№ 1 (2024)

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. В феврале основной поток стремится в открытое море. В мае и июне значительно увеличивается повторяемость течений в сторону береговой линии, при этом в начале лета растет доля потоков, направленных на юго-восток. В июле течения с направлением на юго-восток и от берега становятся почти одинаковыми по повторяемости. С августа по ноябрь вырастает доля течений, направленных от берега, при постепенном уменьшении повторяемости потоков на юго-восток. В многолетнем выражении преобладает поток, направленный от берега в открытое море (повторяемость 34.3 %). Этот же поток обладает и наибольшей средней скоростью (0.053 м/с). Повторяемости вдольбереговых потоков, направленных на юго-восток и северо-запад, почти одинаковы, но при этом течения на северо-запад гораздо интенсивнее.

По результатам анализа средних за десятилетие 2013–2022 гг. статистических и спектральных характеристик мезомасштабной и синоптической изменчивости поля ветра приводного слоя атмосферы и приповерхностного течения выделены закономерности и особенности изменчивости ветра и квазистационарного вдольберегового течения у м. Кикинеиз Южного берега Крыма. Комплексный инструментальный мониторинг выполнен кластерами гидрометеорологических и океанологических измерителей в условиях открытого моря со стационарной океанографической платформы Черноморского гидрофизического подспутникового полигона Морского гидрофизического института РАН. Для количественных оценок значений и выявления тенденций в межсезонной изменчивости характеристик поля ветра и течения использован набор хронологических последовательностей среднечасовых векторно-осредненных данных за полугодия май – октябрь и ноябрь – апрель. В выделенные временные периоды у побережья наблюдались явные сезонные различия в термической структуре и динамике как приповерхностного поля ветра, так и прибрежных вод. На основе материалов инструментального мониторинга исследованы особенности циркуляции прибрежных вод при сезонной изменчивости местных ветровых условий. По результатам спектрального анализа получены оценки энергетического вклада бризовой циркуляции ветра в период сезонной интенсификации мезомасштабной изменчивости вдольберегового течения. В течение всего годового цикла у побережья в море наряду с фоновым крупномасштабным полем ветра выявлены разномасштабные вдольбереговые возвратно-поступательные колебания ветра, ориентированные параллельно хребту Главной гряды Крымских гор. Такие колебания ветра влияют на изменчивость вдольбереговой циркуляции прибрежных вод, что позволяет исследовать условия и особенности формирования бимодального распределения повторяемости направления квазистационарного вдольберегового течения у м. Кикинеиз.

Углекислый газ является одним из климатообразующих веществ, его поступление в атмосферу и дальнейшее перераспределение в водах Мирового океана играют значительную роль в формировании климата на Земле и влияют на характеристики вод. Изучение внутренних морей, таких как Черное море, позволяет исследовать влияние атмосферного СО₂ на характеристики вод и оценить вклад региональных экосистем в общий бюджет СО₂ вод Мирового океана. В работе приведены количественные оценки потока СО₂ на границе с атмосферой, проанализирована его направленность, выделены факторы, определяющие величину потока СО₂ в северо-восточной части Черного моря в холодный период. Для анализа использованы данные, полученные в ходе экспедиционных исследований на НИС «Профессор Водяницкий» в декабре 2022 г. Величина потока углекислого газа на границе вода – атмосфера рассчитывалась с учетом скорости ветра и градиента рСО₂ между поверхностью моря и приводным слоем атмосферы. По данным прямого определения рСО₂, значения потока СО₂ в декабре 2022 г. изменялись в широких пределах от ‒0.05 до ‒8.74 ммоль·м^‒2·сут^‒1, среднее значение соответствовало ‒2.11 ± 1.79 ммоль·м^‒2·сут^‒1. Установлено, что в холодный период года поток СО₂ был направлен из атмосферы в поверхностный слой вод. Таким образом, воды Крымского побережья служат стоком атмосферного СО₂. Локальные минимумы потока наблюдались в юго-восточной части Крымского побережья. При анализе корреляционной связи потока СО₂ с температурой, скоростью ветра и ΔрСО₂ наиболее сильная связь выявлена со скоростью ветра (‒0.93), слабая – с ΔрСО₂ (0.22). Следовательно, интенсивность потока СО₂ на границе с атмосферой определялась скоростью ветра. Однако направление потока зависело от ΔрСО₂. Вклад температуры проявлялся в изменении концентрации СО₂ в водной толще.

Концентрация биогенных веществ в воде морских устьев рек является лимитирующим фактором жизнедеятельности гидробионтов. Поэтому исследование этого параметра важно для оценки и прогнозирования современного состояния устьевых экосистем. До настоящего времени изменчивость концентрации биогенных веществ анализировали по средним значениям за неоднородные или короткие периоды, экстремумам или данным отдельных съемок, что не отражало режима этих элементов в современный климатический период. Цель работы – дать современную характеристику изменчивости содержания биогенных веществ в воде устьевого взморья р. Черной и оценить качество воды по этим компонентам экосистемы. Для анализа использовались материалы гидрохимических съемок за 1991–2020 гг. Качество воды оценивали по индексу загрязненности воды биогенными веществами, а самоочищающую способность устьевого взморья – по индексу трансформации отдельных биогенных веществ. Установлено, что распределения концентраций биогенных веществ крайне асимметричные. В связи с этим впервые использованы распределения медианных концентраций нитратов, нитритов, аммонийного азота и фосфатов в воде устьевого взморья р. Черной, которые в рассматриваемом районе не превышали предельно допустимых значений. Анализ временной изменчивости средней годовой концентрации биогенных веществ показал отсутствие значимых тенденций. Полученные результаты могут использоваться в балансовых оценках и расчетах ассимиляционной емкости устьевого взморья р. Черной.

Оценено качество морской среды бухты Ласпи в районе урочища Батилиман по основным химико-микробиологическим параметрам в периоды различной рекреационной нагрузки на акваторию. Материалом для исследования послужили пробы воды и обрастаний, отобранные в мае, июле и октябре 2023 г. Качественный и количественный состав углеводородов определялся на базе НОЦКП «Спектрометрия и хроматография» ФИЦ ИнБЮМ методом газовой хроматографии на хроматографе «Кристалл 5000.2» с пламенно-ионизационным детектором. Для идентификации вероятных источников поступления органических веществ использовали диагностические маркеры происхождения углеводородов. Численность групп бактерий (сапрофитных гетеротрофных, углеводородокисляющих, липолитических и фенолокисляющих) определяли методом предельных десятикратных разведений с использованием элективных питательных сред. Концентрация углеводородов в прибрежных водах урочища Батилиман с мая по октябрь 2023 г. составляла 0.013–0.304 мг∙л^–1. Состав н-алканов указывал на отсутствие нефтяного загрязнения в исследуемой акватории. Превышение ПДК для углеводородов, отмеченное в июле на одной из станций, носит природный характер и связано с активным поступлением аллохтонных соединений. Количественная оценка обозначенных групп бактерий в воде и микроперифитоне макрообрастаний указывает на возрастание численности индикаторных групп бактерий во всех пробах, отобранных в июле. Тем не менее результаты исследования углеводородного фона и количественной оценки основных микробиологических показателей в воде и микроперифитоне макрообрастаний указывают на то, в акватории урочища Батилиман активно происходят процессы бактериального самоочищения. По микробиологическим показателям исследуемый участок можно отнести к условно-чистым акваториям.