Сотрудники Морского гидрофизического института РАН провели исследование прибрежных апвеллингов в Чёрном море, раскрыв их сложную структуру и механизмы формирования. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Continental Shelf Research.

Апвеллинги — это области поднятия глубинных холодных вод у берега, где температура воды может резко снижаться даже в разгар лета. Например, у берегов Крыма в летний период температура может внезапно упасть с 25 °C до 10 °C. Это явление оказывает значительное влияние на климат прибрежных районов, морскую экосистему и туристическую отрасль.

Ранее считалось, что апвеллинги в основном вызываются ветрами, сгоняющими тёплый поверхностный слой воды от берега. Новое исследование, основанное на анализе высокодетальных спутниковых снимков и результатах численного моделирования, показало, что на формирование и эволюцию апвеллингов влияет целый комплекс факторов, создающих их сложную пространственную структуру.

«Наше исследование демонстрирует, что зона апвеллинга может иметь очень сложную форму, поскольку на силу и продолжительность апвеллинга значительное влияние оказывают и другие факторы. Например, океанические вихри способны вызывать дополнительное вытягивание верхнего тёплого слоя. В зоне их соприкосновения с берегом апвеллинги будут наступать раньше и температура будет снижаться быстрее», — комментирует первый автор статьи заместитель директора по научной работе ФИЦ МГИ РАН доктор физико-математических наук Арсений Кубряков.

Учёные также обнаружили, что при взаимодействии апвеллинга с речными водами резко возрастают перепады плотности, что приводит к усилению течений и дополнительному охлаждению вод в таких областях. Более того, сами апвеллинги могут существенно влиять на окружающую динамику: на их периферии формируются мощные течения, способные становиться неустойчивыми и превращаться в маленькие, но крайне интенсивные вихри, которые захватывают и переносят вещество от берега на большие расстояния.

Исследование проводилось с использованием передовых методов анализа данных и моделирования. Авторы применяли высокодетальные спутниковые снимки и проводили численное моделирование с помощью современных океанографических моделей. Это позволило им впервые получить подробную картину структуры и динамики апвеллингов в Чёрном море.

«Прикладное значение нашей работы заключается в дальнейшей возможности увеличении качества прогноза таких явлений, которые оказывают значительное влияние на комфорт и туристическую деятельность, на биопродуктивность региона и снабжение кислородом нижних слоёв Чёрного моря», — подчёркивает автор исследования.

Полученные результаты расширяют понимание фундаментальных процессов в прибрежных водах и имеют важное практическое значение для развития прибрежных регионов и сохранения морских экосистем.

Продолжением работы будет исследование фронтальных зон на периферии апвеллинга с использованием данных судовых наблюдений.

«Это позволит нам уточнить особенности структуры в этих динамически сложных областях. Также мы будем работать над развитием численных моделей для достижения ещё более высокого разрешения при моделировании этих процессов», — поделился учёный.

Работа проводилась при поддержке гранта Министерства образования и науки РФ «Южный вектор национальной безопасности в условиях геополитических и климатических вызовов» и в рамках государственного задания «Анализ, диагноз и оперативный прогноз состояния гидрофизических и гидрохимических полей морских акваторий на основе математического моделирования с использованием данных дистанционных и контактных методов измерений».

Источник: МГИ РАН.