Сайт кафедри  географії ДНУ
Кафедра географії історичного факультету Дніпровського національного університету імені Олеся Гонара     
.
Навігація


Форма входу
    Вітаємо на нашому сайті!

Ищенко М. А.*, Дарницкий В. Б.**

*Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева, соискатель;

**Тихоокеанский научно-исслед. рыбохозяйственный центр, в.н.с., к.геогр.н.

дифференциация квазициклических процессов в океане

в районе подводных гор и архипелагов

 

С 1965 по 1995 гг. ТИНРО проводил беспрецедентный по масштабам мониторинг промысловой части экосистемы северо-запада Тихого океана (СЗТО) (рис.1). За этот период здесь было выполнено 22129725 гидрологических станций, сделано 113617 биологических анализов. Только за 20 лет исследований (1975–1995 гг.) было собрано и обработано 12415 проб ихтиопланктона, выполнено более 7 тыс. тралений на научно-поисковых судах, измерено более 300 тыс. экземпляров скумбрии, сардины, сайры, анчоуса, ставриды и других видов рыб. Для изучения динамики экосистемы привлекались также промысловая статистика советского рыбодобывающего флота и данные японского промысла (Дарницкий и др, 2003). С 1965 по 1972 гг. здесь были проведены комплексные исследования по международной программе CSK, которые послужили фундаментальной основой для изучения океанографии и ихтиопланктона этого района (Макеров, Муромцев, 1979).

С конца 70-х до начала 90-х гг. ДВНИГМИ выполнялась национальная программа «РАЗРЕЗЫ», разработанная на основе теории короткопериодных колебаний климата, основанной на концепции энергоактивных зон океана (Покудов, 1985; Нелезин и др., 2000). По данным океанографических и космических съемок была изучена динамика и структура субарктического фронта (Павлычев, 1972-1982; Булатов, 1973-2000; Дарницкий, Булатов, 1998-2002). Установлено, что суперпозиции 6 основных взаимодействующих струй Куросио и Ойясио с включенными в них вихрями в процессе эволюции имеют много степеней свободы. Меняются как размеры и интенсивность стриммеров, так и взаимодействующих с ними вихрей разного знака. Происходит периодическая диссипация старых и генерация новых вихрей. Полимодальность струйных и вихревых взаимодействий восточнее о. Хонсю приводит к сложной топологической структуре субарктического фронта, выражающейся в периодической разрывности и слиянии вторичных фронтов различных масштабов, хаотизации распределения структурных элементов водных масс и бифуркации течений (Дарницкий, 1990; Дарницкий, Булатов, 2002; Дарницкий, Каневский, 2006). Изучены многие закономерности формирования пелагического ихтиоцена зоны течения Куросио (Новиков, 1960-1989; Беляев, 2000, 2003).

img985

Рис. 1. Обобщенная схема морских исследований пелагиали СЗТО [3]

(1 – ихтиопланктонные и гидрологические работы в районе нереста (сеть ИКС-80);    2 – ихтиопланктонные и гидрологические работы в зоне выноса; 3 – комплексные траловые и гидрологические работы в районе нагула; 4- границы 200-мильных экономических зон Японии и России; 5 – течение Куросио; 6 – течение Ойясио; 7 – южный Субарктический фронт; 8 – северный Субарктический фронт)

 

В эпипелагиали Куросио и сопредельных водах обитает на разных стадиях онтогенеза более 700 видов рыб, относящихся к 215семействам, однако ядро ихтиоцена составляет всего 3% от общего числа видов. Это в основном субтропические по происхождению виды, преимущественно относящиеся к прибрежным (неритическим) экологическим группировкам. Сюда же входят и все массовые пелагические рыбы: скумбрия, сардина, анчоус, ставрида, сайра (Новиков, 1985; Беляев, 2000).

В течение последних 40 лет XX в., несмотря на значительные колебания уловов отдельных видов (например, минимальный вылов сардины был в 700 раз меньше максимального), суммарный вылов всех видов по годах изменялся в гораздо меньшей степени (в 3-5 раз). Колебания суммарных биомасс пелагических видов в период с 1960 по 1995 год были более значительными: 5-8 млн.т в 60-е гг., 10-17 млн. т в 70-е гг., 6-7 млн. т в 90-е гг.

Установлено, что квазициклические колебания характерны для различных элементов экосистемы СЗТО: от океанографических параметров (Нелезин, 1993, 1995) до последних звеньев трофической цепи экосистемы, и охватывают диапазон от суточного и синоптического масштабов до десятков лет (Дарницкий, Вологдин, Бомко, 2001). Далеко не все экосистемные связи в этой макроэкосистеме можно считать установленными.

Целью настоящей публикации является освещение квазициклических процессов в гидросфере с учетом того, что Японский архипелаг представляет сложную геоморфологическую структуру, включающую глубоководные желоба, хребты и подводные горы, окаймляющие Японию. Горизонтальная структура вод и течений здесь является одной из наиболее изученных в Мировом океане, возможно эквивалентом можно считать район Гольфстрима в Атлантике. Тем не менее, вертикальная структура и особенно ее пространственно-временная изменчивость еще требуют пристального внимания океанологов, особенно в районах локализации резких неоднородностей рельефа дна.

Обратим внимание на некоторые результаты, касающихся вертикальной структуры океанологических полей, полученных в экспедиции ДВНИГМИ КИСЗ-80 (Покудов, 1981), в которой довольно детально производилось изучение вихревой структуры Куросио и сопряженных вод на большой площади океана, прилегающей к Японии (Покудов, Тунеголовец, 1983).

Большое влияние на гидрологию вод к югу от о. Хонсю оказывает хребет Идзу-Огасавара. Возможно, впервые на это обратил внимание Японский океанолог Каваи (Kawai, 1979). С 1927 г. Каваи удалось идентифицировать около 90 вихрей, из них 20 – к западу от хребта. Каваи обнаружил, что вихри на глубине 400 м западнее хребта имели более низкую температуру, чем вихри восточнее хребта. Как известно, для вод субтропической структуры СЗТО характерно наличие минимума солености в промежуточном слое, который можно рассматривать как своеобразный пограничный слой, характеризующийся так же минимумом горизонтальных скоростей течений, как это установлено в экспедиции КИСЗ-80. Каваи установил, что минимальная соленость в вихрях севернее 30° с.ш. восточнее хребта ниже, чем в вихрях к западу от хребта на 0,1-0,3‰. При удалении от хребта соленость промежуточного минимума в вихрях по обе стороны от хребта становится сравнимой с фоновыми значениями. Таким образом, блокирующие эффекты топографии дна в промежуточных горизонтах оказываются сопоставимы по масштабам изменчивости термохалинных параметров с сезонными и межгодовыми изменениями.

В качестве изучения «медленной» части климатической системы океана нами исследовалась долгопериодная изменчивость термохалинных характеристик к югу и востоку от Японии в системе Куросио-САФ. Южный квадрат (30-35° с.ш., 135-140° в.д.) отражает динамику известного района меандрирования Куросио к западу от хребта Идзу-Огасавара и над ним (Южный Циклонический Меандр Куросио – ЮЦМК). Смежный с ним квадрат расположен к востоку от о. Хонсю (35-40° с.ш., 140-145° в.д.) и характерен периодическим развитием Большого Антициклонического Меандра Куросио (БАМК) в направлении к северу и северо-востоку от хребта Идзу (Покудов, Вельяотс, 1979). Районы этих макромасштабных структур представлены на (рис. 2).

Анализируя кривые временного хода температуры (рис. 3) в районах ЮЦМК и БАМК, можно заметить общие для них циклоничности. Наиболее ярко выражен общий 6-летний цикл, наблюдавшийся в период с 1974 по 1980 г., когда наблюдалось резкое падение температуры с 1974 по 1976 г. в районе ЮЦМК и с 1974 по 1977 г. в районе БАМК, затем наблюдалось увеличение температуры до 1980 г. в обоих районах. Этот резкий сдвиг термических условий был характерен для всего СЗТО в полях ТПО и атмосферной циркуляции в средине 70-х и отмечен многими зарубежными исследователями (Cayan, White, Miller, 1995; Sakmon, 1995).

В районе ЮЦМК в период с 1958 по 1965 г. наблюдался семилетний цикл с минимумом в 1961 г., а в районе БАМК примерно в этот же период наблюдались два цикла: 4 и 3 – летний, с 1957 по 1961 г., с минимумом в 1958 г. и с 1961 по 1964 г. с минимумом в 1963 г. Далее с 1965 по 1967 г. отмечался цикл большой амплитуды с минимумом в 1966 г. в районе ЮЦМК и с 1964 по 1967 г. прослеживался цикл в районе БАМК с минимумом также в 1966 г.. С 1967 по 1971 г. – цикл в районе ЮЦМК с минимумом в 1969 г., затем в этом районе до 1974 г. наблюдался 3-летний цикл с минимумом в 1972 г., в районе БАМК в этот период наблюдаются три двухлетних цикла с незначительными амплитудами, т.е. в эти годы температура воды мало изменялась в исследуемом районе (рис. 3).

рис6Безымянный44

Рис. 2. Районы СЗТО, принятые к обработке в данном исследовании

(а – ЮЦМК – район Южного Циклонического Меандра Куросио; БАМК – район Большого Антициклонического Меандра Куросио; б – условно показаны подводные хребты: Идзу, Шичито и Бонинский к югу от Японии.

рис 6Новый рисунок.png

Рис. 3. Амплитуда изменчивости осредненной температуры на горизонте 500 м

(а – район ЮЦМК, б – район БАМК)

 

Рассматривая межгодовую изменчивость температуры и солености в слое ее минимума на горизонте 500 м в период с 1950 по 1980 г. в районах ЮЦМК и БАМК, можно предположить на основе того, что температура воды понижалась в период с 1952 по 1954 г. до 5,9°С / в районе ЮЦМК, в районе БАМК – до 3,5°С, в период с 1959 по 1963 г. в районе ЮЦМК – до 6,5°С, в районе БАМК – до 4,5°С, в период с 1975 по 1980 г. в районе ЮЦМК – до 7°С, в районе БАМК – до 5,5°С (рис. 3), что в эти годы наблюдалась меандровая мода Куросио, проникая до больших глубин.

Кроме того, по результатам данного исследования можно сказать, что смена меандровой и шельфовой мод Куросио не ограничена указанными временными интервалами, а характеризуется короткопериодными биениями в периоды смены квазистационарных режимов (например, участок кривой между 1964-1965 г.г. и в периоды стационирования шельфовой моды). По-видимому, эти биения наблюдаются только в промежуточных слоях и поэтому не отмечались ранее, поскольку внимание специалистов было приковано к поверхностным слоям.

Для межгодовых изменений к западу от хребта Идзу была характерна своя колебательная система, хорошо отражающая известные периоды меандрирования Куросио, на фоне которых однако наблюдались более высокочастотные флуктуации температуры и солености (2-3 года и менее). Эти высокочастотные флуктуации были характерны также и для периодов «стационарного» существования меандровой и шельфовой мод струи Куросио к югу от о. Хонсю, которые в таком случае накладывались на длиннопериодные колебания.

Таким образом, приводимая информация свидетельствует о том, что крупномасштабные возмущения рельефа дна в океане могут генерировать вблизи них собственные частоты колебаний гидрофизических характеристик, которые в то же время отражают черты фоновых колебаний, во взаимодействии с которыми у подводных гор появляются новые высокочастотные моды.

 

Информационные источники:

1.Булатов Н.В. Исследования по использованию космической информации в изучении океана и рыбном промысле // ТИНРО – 75 лет (от ТОНС до ТИНРО-Центра). – Владивосток: ТИНРО-Центр, 2000. – С. 209-218.

2.Беляев В.А. Ихтиоцен эпипелагиали зоны течения Куросио и его динамика. Автореф дис. уч. степ. д-ра биол. наук. – М., 2000. – 42 с.

3.Беляев В.А. Экосистема зоны течения Куросио и ее динамика.– ТИНРО-Центр, Хабаровское отделение Хабаровское книжное издательство, 2004. – 382 с.

4.Беляев В.А., Федоров К.Е., Сакун О.Ф. Оогенез и особенности функции половых желез у рыб эпинеретического комплекса течения Куросио. – СПб.: Изд. С.-Петерб. ун-та, 2004. – 124 с.

5.Дарницкий В.Б., Булатов Н.В. Структура Субарктического фронта от Японии до 180º // Океанология. – 2002.– Т. 42. – № 3. – С. 337-347.

6.Дарницкий В.Б., Озерин В.К., Бомко С.П. Структурные особенности горизонтального распределения популяций сардины-иваси и японской скумбрии в период их высокой численности // Современные проблемы физиологии и экологии морских животных. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2003. – С. 289-299.

7.Нелезин А.Д. О многолетней изменчивости теплового состояния вод ЭАЗО Куросио. // Метеорология и гидрология.– 1993. – № 1. – С.47-54.

8.Нелезин А.Д. Изменчивость положения фронта Куросио в 1965-1991 гг. // Океанология. – 1993. – Т.33. – №4. – С.495-500.

9.Нелезин А.Д. О связи расходов Северного Пассатного течения и Куросио. // Океанология. – 1995.

10.  Нелезин А.Д., Манько А.Н., Дарницкий В.Б. Изучение гидрометеорологических условий северо-западной части Тихого океана в целях разработки фоновых прогнозов // Юбилейный вып. ДВНИГМИ. – Владивосток: ДАЛЬНАУКА, 2000. – С. 120-125.

11.  Покудов В.В., Вельяотс К.О. Аномальное меандрирование Куросио к югу от Японии в 1975-1978 гг. // Тр. ДВНИГМИ. – 1979. – Вып.77. – С. 61-69.

12.  Покудов В.В., Тунеголовец В.П. Результаты экспедиции КИСЗ-80 // Ч.III Вихри Филиппинского моря. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 101 с.

 

13.  Kawai H., Rings south of the Kuroshio and their possible roles in transport of the intermediate salinity minimum and in formation of the skipjack and albacore fishing grounds. – The Kuroshio IV. Proc.of the Forth Symp. for the Co-operating Study of the Kuroshio and Adjacent Regions. Japan Academy. – Tokyo, 1979. – Р. 250-273.


Новини


  Погода

  Партнеры

  Реклама

  Календарь

  Погода

.
Кафедра географії, історичний факультет Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (106 Географія, 242 Туризм, 014.07 Середня освіта (Географія))
© 2006-2019. Поширення матеріалів сайту дозволяється за умови посилання на www.ggf-dnu.org.ua
© Розроблення та підтримка сайту - Гаврюшин Олександр (admin@ggf-dnu.org.ua)