ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПРИДОННОГО СЛОЯ НА ШЕЛЬФЕ–КОНТИНЕНТАЛЬНОМ СКЛОНЕ В ЧЕРНОМ МОРЕ

  • А. Г. Зацепин Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • В. В. Кременецкий Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • О. И. Подымов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. Г. Островский Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/564-2291.JOR-2019.47(3).3
Ключевые слова: Черное море, шельфово-склоновая зона, северо-западное течение, придонный пограничный слой, экмановский перенос вниз по склону, кислородная вентиляция вод

Аннотация

Выполнено экспериментальное исследование возможности вентиляции аэробного слоя Черного моря, связанной с опусканием кислородосодержащих вод вниз по склону дна в экмановском пограничном слое. С этой целью в 2018 г. осуществлены две долговременные (на 1.5–2 месяца) постановки автоматических донных станций на шельфе/континентальном склоне в диапазоне глубин от 80 до 243 м на поперечном берегу разрезе на траверзе Толстого мыса Геленджикской бухты. Станции регистрировали гидрофизические (температура и соленость воды, давление и скорость течения) и гидрохимические (концентрация растворенного кислорода) параметры на расстоянии 0.5–2.5 м от дна. Получены данные, пригодные для оценки пространственно-временных масштабов перемещения воды в придонном слое вверх и вниз по склону, в зависимости от направления и интенсивности вдольберегового течения. Предварительный анализ данных измерений первой постановки подтвердил наличие перемещения придонных вод по склону в перпендикулярном берегу направлении. При этом в случае интенсивного вдольберегового течения северозападного направления в придонном слое наблюдалось опускание вод. Такой характер движения вод соответствует как геострофическому приспособлению, так и динамике придонного экмановского пограничного слоя. Однако диапазон изменения плотности вод в придонном слое за счет перемещений воды вверх и вниз по склону оказался примерно таким же, как в водной толще на тех же глубинах. Этот факт ставит под сомнение эффективность экмановского переноса в придонном слое как механизма вентиляции вод верхней части континентального склона Черного моря (Зацепин и др., 2007; Елкин, Зацепин, 2017).

Литература


  1. Елкин Д.Н., Зацепин А.Г., Подымов, О.И., Островский А.Г. Опускание вод в экмановском слое, образованном прибрежным даунвеллинговым течением над наклонным дном // Океанология. 2017. Т. 57. № 4. С. 531–537.

  2. Журбас В.М., Ох И.С., Парк Т. Роль бета-эффекта в угасании вдольбереговой бароклинной струи, связанной с преходящим прибрежным ап- и даунвеллингом: численные эксперименты // Океанология. 2006. Т. 46. № 2. С. 189–196.

  3. Зацепин А.Г., Голенко Н.Н., Корж А.О., Кременецкий В.В., Пака В.Т., Поярков С.Г., Стунжас П.А. Влияние динамики течений на гидрофизическую структуру вод и вертикальный обмен в деятельном слое Черного моря // Океанология. 2007. Т. 47. № 3. С. 327–339.

  4. Зацепин А.Г., Островский А.Г., Кременецкий В.В., Пиотух В.Б., Куклев С.Б., Москаленко Л.В., Подымов О.И., Баранов В.И., Корж А.О., Станичный С.В. О природе короткопериодных колебаний основного черноморского пикноклина, субмезомасштабных вихрях и реакции морской среды на катастрофический ливень 2012 г. // Известия РАН. ФАО. 2013. № 6. С. 717–732.

  5. Кушнир В.М. Придонный пограничный слой в Черном море: экспериментальные данные, турбулентная диффузия, потоки // Океанология. 2007. Т. 47. № 1. С. 39–48.

  6. Стунжас П.А., Гулин М.Б., Иванова Е.А., Подымов О.И. Исследования кислородного режима в придонном слое вод и реакции зообентоса на условия гипоксии/аноксии в зоне контакта черноморского хемоклина с континентальным склоном // «Некоторые результаты комплексной прибрежной экспедиции «Черное море-2017» на МНИС «Ашамба»». М: Научный мир, 2018. С. 141–145.

  7. Dickey T.D., Van Leer J.C. Observations and simulation of a bottom Ekman Layer on a continental shelf // J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89. No. C2. P. 1983–1988.

  8. Garrett C., McCready P., Rhines P.B. Boundary mixing and arrested Ekman layers: rotating stratified flows near a sloping boundary // Ann. Rev. Fluid Mech. 1993. Vol. 25. P. 291–323.

  9. McCready P., Rhines P.B. Slippery boundary bottom layers on a slope // Physical Oceanography. 1993. Vol. 23. No. 1. P. 5–22.

  10. Ostrovskii A.G., Zatsepin A.G. ntense ventilation of the Black Sea pycnocline due to vertical turbulent exchange in the Rim Current area // Deep-Sea Research I. 2016. Vol. 116. P. 1–13. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2016.07.011.

  11. Perlin A., Moum J.N., Klymak J.M., Levine M.D., Boyd T., Kosro P.M. A modified law-of-the-wall applied to oceanic bottom boundary layers // J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110. P. C10S10. DOI: 10.1029/2004JC002310.

  12. Perlin A., Moum J.N., Klymak J.M., Levine M.D., Boyd T., Kosro P.M. Organization of stratification, turbulence, and veering in bottom Ekman layers // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. C05S90. DOI: 10.1029/2004JC002641.

  13. Plaksina M.O., Pigolkina A.M., Elkin D.N., Zatsepin A.G. Gravity current at a sloping bottom in a lineary stratified fluid // Fluxes and Structures in Fluids. Kaliningrad: Kaliningrad State Technical University, 2015. P. 172–175.

  14. Pollard R.T., Rhines P.B., Thompson R.O.R.Y. The deepening of the wind mixed layer // Geophys. Fluid Dyn. 1973. Vol. 3. P. 381–404.

  15. Schaeffer A., Roughan M., Morris B.D. Cross-shelf dynamics in a Western Boundary Current regime: implications for upwelling // J. Phys. Oceanogr. 2013. Vol. 43. No. 5. P. 1042–1059.

  16. Taylor J.R., Sarkar S. Stratification Effects in a Bottom Ekman Layer // J. Phys. Oceanogr. 2008. Vol. 38. P. 2535–2555.

  17. Weatherly G.L. A study of the bottom boundary layer of the Florida current // J. Phys. Oceanogr. 1972. Vol. 2. No. 1. P. 54–72.

  18. Weatherly G.L., Martin P.J. On the structure and dynamics of the oceanic boundary layer // J. Phys. Oceanogr. 1978. Vol. 8. No. 4. P. 557–570.

  19. Stunzhas P.A., Gulin M.B., Zatsepin A.G., Ivanova E.A. On the possible presence of oxygen in the upper sediment layer of the hydrogen sulfide zone in the Black Sea // Oceanology. 2019. Vol. 59. No. 1. P. 155–157.
Опубликован
2019-11-06
Раздел
Посвящается 90-летию К.Н. Федорова. Физика океана

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>