Циркуляция вод западнокамчатского шельфа весной 1983-1995 гг
Общие черты поля течений Охотского моря изучены неплохо. Тем не менее схематичность имеющихся представлений о циркуляции вод затрудняет решение таких прикладных задач, как выявление особенностей пространственного распределения гидробионтов, путей их миграции, сезонной и межгодовой изменчивости. Слабо освещена динамика вод отдельных акваторий моря, в том числе и важных в промысловом отношении шельфовых зон. В данной работе на базе данных, полученных во время ихтиопланктонных съемок поминтаю весной 1983 - 1995 гг., сделана попытка найти наиболее существенные критерии различий полей течений у Западной Камчатки, произвести типизацию океанологических ситуаций, получить набор параметров, характеризующих межгодовую изменчивость циркуляции и термического состояния вод, с целью дальнейшего поиска взаимосвязей условий среды и биоты.
Материал и методика
Использованы данные наблюдений 13 апрельских съемок района Западной Камчатки (около 2000 станций). Для построения карт геострофических течений применялся динамический метод с последовательной нивелировкой мелководных станций относительно поверхности 200 дб. Соответственно осуществлялся расчет относительных значений скоростей и переносов вод в слое 0 - 200 м (Зубов, Мамаев, 1956).
Теплый поток вод северного направления вдоль Западной Камчатки, именуемый Камчатским течением (Леонов. 1960, Лучин, 1982, 1987; Морошкин, 1966), либо Западно-Камчатским течением с Северной ветвью (Чернявский, 1981), в настоящей работе обозначается как Западно-Камчатское течение (ЗКТ); его прибрежное противотечение - как Компенсационное течение (КТ), по В.А.Лучину (1987).
В качестве показателей теплового состояния вод использовались средние для условных биостатистических районов (Фадеев, 1987) значения температуры на горизонтах 0, 50, 100 м и удна; площади, занятые водами с положительной и отрицательной температурой, и некоторые другие параметры. Классификация теплового состояния вод производилась по пятибалльной шкале, где границы классов определялись по общепринятой методике (Ижевский, 1964).
Результаты и обсуждение
Отсутствие данных по солености весной 1983, 1987 и 1994 гг. не позволило построитъ схемы геострофической циркуляции, и динамическая ситуация в эти периоды оценивалась по различным косвенным признакам.
В ранне-весенний период теплообмен через поверхность моря относительно невелик, и поле плотности определяется в основном интенсивностью адвекции тепла (холода) морскими течениями и процессами осенне-зимней KOHBeKLAH, COOTBeTCTBeHHO OCHOEHEIMKA 3AGMCHTd MK горизон
тальной циркуляции воду Западной Камчатки являются: циркуляция теплых вод ЗКТ; циркуляция выхоложенных, высокосоленых североохотоморских шельфовых вод на западной периферии ЗКТ и циркуляция прибрежного пояса холодных вод, где в отдельные годы развивается КомIIeHCaIMOHHOe TelleHHe.
На картах динамической топографии (рис.) воды ЗКТ (как менее плотные в толще 0 - 200 м по сравнению с окружающими в данный период года) проявляются в виде системы антициклонической циркуляции и участков с антициклонической кривизной изогипс. Стрежень ЗКТ прослеживается на западной и северной перифериях антициклонической циркуляции по сгущению изогипс, наблюдаемому в зоне контакта теплых вод ЗКТ и холодных вод с высокой соленостью, выносимых с североохотоморского шельфа. В районе съемки вынос холодных вод к Камчатке наиболее часто происходит через возвышенность Лебедя, между 54-57°с.ш. На схемах течений для теплой половины года (Морошкин, 1966; Лучин, 1987) эта область известна как зона квазистационарного циклонического меандра ЗКТ. На восточной периферии антициклонической циркуляции интенсификация течения отмечается значительно реже, только в годы с усиленным развитием Компенсационного течения (Чернявский, 1981).
Анализ представленных нами схем геострофических течений (см. рис.) показал, что в ранневесенний период 1983 - 1995 гг. в слое 0 - 200 м стрежень ЗКТ стабильно располагался между 153"10" - 154"20" в.д., т.е. на 50 - 70 миль восточнее, чем на схемах течений для теплого полугодия (Лучин, 1987; Морошкин, 1966). Выполненный нами расчет динамической топографии поверхности моря относительно поверхности 500 дб (1993, 1995 гг.) проиллюстрировал тоже положение стрежня ЗKT, что и при использовании в качестве отсчетной "нулевой" поверхности 200 дб.
На наш взгляд, сдвиг стрежня ЗКТ на восток связан, скорее всего, с внутригодовой изменчивостью полей плотности и течений. О возможности существенных сезонных изменений структуры поля течений Охотского моря и их интенсивности в летний и осенний сезоны говорится в работе А.С.Перегудина (1976). В.А.Лучин (1987) отмечает значительные изменения в поле течений даже в пределах теплого периода.
Известно, что в прибрежной зоне, между ЗКТ и Камчаткой, возможно существование так называемого Компенсационного течения (КТ). Расчеты В.А.Лучина (1987) по диагностической модели А.С.Саркисяна подтверждают существование KT в июне, августе, сентябре и ноябре. Согласно В.А.Лучину, КТ зарождается на мелководье южнеем.Утколокский, его интенсивность возрастает от лета к осени, а ширина увеличивается до 60 - 80 миль. Интенсификация КТ объясняется В.А.Лучиным ослаблением от весны к осени ЗКТ и осенним усилением северо-восточных ветров, что приводит к появлению дополнительного прибрежного потока из зал.Шелихова, вливающегося в КТ.
На картах динамической топографии (см.рис.) достаточно заметно наличие KT в апреле 1985, 1986, 1988, 1991 и 1993 гг. В остальные годы (1984, 1990, 1992, 1995 гг.) вдольбереговой поток южного направления вообще не прослеживался или был слабо выражен (в 1989 г.) на восточной периферии антициклонических вихрей.
В первом приближении все наблюдавшееся в 1984 - 1995 гг. разнообразие полей течений у Западной Камчатки можно свести к двум качественно различным ситуациям, их основным отличительным признаком является наличие либо отсутствие КТ.
В годы, когда КТ не наблюдается, перенос вод на юг вдоль Западной Камчатки не превышает 0,005 Св, в годы с интенсивным КТ перенос увеличивается более чем на порядок (табл.), приувеличении ширины южного потока до 60 миль.
Из анализа повторяемости типов циркуляции вод в апреле 1984 - 1995 гг. следует, что в годы с наличием интенсивного КТ центры циклонической циркуляции западнее ЗКТ (воды североохотоморского шельфа) располагаются между 53"20" - 56" с.ш., а в остальные годы они локализованы севернее - между 54°50' - 56°30' с.ш.
В годы с интенсивным КТ положение центров антициклонической циркуляции (ось конвергенции вод ЗКТ) смещается мористее - до 154" - 154"30" в.д.; в годы со слаборазвитым КТ центры антициклонической циркуляции отмечаются между 155° в.д. и Камчаткой (см. рис.). Таким образом, в годы усиления КТ происходит уменьшение зоны отепляющего влияния ЗКТ. Интенсивное развитие КТ наблюдалось как в годы с малым, так и с большим переносом вод ЗКТ и, следовательно, не связано напрямую сослаблением или усилением притока тихоокеанских вод в Охотское море (см.табл.).
Из расчета переносов вод (см.табл.) следует, что в последние годы (1989 - 1995 гг.) средний уровень переноса на север вод ЗКТ снизился примерно на 30%. Если в 1984 - 1989 гг. интенсивность ЗКТ в южной части района (на 51-52°с.ш.) была достаточно высока, то в 1990 - 1995 гг. перенос на север в южной части практически сошел на нет.
В зависимости от наличия (отсутствия) КТ находится завихренность поля течений в пределах района: в годы с интенсивным КТ в среднем отмечается 15 вихрей разных знаков (от 11 в 1993 г. до 22 в 1986 г.); в годы, когда КТ не прослеживается, стабильно отмечается 6 - 7 викрей. Интересно, что И.В.Давыдов (1975), рассматривая особенности теплового состояния воду Западной Камчатки за 1963 - 1970 гг., пришел к выводу об усилении завихренности поля течений именно в холодные годы. Однако И.В.Давыдов связывал усиление завихренности сослаблением ЗКТ, а это не подтверждается нашими расчетами расходов течений в этом регионе. Степень завихренности поля течений, на наш взгляд, тесно связана с фактом существования и интенсивностью KТ.
Перенос водтечениями (Сн) н некоторые показителн теплового состояння вод у Западной Камчаткн в анреле 1983-1995 гг.
Сравнение средних значений температуры воды для групп лет с развитым КТ и при его отсутствии показало, что в первом случае фон температуры на всех горизонтах в каждом биостатистическом районе существенно ниже, чем во втором. Исходя из значений температуры воды на горизонте 100 м в годы, когда КТ никак не проявлялось, можно, согласно классификации Г.К.Ижевского (1964), тепловые условия зтих лет отнести либо к классу "теплых", либо "нормальных". В случаях же, когда КТ было заметно выражено, температурные характеристики на том же горизонте позволяли соответствующие годы отнести к классу "холодных" либо "нормальных". Исключением явилось высокое тепловое состояние вод в 1986 г., видимо, в связи с максимальным за все съемки их переносом Западно-Камчатским течением.
Вдоль побережья Камчатки в апреле всегда присутствуют воды с отрицательными значениями температуры. Их южная граница в придонном слое доходит до 52° с.ш., а в половине случаев простирается южнее м.Лопатка; занимаемые ими площади значительны, однако низкая температура вод прибрежного пояса не является достаточным показателем наличия развитого КТ (см.табл.).
В четырех из пяти отмеченных случаев наличия интенсивного КТ соленость вод прибрежного пояса в слое 0 - 100 м была выше, чем в водах ЗКТ. Воды в районе возвышенности Лебедя имеют большую соленостъ, чем воды ЗKT (на 0,10 - 0,15 рsu - на 50 м и на 0,15 - 0,20 рsu - на 100 м), а так как они и холоднее, то соответственно характеризуются большей плотностью. Поэтому зона их влияния всегда прослеживается по превалированию циклонического типа циркуляции. В прибрежном поясе более высокие значения солености, чем в водах ЗКТ, отмечаются лишь в годы интенсивного развития KT; в остальные годы распределение солености карактеризуется ее ростом с удалением от берега. Соответственно в первом случае в прибрежном поясе наблюдается циклоническая формациркуляции, во втором - антициклоническая.
Известно, что в арктических морях повышенная соленость вод верхнего слоя формируется за счет осолонения при льдообразовании. В Охотском море наиболее интенсивно процесс осолонения происходит в Шантаро-Аяно-Охотском районе и в заливе Шелихова - в районах с наиболее суровыми и продолжительными зимними условиями и относительно слабой адвекцией вод Некоторое осолонение прибрежных вод непосредственно в районе Камчатки также имеет место в зимнее время, однако вклад только местных факторов не может сформировать, а главное поддержать, такие высокие значения солености, какие отмечаются здесь в годы с интенсивным КТ,
Анализ картдинамической топографии (см. рис.) показал, что холодные высокосоленые воды с западной стороны ЗКТ являются водами североохотоморского шельфа, выносимыми из западной части моря через возвышенность Лебедя. Пояс холодных прибрежных вод пониженной соленоcти (в годы, когда КТ отсутствует) формируется вследствие выхолаживания вод собственно ЗКТ на мелководье. В годы же, когда формируется интенсивное КТ, источником холодных и высокосоленых прибрежных вод являются воды зал.Шелихова. Поступление колодных высокосоленых вод из залива происходит двумя путями: либо с потоком южного направления от п-ова Пьягина, либо с переносом вдоль Камчатского побережья. В последнем случае у м.Утколокский формируется циклонический вихрь, по мористой периферии которого происходит поступление вод из южной части зал.Шелихова в Компенсационное течение,
Отмеченые выше зависимости между наличием интенсивного КТ и повышенной завихренностью поля течений в рассматриваемом регионе, пониженным общим фоном температуры, более южным положением фронтальной зоны между водами ЗКТ и холодными водами североохотоморского шельфа, удалением от берега стрежня ЗКТ (и соответственно оси максимальных температур) позволили сделать предположение, что весной 1983 г. KT, по всей вероятности, отсутствовало, весной 1987 г. оно было слабо развито, а в 1994 г. было интенсивным.
Интересными представляются некоторые факты региональнык взаимосвязей различных гидрологических характеристик с наличием и интенсивностью КТ. Так, выявлено, что в годы с интенсивным КТ максимальные значения солености в придонных слоях в Гижигинской губе составляли 33,7 - 33,9 psu (до 34,1), в годы, когда КТ не было, - 33,4 - 33,6 psu. Отмечается совпадение лет с интенсивным КТу Западной Камчатки и интенсивным Восточно-Сахалинским течени
ем в июне (1985, 1986, 1988 и 1991 гг., в 1993 - 1995 гг. съемки не проводились). Приведенные "дальние связи" свидетельствуют о взаимосвязи явлений, обобщности и масштабности порождающих их причин. Логично предположить, что усиление выноса с севера холодных шельфовых вод с соленостью более высокой, чем в другие годы, связано с повышенной суровостью зимних условий, более интенсивным развитием ледового покрова в Охотском море, т.е. с процессами, приводящими к перестройке полей плотности на обширной акватории моря.
Смотрите также
