|
СТРУКТУРА И ДИНАМИКА
ЧЕРНОМОРСКИХ ВОД
Основным гидрохимическим показателем структуры морской
воды является ее соленость. Многие характеристики динамической структуры
водных масс (плотность, удельный объем, устойчивость слоев, распределение
динамических высот и др.) зависят от нее и от температуры воды, то есть от
термохалинной структуры. Распределение температуры и солености верхних слоев
меняется от сезона к сезону и по годам. А это отражается на динамике водных
масс.
Соленость
Соленость поверхностных вод в центральной части Черного
моря составляет в среднем 18 °/оо,' в некоторых случаях она превышает 18,2
°/оо и даже достигает 18,5 °/оо- Сезонные колебания солености в этой части
моря малы — в весенне-летний период, ближе к периферийным районам, минимум ее
достигает 17,5 °/00.^Вблизи берегов под влиянием речных вод соленоЬть
уменьшается, сезонные колебания ее здесь значительны. В большинстве случаев
средняя соленость прибрежных вод изменяется от 16 до 17 Vooi 1 самая низкая
соленость наблюдается" на северо-западе (от 13 до 15°/00), где в море
поступает основное количество речной воды. На сильно опресненных участках
около устьев рек тонкий поверхностный слой мутной речной воды почти не
смешивается с морской. Сезонные изменения солености в прибрежной опресненной
полосе на западе моря связаны с колебаниями стока Дуная и других рек.
Исследования А. В. Рождественского у болгарских берегов,
М. Артюза в Босфоре, В. И. Заца, О. Лукьяненко и Г. Яце- вича около Южного
берега Крыма, В. С. Большакова у Одессы, Н. Родионова и К. Бондаря вблизи
устья Дуная и В. Кирила и Г. Шерпояну у Констанцы показали, что соленость
поверхностных вод изменяется от месяца к месяцу. В большинстве случаев она
уменьшалась в мае — июне, т. е. несмотря на достаточно большие различия в
продолжительности периодов наблюдения (в Варне — 35 лет, в Босфоре — 5 лет),
ряды наблюдений за режимом солености в разных местах оказались сравнимыми.
Вблизи южной части Крымского полуострова соленость
поверхностных вод в течение года изменяется незначительно и составляет почти
такую же величину, как в центральных районах моря. Около Приморско,
расположенного вблизи северного рукава Дуная, весной при южных ветрах
наблюдался абсолютный минимум солености — около 4 °/оо- С удалением от устья
соленость возрЗ^ стает, а амплитуды ее колебаний уменьшаются. Средняя
соленость поверхностных вод в Босфоре и в центральной части моря одинакова,
но амплитуды ее колебаний в Босфоре значительны, причем максимальные значения
близки к значениям солености мраморноморских вод.
Соленость воды в Черном море возрастает с
увеличением глубины, а в поверхностном слое еще и с приближением к
центральным районам моря. На глубине 75 м в центральной части моря обычно она около 18°/00, на глубине 100 м—19,3, 150 м — 20, на глубине 300 м превышает 2lJ^gj./Дальнейшее возрастание солености~с глубиной замедляется — на глубине 1000 м она примерно 22 %о. ниже 2°00 м — около 22,4 °/оо- Максимальные изменения солености по
вертикали отмечены в слое от 75—100 до 150—200 м. В прибрежных районах с
опресненными водами изменения солености по вертикали больше, чем в
центральных частях моря. Особенно резко меняется по вертикали соленость
вблизи устьев больших рек. Так, на расстоянии 2 миль восточнее Сулинского рукава, по нашим исследованиям 3 ноября 1956 г., соленость поверхностной воды была 2°/оо, а на глубине 2 м — 15,8 °/оо- Особое вертикальное распределение солености отмечают около входа в Босфор, в зоне распространения
мраморномор- ской струи.
Сезонные изменения солености в глубоководных районах
Черного моря четко заметны до глубины 75 м, т. е. до глубины проникновения зимней вертикальной циркуляции.) Наибольшее изменение солености с глубиной
наблюдается весной, когда вертикального перемешивания почти нет. В этот сезон
на поверхности соленость минимальна, но с глубиной резко увеличивается.
Температура
Средняя годовая температура поверхностных черноморских вод
зависит в основном от географического положения пункта наблюдения и от
преобладающих течений^ С удалением от берега средняя годовая температура
изменяется сравнительно мало.
Самый теплый район Черного моря — его юго-восточная
часть. Кавказские горы не пропускают в этот район северные ветры, кроме того,
здесь проходит прибрежное течение, направленное с юга, тогда как течение,
омывающее болгарское побережье и направленное с севера, приносит при этом
больше речных вод. Сравнительно теплым является и Южное побережье Крыма,
защищенное от северных ветров Крымскими горами и находящееся под некоторым
влиянием центральной части моря.
Максимальная средняя месячная температура поверхностных
вод обычно наблюдается в августе. Лишь в Керченском проливе под влиянием
континентальных вод и азовских вод из районов мелководья она в июле немного
выше, чем а августе. Минимальной средняя месячная температура почти везде
бывает в феврале. Исключение составляет Керченский пролив, где средняя
температура в январе и феврале одинакова, а также район Констанцы, где под
влиянием дунайских вод минимум температуры отмечается в январе.
Наибольшие сезонные изменения температуры воды наблюдаются
обычно до глубины 75 м. С увеличением глубины изменения температуры все более
уменьшаются и часто выражаются в сотых долях градуса или вообще отсутствуют —
температура остается постоянной. Незначительные изменения температуры воды на
глубинах могут возникать при вертикальном водообмене с верхними слоями,
проникновении мра- морноморских вод, воздействии систем течений,'
геотермическом влиянии дна и др.
Зимой самая низкая температура бывает в поверхностном
слое воды, с увеличением глубины она возрастает. Весной, когда верхние слои
нагреются, самая низкая температура, равная зимней, бывает на глубинах от 75
до 100 м. Летом минимальная температура воды наблюдается на глубине 75 м, ниже температура постепенно повышается вследствие смешения вод на глубине 100 м с нижележащими более теплыми слоями. С глубины 500 м устанавливается почти постоянная
температура 8,9 °С, а на максимальных черноморских глубинах, ниже 2000 м, она равна 9,1 °С.
Амплитуда сезонных изменений температуры цоды в прибрежье
больше, чем в центральных районах моря.
Температура поверхностных вод, кроме того, значительно
изменяется и в течение суток. Самой холодной вода обычно бывает рано утром, а
самой теплой — в послеполуденные часы. Амплитуды суточных колебаний в
прибрежных водах значительны, а с удалением от берега уменьшаются. В зимние
месяцы амплитуды суточных колебаний температуры в прибрежных районах
составляют менее 0,5 °С, а в летние месяцы 2 °С. Различия в средних суточных
температурах имеют сезонный характер.
Величина годового хода температуры, по средним месячным
данным, в большей части черноморских прибрежных вод колеблется около 17—20
°С. Разность максимальных и минимальных температур, по наблюдениям в
конкретные сроки, значительно больше, особенно в мелководных заливах. Так, в
Каркинитском заливе она часто достигает 31 °С (от 1 до +30 °С). Максимальный
размах температурных колебаний в Варненском заливе составляет 30 °С.
Плотность.
В зависимости от температуры и солености плотность
воды в Черном море значительно изменяется как во времени, так и в
пространстве. В верхних слоях весной и летом, она уменьшается. В центральных
районах моря средняя плотность воды в поверхностном слое близка к 1,0123, на
максимальных глубинах она достигает 1,0173.
В прибрежных опресненных районах Черного моря плотность
уменьшается, ее среднее значение примерно 1,0115, иногда летом вблизи устьев
рек она меньше 1.
Вертикальная устойчивость водных слоев. Вертикальная
устойчивость водных слоев, которая зависит в основном от плотности,
характеризует распределение более легких и более тяжелых вод. Если плотность
по вертикали меняется незначительно, перемешивание слоев происходит легко, в
случае же если нижние слои тяжелее верхних, вертикальное перемешивание
затруднено. Когда верхний слой становится тяжелее нижнего, вертикальная
циркуляция возникает спонтанно. В Черном море устойчивость слоев до 200 м очень высока. В зависимости от сезона слой максимальной устойчивости находится на различной
глубине — весной на горизонте 10—25 м, летом — около 25 м, зимой и осенью — около 75—100 м. В мелководных районах максимальная устойчивость обычно
наблюдается в придонных водах.
Уровень
Уровень Черного моря выше уровня Мраморного моря в
среднем на 53 см, главным образом вследствие различной плотности в верхнем
50-метровом слое обоих морей (что соответствует приблизительной глубине
предбосфор- ского порога в Черном море). Постоянный приток пресных вод в
Черное море, не позволяющий выровняться плотности, вместе с такими факторами,
как осадки, испарение, температура, поддерживает эту разницу в уровнях воды.
Весной, когда поступает значительное количество речной
воды, черноморский уровень повышается, меньше становится соленость,
увеличивается сток черноморских вод в Мраморное море. Противоположный эффект
отмечается в конце осени, когда уменьшается сток Дуная.
Прямая зависимость между дунайским и черноморским уровнями
временами нарушается, Когда дуют продолжительные сгонные или нагонные ветры.
В первом случае уровень моря ниже, а во втором — выше, чем уровень реки. При
чередовании сильных береговых и морских ветров разница в уровнях очень
велика. Большие колебания уровня происходят при одноузловых и двухузло- вЫх
вертикальных волнах (сейшах) на море.
Суточные колебания уровня Черного моря очень
малы вследствие небольшого размера бассейна. Высота солнечного прилива
составляет в среднем 4 см, а лунно-солнечного — около 9 см. Летом суточные колебания уровня значительнее из-за влияния бризов.
По наблюдениям на береговых станциях, черноморский уровень
имеет общую тенденцию к повышению. Согласно данным болгарских ученых, в
районе Вар- ненского залива повышение уровня в многолетнем аспекте составляет
около 2 мм в год. Такая тенденция отражает в общем опускание значительной
части черноморских берегов, но определенное значение может иметь и повышение
уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов.
В разных частях моря средний годовой уровень различен, так
как поверхность моря наклонена с севера на юг. Около Варны уровень моря выше,
чем около черноморского устья Босфора, приблизительно на 4 см, а в районе Одессы выше, чем в районе Варны, на 4—5 см. Разница в уровне поверхности северных и
южных частей моря составляет 8—9 см. В районе Каркинит- ского залива и Южного
берега Крыма средний уровень ниже, чем в районе Одессы, и такой же, как в
районе Варны. В Керченском проливе, наоборот, наблюдается некоторое повышение
уровня. Уровень центральных частей моря на несколько сантиметров ниже уровня
прибрежных районов, кроме районов Карки- нитского залива и Южного берега
Крыма, где он, как и на западе и востоке моря, почти одинаков. Между Крымом и
Анатолией уровень моря несколько приподнят.
Различное положение уровня воды в Черном море можно
объяснить статическими факторами — плотностью воды, которая зависит главным
образом от солености,— и динамическими факторами—непрерывным притоком речных
вод в прибрежных районах и круговым прибрежным течением.
Течения вблизи берега влияют не только на топографию
морской поверх
ности, но и на глубинные слои, являясь причиной
куполообразного расположения изохалин и изотерм в толще вод моря.
|