОЧТ расположена на участке сужения континентального склона в центральной ча-сти моря между Крымским п-овом и Анатолийским побережьем.
Первоочередной задачей при исследованиях динамики вод прибрежного экотона у ЮБК является систематизация новых представлений о режиме, структуре и закономерностях циркуляции вод, полученных на полигоне у м. Кикинеиз за последнее десятилетие при анализе статистических характе-ристик квазистационарного течения [22–25]. Ранее существование в прибреж-ной зоне у ЮБК мономодального течения практически не обсуждалось. В [19, 21]утверждается, что в прибрежных зонах Кавказского, Крымского и запад-ного побережья (район м. Калиакра) Черного моря единственной статистиче-ски достоверной характеристикой режима циркуляции вод является бимодаль-ное распределение повторяемости направления прибрежных течений, парал-лельных береговой черте. При этом на шельфе Северо-Кавказского побережья за 5,5 лет непрерывного эксперимента установлен факт явного преобладания, более чем в 7 раз, продолжительности северо-западного (циклонического) пе-реноса вод по сравнению с юго-восточным переносом [21]. В [19] приведены сведения, согласно которым у побережья Кавказа большинство мезомасштаб-ных циклонических и антициклонических вихрей перемещаются вместе с ме-андрами в том же направлении, что и поток ОЧТ. В [30] в течение 5 сут при регистрации радиолокационных спутниковых снимков прибрежной зоны, про-водившейся одновременно с ежесуточными съемками течений на разрезах вблизи Геленджика, отслежено перемещение антициклонического вихря в направлении генерального потока ОЧТ. В [31] по расчетам, выполненным на основе гидродинамической модели, при учете реального атмосферного воздей-ствия у побережья ЮБК в полях течений преобладала циклоническая завих-ренность, а между береговой линией и ОЧТ формировались и развивались ан-тициклонические мезомасштабные круговороты, которые за время своего су-ществования (до 5 сут) перемещались по направлению движения ОЧТ.
В условиях интенсивной изменчивости и выраженного бимодального рас-пределения повторяемости направления циркуляции прибрежных вод у ЮБК выявлены режимные характеристики мономодального течения западо-юго-за-падного направления. Среднегодовой поток прибрежных вод на удалении 0,5 км от берега ориентирован циклонически относительно глубокого моря по-добно прибрежной периферии ОЧТ на траверзе м. Кикинеиз. На рис. 1, a пред-ставлены хронологические за 2002–2020 гг. реализации изменчивости средне-годового модуля скорости прибрежного течения на горизонтах 5, 10, 15, 20 м, на рис. 1, b – реализации соответствующих среднегодовых значений направле-ний течения. Осредненные модули горизонтальной компоненты скорости те-чения имеют максимальные значения в приповерхностном слое и изменяются в определенных пределах. Так, среднемноголетний модуль скорости течения на горизонте 5 м за 7-летний период 2002–2008 гг. имел значение 8,2 см/с [25]; за 9-летний период 2008–2016 гг. – 8,4 см/с [23]; за трехлетний период 2017–2019 гг. – 7,8 см/с [24]. Максимумы среднегодовой скорости прибрежного те-чения на горизонте 5 м зарегистрированы в 2006, 2007 и 2014 гг. со значениями 9,0; 9,1 и 9,4 см/с соответственно, минимумы – в 2003 и 2020 гг. со значениями 6,9 и 5,8 см/с соответственно.

Р и с. 1. Хронологические реализации изменчивости за 2002–2020 гг. среднегодовых значений модуля скорости (a) и направления (b) прибрежного течения на горизонтах 5, 10, 15, 20 м (крас-ная, зеленая, оранжевая и синяя линии соответственно)
F i g. 1. Chronological realizations of variability (2002–2020) of the average annual values of velocity module (a) and direction (b) of the coastal current at the 5, 10, 15 and 20 m horizons (red, green, orange and blue lines, respectively)

Результаты расчета режимных характеристик среднего сдвигового по глу-бине течения, вычисленных из среднегодовых реализаций за 19-летний период измерений на гидрологических горизонтах 5, 10, 15, 20 м, приведены в таб-лице, где указаны оценки соответствующих среднеквадратических отклоне-ний для модуля скорости (СКО1) и направления течения (СКО2), которые ха-рактеризуют диапазоны изменчивости режимных характеристик среднего те-чения по глубине, а также коэффициент вариации среднего течения KV (соот-ношение между СКО1 и значением среднемноголетней скорости течения).

Среднемноголетняя скорость прибрежного течения на горизонте 5 м имеет значение 8,1 см/с и направление 253° при плавном снижении скорости к гори-зонту 20 м до 7,0 см/с и направлении 217°. Уменьшение скорости от припо-верхностного к придонному слою обусловлено фрикционным эффектом, а ста-ционарный циклонический разворот прибрежного течения к придонному слою формируется при обтекании потоком локально неоднородной структуры рель-ефа дна в месте измерений при глубине 28 м [23]. При этом вдольбереговое течение на каждом горизонте ориентировано вдоль соответствующей изобаты рельефа дна, подобно тенденции движения вод ОЧТ у ЮБК над свалом глу-бин 1 [13]. Коэффициент вариации KV на всех четырех горизонтах имеет значения на порядок меньше 1. Так как вклад переменной составляющей среднемноголетнего вдольберегового потока вод незначителен, то вблизи м. Кикинеиз на годовых масштабах явно доминирует квазистационарное мономодальное течение.
Вдольбереговое течение подвержено воздействию различного вида инер-ционных и субинерционных вихре-волновых возмущений при их генерации и распространении в прибрежно-шельфовой зоне. При анализе изменчивости структуры течений у ЮБК выделена существенная трансформация эллиптиче-ского вида орбитальной циркуляции вод. Орбитальные движения вод при рас-пространении вихре-волновых колебаний у побережья трансформируются в коллинеарную с вдольбереговым течением систему практически возвратно-поступательных колебаний соответствующих масштабов [22–25]. Подобная трансформация орбитальных колебаний вод в возвратно-поступательные дви-жения вдоль берега ранее выделена у Северо-Кавказского побережья [21]. По результатам статистического анализа натурных данных достоверно установ-лено, что бимодальная структура повторяемости направления течения у ЮБК возникает только при значениях модуля орбитальных скоростей возмущения, бóльших модуля скорости вектора мономодального вдольберегового течения [22, 25]. В ином случае колебания скорости вдольберегового потока за период возмущения происходят практически без изменений направления мономо-дального течения. Например, эмпирическая функция распределения плотно-сти вероятности, вычисленная для горизонта 10 м за 19 лет мониторинга в уг-ловых сегментах 3° по ~ 2 млн. базовых пятиминутных отсчетов направления течения, демонстрирует асимметричную узконаправленную бимодальную структуру распределения повторяемости направления течения. Прямая мода циклонической направленности течения зарегистрирована в 74% случаев при максимуме в сегменте 238–241°, а диаметрально ей противоположная мода – в 26% случаев при максимуме в сегменте 58–61°. При аналогичной обработке центрированных векторных рядов течений, т. е. тех же самых реализаций, но с вычетом вклада значения среднего вектора течения, во всех случаях выделя-ются бимодальные распределения повторяемости направления остаточного те-чения, близкие к равновероятному и квазисимметричному виду [22]. Таким об-разом, при отсутствии среднего течения и наличии в реализациях вклада пол-ных периодов разномасштабных волновых колебаний вод бимодальное рас-пределение направления циркуляции прибрежных вод должно иметь равнове-роятный симметричный вид. Такой вид распределения получен в экспери-менте на северо-восточном шельфе у Южной Озереевки в точке 3 на удалении 0,2 км от берега [19].
Как известно, в прибрежных зонах океанов и морей существуют особые типы длинноволновых движений, которые обусловливают динамику этих зон, приводя к захвату и аккумулированию волновой энергии, меандрированию те-чений, образованию мезомасштабных вихрей 8. Генерация, распространение и диссипация длинных волн является откликом морской среды на внешние воздействия, а процесс приспособления сопровождается переходом части энергии возмущений в энергию длинных волн различной природы. Длинные волны в морях имеют линейный масштаб от десятков до сотен километров, а периоды – от минут до месяцев. Такие длинноволновые движения, как захва-ченные берегом волны, наиболее эффективно генерируются колебаниями вдольберегового напряжения ветра. В районе наблюдений ветер может воз-буждать такие волны с пространственным масштабом порядка протяженности береговой линии. Параметры этих волн, как правило, соответствуют простран-ственно-временным масштабам вынуждающих атмосферных систем. Захва-ченные берегом волны на субинерционных частотах распространяются в цик-лоническом относительно глубокого моря направлении, в Северном полуша-рии оставляя берег справа.
В 90-е годы XX в. МГИ активно проводил комплексные экспедиционные и модельные исследования динамики субинерционных захваченных волн в прибрежной зоне ЮБК с целью определения видов и пространственно-вре-менных характеристик волн, оценки влияния физико-географических условий района наблюдений на волновую структуру и характеристики. Представлен-ные в монографии 9 и в работе [32] результаты комплексного анализа матери-алов этих исследований использованы при сопоставлениях характеристик ква-зиинерционных и субинерционных колебаний течений, выявленных по натур-ным данным за 2002–2020 гг. в прибрежной зоне у м. Кикинеиз. В реализациях изменчивости вдольберегового течения у ЮБК, полученных на платформе МГИ, содержится интегральная информация о разномасштабных колебаниях вод прибрежно-шельфовой зоны. По результатам спектрального анализа си-стематизирован энергетический вклад интенсивных вихре-волновых колеба-ний прибрежных вод в изменчивость вдольберегового течения. Анализ распре-деления дисперсии колебаний течений по частотам позволил систематизиро-вать частотно-временную локализацию максимумов концентрации плотности кинетической энергии при вкладе интенсивных колебаний прибрежного тече-ния у ЮБК в диапазоне инерционно-гравитационных, субинерционных и се-зонных колебаний.
Генеральная совокупность из 7,9 млн. пар векторных компонентов, полу-ченных за 19 лет на горизонтах 5, 10, 15, 20 м со стационарной платформы с базовым интервалом векторного осреднения 5 мин, позволяет комплексно исследовать особенности структуры и динамику цугов короткопериодных внутренних волн, играющих важную роль в стоке энергии длинных волн на шельфе бесприливного Черного моря [8–10]. Однако в настоящей работе ре-зультаты таких исследований не рассматриваются.
8 Волны в пограничных областях океана / В. В. Ефимов [и др.]. Л. : Гидрометеоиздат, 1985. 280 с.
9 Иванов В. А., Янковский А. Е. Длинноволновые движения в Черном море. Киев : Наукова думка, 1992. 110 с.
При анализе среднечасовых данных изменчивости течений в прибрежной зоне у м. Кикинеиз достоверно выделены интенсивные колебания локального инерционного (17,1 ч) и суточного периодов [24]. Причины генерации, суще-ствования и возможные разновидности колебаний указанных периодов изло-жены в монографии 9 и в работе [32], где отмечено, что такие колебания по своим свойствам подобны длинноволновым движениям. При дальнейшей об-работке вклад колебаний течений в этом диапазоне изменчивости был удален методами цифровой фильтрации. На основе анализа среднесуточных век-торно-осредненных данных выделены два достоверных раздельных спектраль-ных пика кинетической энергии колебаний на периодах  6 и 12 сут [24, 25]. В [19] приведены сведения о том, что в северо-восточной части Черного моря ранее экспериментально выделены волнообразные колебания стрежня ОЧТ с периодами  6 и 12 сут, которые в отдельных случаях превращаются в боль-шие циклонические и антициклонические меандры, в которых формируются мезомасштабные циклонические и антициклонические вихри. В [32] показано, что колебания прибрежных вод с периодом  6 сут связаны со сгонно-нагонной циркуляцией вод Черного моря, имеющей у ЮБК периодичность 5–7 сут. Фор-мирование осцилляций прибрежных вод с периодом  12 сут объясняется ме-андрированием ОЧТ и генерацией субинерционных захваченных берегом волн, пространственно-временные характеристики которых исследованы при натурных измерениях и численном моделировании 9 [32]. Результаты ком-плексного анализа данных этих экспериментов позволили идентифицировать колебания с периодом  12 сут как захваченные берегом волны с простран-ственным масштабом порядка длины береговой линии Черного моря. Эти за-хваченные волны генерируются удаленным ветровым воздействием и распро-страняются вдоль побережья коллинеарно с мономодальным вдольбереговым течением, оставляя берег справа. С целью дальнейшей спектральной обра-ботки вклад колебаний прибрежного течения в субинерционном диапазоне из-менчивости был устранен методами цифровой фильтрации.
Спектральный состав сезонной изменчивости вдольберегового течения был исследован при использовании линейных оценок спектра после устране-ния из многолетних хронологических реализаций вклада интенсивных инер-ционно-гравитационных и субинерционных колебаний. Спектры распределе-ния плотности кинетической энергии, рассчитанные по среднемесячным век-торно-осредненным данным, содержат статистически достоверные колебания течения на годовом периоде, а также интенсивные колебания вблизи второй и третьей годовых гармоник, выделяемые с различной достоверностью. На рис. 2 приведены результаты расчета среднемноголетних спектров сезонной изменчивости прибрежного течения на горизонтах 5, 10, 15, 20 м для колеба-ний в диапазоне периодов 75 сут – 6 лет с указанием размера 95%-ного дове-рительного интервала.
С глубиной интенсивность колебаний течения вблизи второй годовой гар-моники достоверно снижается и на горизонтах 10, 15, 20 м уже не превышает значений 95%-ного доверительного интервала. На горизонте 20 м снижается интенсивность колебаний также вблизи третьей годовой гармоники, т. е. ин-тенсивность колебаний прибрежного течения в сезонном диапазоне изменчи-вости затухает от приповерхностного к придонному слою. Для сопоставлений
были использованы достоверные результаты многолетнего натурного экспе-римента, обеспечивающие надежное представление об энергонесущих часто-тах сезонной изменчивости уровня Черного моря [33]. В указанной работе представлен средний спектр колебаний уровня моря, рассчитанный по много-летним данным высокоточной альтиметрии с искусственных спутников Земли миссии TOPEX/Poseidon, и отмечено, что два главных максимума годового и полугодового периодов обусловлены сезонными изменениями тангенциаль-ного напряжения трения ветра. Два дополнительных максимума спектра коле-баний уровня моря на периодах  280 и 125 дней, по-видимому, как отмечено в [33], соответствуют внутренней изменчивости циркуляции Черного моря.

Р и с. 2. Спектры плотности кинетической энергии колебаний прибрежного течения в диапазоне периодов 75 сут – 6 лет на горизонтах 5, 10, 15, 20 м (красная, зеленая, оранжевая, синяя линии соответственно) при 95%-ном доверительном интервале
F i g. 2. Density spectra of the kinetic energy of the coastal current fluctuations within the range 75 days–6 years at the 5, 10, 15 and 20 m horizons (red, green, orange and blue lines, respectively) at the 95% confidential interval

В настоящей работе представлены основные сведения по исследованию особенностей разномасштабной циркуляции вод у побережья Крыма; деталь-ный анализ совокупности приведенных результатов еще предстоит выполнить. Полученные результаты способствуют совершенствованию информационной технологии контактного мониторинга разномасштабной изменчивости при-брежного течения на стационарном Черноморском гидрофизическом подспут-никовом полигоне МГИ с целью получения новых научных знаний о динамике вод прибрежного экотона.
Заключение
В настоящей работе обобщены результаты многолетнего за 2002–2020 гг. мониторинга разномасштабной изменчивости циркуляции вод прибрежношельфовой зоны Черного моря возле м. Кикинеиз (Южный берег Крыма). По детализации исследований режимных характеристик и диапазона изменчивости квазистационарного течения, охвату глубин и длительности натурного эксперимента сформированные материалы не имеют аналогов в практике отечественного и зарубежного инструментального мониторинга прибрежных течений Черного моря. На основе полученных материалов сформирована база векторных данных пространственно-временной изменчивости прибрежных течений на измерительных горизонтах 5, 10, 15, 20 м. Объем генеральной совокупности данных за 6940 сут мониторинга составил 666,24 тыс. пар среднечасовых значений компонентов вектора течения.
По результатам анализа совокупности натурных данных у м. Кикинеиз вдоль побережья достоверно выделено квазистационарное течение западоюго-западного направления. Среднегодовой модуль скорости вектора мономодального течения имел максимальные значения в приповерхностном слое и за время мониторинга изменялся в пределах 5,8–9,4 см/с. Эллиптический вид циркуляции вод от возмущений у побережья трансформируется практически в возвратно-поступательные колебания, что способствует формированию бимодального распределения повторяемости направления вдольберегового течения. Бимодальная структура вдольберегового течения возникает только в случае доминирования модуля орбитальной скорости возмущения над модулем скорости вектора мономодального течения. По результатам спектрального анализа достоверно выделены интенсивные колебания квазистационарного течения в гравитационно-инерционном, субинерционном и сезонном диапазонах изменчивости. В субинерционном и сезонном диапазоне изменчивости выражена тенденция снижения интенсивности колебаний течения от приповерхностного к придонному слою.
Обеспечение высокой точности и качества данных инструментального мониторинга, выполняемого отечественными эйлеровыми измерителями течений на постоянной основе in situ у м. Кикинеиз (Южный берег Крыма), остается одной из приоритетных задач МГИ. Репрезентативный эксперименталь1ный материал необходим для валидации и совершенствования современных локальных численных моделей с целью достоверного анализа и прогноза состояния и изменчивости циркуляции вод прибрежного экотона.
 

1. Belyaev, V.I., Doroguntsov, S.I., Sovga, E.E. and Nikolaenko, T.S., 2001. Estimation of Degree of Anthropogenic Loads on Costal Zones and Ecotones of the Black Sea Coast of Ukraine. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (1), pp. 55-63 (in Russian).

2. Pokazeev, K., Sovga, E. and Chaplina, T., 2021. Pollution in the Black Sea: Observations about the Ocean’s Pollution. Cham: Springer, 213 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61895-7

3. Koveshnikov, L.A., Ivanov, V.A., Boguslavsky, S.G., Kazakov, S.I. and Kaminsky, S.T., 2001. Problems of Heat and Dynamic Interaction in a Sea - Atmosphere - Land System of the Black Sea Region. In: MHI, 2001. Ekologicheskaya Bezopasnost' Pribrezhnykh i Shel'fovykh Zon i Kompleksnoe Ispol'zovanie Resursov Shel'fa [Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources]. Sevastopol: ECOSI-Gidrofizika. Iss. 3, pp. 9-52 (in Russian).

4. Ostrovskii, A.G. and Zatsepin, A.G., 2016. Intense Ventilation of the Black Sea Pycnocline due to Vertical Turbulent Exchange in the Rim Current Area. Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 116, pp. 1-13. doihttps://doi.org/10.1016/j.dsr.2016.07.011

5. Zatsepin, A.G., Elkin, D.N., Korzh, A.O., Kuklev, S.B., Podymov, O.I., Ostrovskii, A.G. and Soloviev, D.M., 2016. On Influence of Current Variability in the Deep Black Sea upon Water Dynamics of Narrow North Caucasian Continental Shelf. Physical Oceanography, (3), pp. 14- 22. doihttps://doi.org/10.22449/1573-160X-2016-3-14-22

6. Morozov, A.N., Zatsepin, A.G., Kuklev, S.B., Ostrovskii, A.G. and Fedorov, S.V., 2017. Vertical Structure of Currents in the Upper Part of the Continental Slope of the Black Sea in the Region of Gelendzhik. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 53(6), pp. 632-640. doihttps://doi.org/10.1134/S0001433817060093

7. Morozov, A.N., 2018. Vertical Structure of Current Velocity Shears in the Main Pycnocline of the Black Sea Based on the in situ Data in 2016. Physical Oceanography, 25(6), pp. 472-478. doihttps://doi.org/10.22449/1573-160X-2018-6-472-478

8. Serebryany, A.N. and Ivanov, V.A, 2013. Study of Internal Waves in the Black Sea from Oceanography Platform of Marine Hydrophysical Institute. Fundamentalnaya i Prikladnaya Gidrofizika, 6(3), pp. 34-45 (in Russian).

9. Ivanov, V.A., Shul’ga, T.Ya., Bagaev, A.V., Medvedeva, A.V., Plastun, T.V., Verzhevskaia, L.V. and Svishcheva, I.A., 2019. Internal Waves on the Black Sea Shelf near the Heracles Peninsula: Modeling and Observation. Physical Oceanography, 26(4), pp. 288-304. doihttps://doi.org/10.22449/1573-160X-2019-4-288-304

10. Serebryany, A., Khimchenko, E., Popov, O., Denisov, D. and Kenigsberger, G., 2020. Internal Waves Study on a Narrow Steep Shelf of the Black Sea Using the Spatial Antenna of Line Temperature Sensors. Journal of Marine Science and Engineering, 8(11), 833. doihttps://doi.org/10.3390/jmse8110833

11. Goryachkin, Yu.N. and Ivanov, V.A., 2006. [The Black Sea Level: Past, Present and Future]. Sevastopol: MHI, 210 p. (in Russian).

12. Ivanov, V.A. and Belokopytov, V.N., 2013. Oceanography of the Black Sea. Sevastopol: MHI, 210 p.

13. Blatov, A.S., Bulgakov, N.P., Ivanov, V.A., Kosarev, A.N. and Tuzhilkin, V.S., 1984. Variability of Hydrophysical Fields of the Black Sea. Leningrad: Gidrometeoizdat, 240 p. (in Russian).

14. Krivosheya, V.G., Plakhin, E.A., Savin, M.T. and Titov, V.B., 1980. [On the Annual Variability of Currents on the Shelf of the Caucasian Coast of the Black Sea]. Okeanologiya, 20(1), pp. 34- 39 (in Russian).

15. Ovchinnikov, I.M., Titov, V.B., and Krivosheia, V.G., 1986. [New Data on the Time Variability of Currents According to the Results of Perennial Measurements from a Stabilized Buoy of the Black Sea Shelf]. Doklady Akademii Nauk SSSR, 286(5), pp. 1250-1254 (in Russian).

16. Ovchinnikov I. M., Titov V. B. Anticiklonicheskaya zavihrennost' techeniy v pribrezhnoy zone Chernogo morya // Doklady AN SSSR. 1990. T. 314, № 5. S. 1236-1239.

17. Titov, V.B., 1992. Statistical Characteristics and the Variability of Currents over the Western Black Sea Shelf. Soviet Journal of Physical Oceanography, 3(2), pp. 131-139. doihttps://doi.org/10.1007/BF02197619

18. Latun, V.S., 2001. Currents’ Structure near the South Coast of Crimea. In: MHI, 2001. Ekologicheskaya Bezopasnost' Pribrezhnykh i Shel'fovykh Zon i Kompleksnoe Ispol'zovanie Resursov Shel'fa [Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources]. Sevastopol: ECOSI-Gidrofizika. Iss. 3, pp. 53-56 (in Russian).

19. Krivosheya, V.G., Titov, V.B., Ovchinnikov, I.M., Moskalenko, L.V. Skirta, A.Yu. and Monakhov, V.V., 2001. New Data on the Current Regime on the Shelf of the Northeastern Black Sea. Oceanology, 41(3), pp. 307-316.

20. Belokopytov, V.N., Sarkisov, A.A. and Shchurov, S.V., 2003. Currents near the Part of the Crimean Coast from the Sarych Cape to Katcivelli. In: MHI, 2003. Ekologicheskaya Bezopasnost' Pribrezhnykh i Shel'fovykh Zon i Kompleksnoe Ispol'zovanie Resursov Shel'fa [Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources]. Sevastopol: ECOSI-Gidrofizika. Iss. 8, pp. 64-68 (in Russian).

21. Krivosheya, V.G., Moskalenko, L.V. and Titov, V.B., 2004. On the Current Regime over the Shelf near the North Caucasian Coast of the Black Sea. Oceanology, 44(3), pp. 331-336.

22. Kuznetsov, A.S., Ivanov, V.A. and Zima, V.V., 2017. Peculiarities of Mesoscale Water Dynamics near the South Coast of Crimea in 2008-2016. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 32-39 (in Russian).

23. Ivanov, V.A., Kuznetsov, A.S. and Morozov, A.N., 2019. Monitoring Coastal Water Circulation along the South Coast of Crimea. Doklady Earth Sciences, 485(2), pp. 405-408. doihttps://doi.org/10.1134/S1028334X19040044

24. Kuznetsov, A.S., Zima, V.V. and Shcherbachenko, S.V., 2020. Variability of Characteristics of the Coastal Current at the Southern Coast of Crimea in 2017-2019. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 5-16. doihttps://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-3-5-16 (in Russian).

25. Kuznetsov, A.S., 2020. Structure of the Coastal Current Direction Bimodality at the Southern Coast of Crimea in 2002-2008. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (4), pp. 78-88. doihttps://doi.org/10.22449/2413-5577-2020-4-78-88 (in Russian).

26. Ivanov, V.A. and Dulov, V.A., eds., 2014. Monitoring of the Coastal Zone in the Black Sea Experimental Sub-Satellite Testing Area. Sevastopol: ECOSY-Gidrofizika, 526 p. (in Russian).

27. Kuznetsov, A.S., Ivanov, V.A. and Zima, V.V., 2014. [Features of the Dynamics of Currents near the Southern Coast of Crimea and Prospects for the Use of Information Technology in Field Studies]. In: MHI, 2014. Ekologicheskaya Bezopasnost' Pribrezhnykh i Shel'fovykh Zon i Kompleksnoe Ispol'zovanie Resursov Shel'fa [Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources]. Sevastopol: ECOSI-Gidrofizika. Iss. 28, pp. 42- 50 (in Russian).

28. Kuznetsov, A.S., 2018. System of Assessment of the Vector Data Quality and Opportunity of Antenna Measurements of Currents. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 50-57. doihttps://doi.org/10.22449/2413-5577-2018-1-50-57 (in Russian).

29. Korotaev, G., Oguz, T., Nikiforov, A. and Koblinsky, C., 2003. Seasonal, Interannual, and Mesoscale Variability of the Black Sea Upper Layer Circulation Derived from Altimeter Data. Journal of Geophysical Research: Oceans, 108(C4), 3122. doihttps://doi.org/10.1029/2002JC001508

30. Serebryany, A. and Lavrova, O., 2008. [Anticyclonic Eddy on the Northeastern Black Sea Shelf: Joint Analysis of Satellite Images and Acoustic Probing Data of the Water Column]. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa, 5(2), pp. 206-215 (in Russian).

31. Demyshev S. G., Evstigneeva N. A. Modeling Meso- and Sub-Mesoscale Circulation Along the Eastern Crimean Coast Using Numerical Calculations // Izvestiya, Atmospheric and Ocean Physics. 2016. Vol. 52, iss. 5. P. 560-569. doihttps://doi.org/10.1134/S0001433816050042

32. Ivanov, V.A. and Yankovsky, A.E., 1995. Dynamics of the Crimea Shelf Waters in Summer. Physical Oceanography, 6(3), pp. 201-217. doihttps://doi.org/10.1007/BF02197518

33. Korotaev, G.K., Saenko, O.A. and Koblinsky, C.J., 2001. Satellite Altimetry Observations of the Black Sea Level. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 106(C1), pp. 917-933. doihttps://doi.org/10.1029/2000JC900120

34. Ovchinnikov, I.M. and Titov, V.B., 1990. Anti-Cyclonic Vorticity of Currents in the Offshore Zone of the Black Sea. Doklady Akademii Nauk SSSR, 314(5), pp. 1236-1239 (in Russian).

35. Demyshev, S.G. and Evstigneeva, N.A., 2016. Modeling Meso- and Sub-Mesoscale Circulation Along the Eastern Crimean Coast Using Numerical Calculations. Izvestiya, Atmospheric and Ocean Physics, 52(5), pp. 560-569. doihttps://doi.org/10.1134/S0001433816050042