Описание
Берингово море
Охотское море
  Физико-географические характеристики и гидрометеорологические условия
Гидрологическая характеристика
Гидрологические условия зоны Курильской островной гряды
и прилегающих акваторий
Гидрохимические характеристики
Гидролого-акустические характеристики
Японское море
Иллюстрации
Данные
Программы
Другие ресурсы в Интернет

АТЛАС ПО ОКЕАНОГРАФИИ
БЕРИНГОВА, ОХОТСКОГО И ЯПОНСКОГО МОРЕЙ

ОХОТСКОЕ МОРЕ

Физико-географические характеристики и гидрометеорологические условия

Охотское море расположено в северо-западной части Тихого океана у берегов Азии и отделяется от океана цепью Курильских островов и полуостровом Камчатка. С юга и запада оно ограничено побережьем острова Хоккайдо, восточным берегом острова Сахалин и берегом азиатского материка. Море значительно вытянуто с юго-запада на северо-восток в пределах сферической трапеции с координатами 43043'-62042' с. ш. и 135010'-164045' в. д. Наибольшая длина акватории в этом направлении равна 2463 км, а ширина достигает 1500 км. Площадь зеркала морской поверхности по некоторым оценкам составляет 1603 тыс. км2, протяженность береговой линии – 10460 км, а суммарный объем вод моря – 1316 тыс. км3. По своему географическому положению оно относится к окраинным морям смешанного материково-окраинного типа. Охотское море соединяется с Тихим океаном многочисленными проливами Курильской островной гряды, а с Японским морем - через пролив Лаперуза и через Амурский лиман - проливами Невельского и Татарский. Среднее значение глубины моря составляет 821 м, а наибольшее – 3374 м (в Курильской котловине). Некоторые источники дают отличающиеся значения максимальной глубины – 3475 и даже 3521 м.

Основными морфологическими зонами в рельефе дна являются: шельф (материковая и островная отмель о. Сахалин), материковый склон, на котором выделяются отдельные подводные возвышенности, впадины и острова, и глубоководная котловина. Шельфовая зона (0-200 м) имеет ширину 180-250 км и занимает около 20% площади моря. Широкий и пологий, в центральной части бассейна, материковый склон (200-2000 м) занимает около 65%, а самая глубоководная котловина (более 2500 м), расположенная в южной части моря – 8% площади моря. В пределах участка материкового склона выделяются несколько возвышенностей и впадин, где глубины резко меняются (возвышенности Академии наук СССР и Института океанологии, впадины Дерюгина и ТИНРО). Дно глубоководной котловины представляет собой плоскую абиссальную равнину, а Курильская гряда является естественным порогом, отгораживающим котловину моря от океана.

Проливы, соединяющие Охотское море с сопредельными районами Японского моря и Тихого океана, обеспечивают возможность водообмена между бассейнами, который, в свою очередь, оказывают существенное влияние на распределение гидрологических характеристик. Проливы Невельского и Лаперуза относительно узки и мелководны, что является причиной относительно слабого водообмена с Японским морем. Проливы Курильской островной гряды, протянувшейся примерно на 1200 км, напротив, являются более глубоководными, а их суммарная ширина составляет 500 км. Наиболее глубоководными являются проливы Буссоль (2318 м) и Крузенштерна (1920 м).

Охотское море расположено в муссонной климатической зоне умеренных широт, однако, для северной части моря, которая глубоко вдается в Азиатский материк, ему свойственны и некоторые особенности климата арктических морей. Муссонный климат, обусловленный изменением местоположения и характером взаимодействия барических образований, а также положение моря на границе Азиатского материка и Тихого океана являются основными факторами, формирующими климат и гидрологический режим моря. Главными барическими образованиями, которые определяют условия циркуляции атмосферы и характер переноса воздушных масс, являются Алеутский минимум, Северо-Тихоокеанский максимум, Сибирский антициклон (зимой), а также дальневосточная депрессия и охотский антициклон (летом). Общий муссонный характер циркуляции и ветрового режима часто нарушается глубокими циклонами, которые проходят в направлении с юго-запада на северо-восток. Зима здесь, особенно в северной части моря, продолжительная и суровая, с частыми штормовыми ветрами и метелями. Лето прохладное, с большим количеством осадков и густыми туманами. Весна и осень короткие, холодные и облачные. В целом, Охотское море самое холодное из дальневосточных морей. Холодный период года длится здесь от 120-130 сут на юге до 210-220 сут на севере моря. Влияние охлаждающих факторов сказывается сильнее, чем отепляющих и результирующий теплообмен на поверхности является отрицательным. В целом, по своим климатическим условиям Охотское море является наиболее холодным из дальневосточных морей.

С мая по сентябрь над акваторией моря преобладают слабые ветры (2-5 м/с) южной четверти. Случаи кратковременного резкого усиления ветра (до 20 м/с и более) связаны с выходом в море отдельных циклонов и тайфунов с максимумом повторяемости в августе-сентябре. Обычно здесь отмечается 1-2, реже 3-4 случая выхода тайфунов в год. В холодное время года над морем господствуют сильные ветры северной четверти с наиболее вероятными значениями скорости 5-10 м/с (в отдельные месяцы 10-15 м/с). Повторяемость штормовых ветров скоростью более 15 м/с в среднем за год составляет около 10%. Вероятностные характеристики скорости и направления ветра заметно различаются для отдельных районов моря. Максимальные скорости ветра достигают значений 25-30 м/с в северо-восточной и западной частях моря, 30-35 м/с – в центральной и восточной и более 40 м/с – на юге. Осенне-зимние штормовые ветры по сравнению с летними отличаются большей силой и продолжительностью. Самыми неспокойными являются южный и юго-восточный районы моря. Значительная горизонтальная протяженность моря, частые и сильные ветры над акваторией способствуют развитию сильного ветрового волнения и зыби (высота волн от 4-6 до 10-11 м), а вся совокупность гидрометеоусловий создает предпосылки для опасного обледенения судов и сооружений, находящихся в море.

Величины среднегодовых значений температуры воздуха над Охотским морем постепенно понижаются с юга на север от 4-50 до -4…-50. Диапазон же средних месячных колебаний температур в этом направлении, напротив, возрастает от 15-180 до 30-360. Самым холодным месяцем является январь, а самым теплым – август. Минимальные фактические значения температуры воздуха, зафиксированные на прибрежных станциях, составляют –36…-510 на севере и –12…-160 в южных районах моря. Максимальные значения (31-360) наблюдались в юго-западной части моря. В холодный период года при смене синоптических ситуаций имеют место резкие колебания температуры воздуха в пределах всей акватории, размах которых может превосходить 200 [ 4, 9, 11, 14, 17].

Охотское море, наряду с Беринговым, является высокопродуктивной морской экосистемой и имеет исключительно важное промысловое значение для России.

 

<<<Вверх>>>
 

Гидрологическая характеристика

Гидрологический режим моря определяется особенностями его географического положения, значительной меридиональной протяженностью, суровыми климатическими условиями, характером вертикальной, горизонтальной циркуляции и водообмена с Тихим океаном и Японским морем, а также рельефом дна. У побережий существенное значение приобретают, кроме того, материковый сток, приливо-отливные явления, и конфигурация береговой черты. Совокупность этих факторов создает довольно сложную картину распределения гидрологических характеристик на поверхности и промежуточных горизонтах. В данном разделе кратко изложены основные сведения о пространственном распределении и изменчивости температуры и солености морской воды, водных массах, течениях, приливах и ледовых условиях Охотского моря, основанные на опубликованных работах [1, 2, 4, 11, 12, 17, 21, 23, 29, 33] и анализе графического материала Атласа. Все значения температуры воздуха и воды приведены в градусах Цельсия (oС), а солености - в промилле (1 г/кг = 1‰).

Горизонтальное распределение температуры воды

Фактические характеристики поля горизонтального распределения температуры воды на поверхности и глубинных горизонтах Охотского моря формируются и непрерывно изменяются под действием физических процессов разного масштаба и интенсивности, протекающих на поверхности и в толще вод моря. Колебания этих характеристик, как и в других дальневосточных морях, наиболее отчетливо выражены в поверхностном, деятельном слое моря, где отчетливо прослеживается их короткопериодная и суточная изменчивость, сезонный внутригодовой и межгодовой климатический ход, непериодические колебания различной природы. Физика этих процессов и региональные особенности термического режима акватории сравнительно хорошо изучены, а ассимиляция данных многолетних гидрологических наблюдений позволяет построить обобщенные схемы пространственного распределения температуры на различных горизонтах для всех месяцев года.

Температура воды на поверхности, за исключением отдельных летних месяцев, когда наблюдается более пестрая картина, в общем понижается с юга на север. На юге средние годовые значения температуры составляют 5-70, а на севере – около 2-30. Внутригодовые колебания температуры воды поверхностного слоя весьма значительны на всей акватории и быстро затухают с глубиной. Величина этих колебаний на поверхности моря составляет 10-190. Максимальные средние значения амплитуд внутригодовых колебаний отмечаются в самой южной части моря и несколько меньшие – во всей его западной части. Минимальные – у центральной и северной части прикурильского района. В период с мая по ноябрь среднемесячные величины температуры воды всюду положительны. За счет неравномерного прогрева и перемешивания поверхностного слоя, а также влияния адвективных процессов в это время года горизонтальное распределение температуры наиболее неоднородно. Если в мае средние значения температуры на поверхности изменяются от 0 до 50, то в августе, наиболее "теплом" месяце, эти значения увеличиваются до 8-180. Наиболее теплые воды располагаются в самой южной части моря у пр. Лаперуза и о. Хоккайдо. Необходимо отметить, что время наступления максимума температуры на поверхности в отдельных районах может отличаться на 1-2 месяца и несколько запаздывает на подповерхностных горизонтах. Уже в октябре температура воды на поверхности понижается примерно в два раза и в ноябре ее пространственное распределение переходит к зимнему типу. В феврале-марте, когда значительная часть акватории моря покрыта льдом, горизонтальные градиенты температурного поля сглаживаются и почти вся его поверхность характеризуется отрицательными значениями температуры, достигающими -1,0…-1,80. В юго-восточной части моря и к северо-западу от Курильских островов температура воды почти никогда не понижается до отрицательных значений.

Сезонные изменения абсолютных значений и горизонтального распределения температуры воды охватывают весь верхний деятельный слой (до 100-250 м) с хорошо развитым сезонным термоклином. Величина внутригодовых колебаний температуры на горизонте 50 м не превышает 3-40, а на глубинах 75-100 м – 2,0-2,50. На горизонте 50 м время наступления максимума температуры приходится на октябрь-ноябрь. В это время температура воды составляет 6-80 на юге и 0-20 в северо-западной части моря. В декабре на этой глубине появляются отрицательные значения температуры. На горизонте 100 м отрицательные значения температуры в северо-западной части моря сохраняются на протяжении всего года, а на 200 м в осредненных полях они почти не проявляются. Здесь температура в пределах всего бассейна моря изменяется от 0,50 до 1,5-2,00. На нижележащих горизонтах 200-1000 м среднемноголетние значения температуры повсеместно несколько повышаются (до 2,3-2,40 на горизонте 1000 м). Ниже 1000-1200 м величины температуры на различных горизонтах несколько ниже (1,95-2,000 на глубине 2000 м).

Как и для любого другого моря, приведенные выше сведения отражают фоновые характеристики крупномасштабного распределения и изменчивости температуры воды, которые могут варьировать от года к году (колебания климата) и детализироваться по мере накопления новых данных. Для решения многих практических задач, наряду с общими, фоновыми характеристиками морской среды, необходимы более детальные сведения о фактическом распределении ее параметров в отдельных районах, приближенные к реальному масштабу времени. Результаты исследований показали, что существенную роль в формировании более мелких, мезомасштабных неоднородностей температурного поля на поверхностных горизонтах играют фронтальные зоны, вихревые образования, отдельные циркуляционные ячейки и зоны апвеллинга вод, которые присутствуют в прибрежной зоне, на шельфе, в глубоководной котловине и являются объектом специального изучения. В атласе приведена обобщенная схема поверхностных термических фронтов Охотского моря, построенная по данным спутниковых наблюдений в теплый период года.

Вертикальное распределение температуры

По характеру вертикального распределения температуры стратификация вод Охотского моря относится к субарктическому типу, в котором большую часть года хорошо выражены холодный (ХПС) промежуточный (подповерхностный – зимой) и более теплый глубинный слои. При более детальном рассмотрении здесь выделяют три основных разновидности этой структуры: охотоморскую, тихоокеанскую и курильскую, имеющие количественные различия в характеристиках водных масс. Наибольшей изменчивостью от района к району и, особенно во внутригодовом ходе, характеризуется структура вод верхнего деятельного слоя моря толщиной 100-150 м (на юго-востоке – 200-250 м). В различные месяцы температура воды на поверхности изменяется от –1,8 до +180. В теплый период года в результате прогрева и вертикального перемешивания в его верхней части формируются тонкий поверхностный квазиоднородный слой (ВКС) и сезонный термоклин (СТ). Толщина ВКС составляет 10-20 м, а СТ – 15-25 м (местами более). Вертикальные градиенты в термоклине достигают значений 5-100/м. В это время между горизонтами 40-120 м отчетливо выделяется ядро ХПС, нижняя граница которого находится на глубинах 100-250 м (термический режим этого слоя рассмотрен выше). Адвективные процессы приводят к расщеплению ХПС и формированию в его структуре отдельных "ядер холода". Ниже этого слоя в течение всего года температура монотонно возрастает с глубиной, достигая локального максимума (2,2-2,40) в ядре ТПС на глубинах 800-1200 м. Необходимо отметить, что в отдельные годы отрицательные значения температуры могут наблюдаться на глубинах до 500 м. В глубинном слое ниже ядра ТПС температура постепенно уменьшается с глубиной до 1,7-1,90 у дна. Общее представление об особенностях пространственного распределения выделенных элементов стратификации и их временной динамике дают вертикальные зональные и меридиональные разрезы температурного поля, приведенные в атласе.

По данным суточных и более длительных рядов непрерывных наблюдений в теплый период года профили вертикального распределения температуры на поверхности и в слое температурного скачка испытывают существенные вариации во времени. Так величина внутрисуточных колебаний температуры воды на отдельных горизонтах в периферийных районах моря может достигать 8-120.

Горизонтальное распределение солености

Крупномасштабные характеристики поля солености определяются особенностями влагооборота на поверхности Охотского моря (соотношением количества осадков и испарения, влиянием процессов льдообразования и таяния льда), материковым стоком в прибрежных районах, а также водообменом через проливы и переносом течениями вод из сопредельных районов. За счет совокупного воздействия этих процессов схемы пространственного распределения солености существенно неоднородны и значительно меняются от сезона к сезону. В течение года соленость поверхностного слоя в прибрежных и периферийных районах всей северо-западной части моря, изменяется в довольно широких пределах от 20-25 до 30-33%0. Летом и в начале осени соленость вод здесь меньше, чем зимой. Зимой она увеличивается за счет процессов льдообразования и уменьшения берегового стока. Максимум солености в этих районах наблюдается в период с декабря по март. В открытом море и в его юго-западной части диапазон этих изменений значительно меньше (31,0-33,5%0). Важную роль в формировании поля солености этого района играют процессы водообмена через проливы Лаперуза и Курильские. Здесь периоды наступления как максимума, так и минимума солености различаются для разных районов. Как результат, распределение солености на поверхности Охотского моря в отдельные месяцы характеризуется значительной перемежаемостью. В феврале на участках, свободных от ледяного покрова, среднемноголетние месячные значения солености на поверхности изменяются в пределах 32,6-33,3%0. В мае соленость в прибрежной материковой зоне и у о. Сахалин понижается до 30-32%0. В это время в открытом море она составляет 32,5-33,0%0, а у Курильских островов и о. Хоккайдо – 33,0-33,5%0. В августе-сентябре происходит максимальное распреснение всего поверхностного слоя. У северной оконечности о. Сахалин, в материковых заливах и бухтах прибрежной полосы соленость летом понижается до 20-30%0, а в открытом море – до 32,0-32,5%0. В ноябре-декабре соленость на всей акватории моря вновь увеличивается. В теплое время года даже на картах распределения осредненных значений солености по месяцам в отдельных участках прибрежной зоны (о. Сахалин, п-в Камчатка, Туйская губа и др.) отчетливо выражены зоны максимальных горизонтальных градиентов этой характеристики – фронты солености.

С глубиной соленость, как в поверхностном, так и в нижележащих слоях, непрерывно возрастает в пределах всей акватории моря во все сезоны года. Диапазон ее пространственных и временных изменений резко сужается, а области максимальных и минимальных значений смещаются. Так, уже на горизонте 50 м средние значения солености на всей акватории изменяются от 32,0 до 33,5%0, а сезонные колебания не превосходят 0,5-1,5 %0. На горизонте 100 м величина внутригодовых колебаний солености уменьшаются до 0,5-1,0%0 и горизонтальные градиенты поля солености сглаживаются. На горизонте 200 м фоновые величины пространственных изменений солености не превышают 0,2-0,3%0, а временных – 0,10-0,15%0. На горизонтах 500 и 1000 м значения солености несколько возрастают в направлении с юго-востока на север-запад (с 33,58 до 34,85%0 и с 34,18 до 34,42%0 соответственно), что связывается с особенностями распространения тихоокеанских вод и вертикальной циркуляцией. В нижележащих слоях соленость в целом продолжает слабо увеличиваться с глубиной, а диапазон пространственных изменений солености сужается от 34,37-34,54%0 (горизонт 1500 м) до 34,38-34,52%0 (2000 м).

Как и в случае поля температуры приведенные выше сведения отражают лишь крупномасштабные, фоновые характеристики горизонтального распределения солености в Охотском море. Имеющиеся материалы гидрологических съемок позволяют при необходимости уточнить отдельные детали этой картины и ретроспективно проследить за ее динамикой.

Вертикальное распределение солености

Профили солености почти идентичны во все сезоны года и в целом характеризуются монотонным возрастанием солености от поверхности до дна. Как и в поле температуры сезонные изменения проявляются, главным образом, в пределах верхнего 50-100-метрового слоя (местами до 150-200 м). В теплое время года воды поверхностного слоя распресняются, вертикальные градиенты солености увеличиваются и здесь формируется сезонный галоклин. Ниже него до глубин 600-800 м (в центральной части бассейна) и 800-1000 м (на юге моря) располагается главный галоклин, в толще которого происходит постепенное уменьшение вертикальных градиентов. С началом развития зимнего конвективного перемешивания, сопровождающегося льдообразованием на обширных участках акватории, вертикальные градиенты солености в верхнем слое быстро уменьшаются вплоть до появления инверсных значений (смена знака градиента). Общее представление о вертикальной структуре поля солености дают зональные и меридиональные разрезы. В зависимости от местных гидрологических условий в отдельных заливах и проливах как абсолютные значения солености, так и ее стратификация могут существенно отличаться от аналогичных характеристик открытого моря.

Водные массы

В районе центральной части Охотского моря, Курильской котловины и в периферийных районах выделяются несколько водных масс и их модификаций с присущими им гидрологическими характеристиками, источниками формирования и ареалом распространения. Эти водные массы образуют главные компоненты (отдельные слои и экстремумы) вертикальной структуры толщи вод. Основная масса вод моря имеет тихоокеанское происхождение. Для котловины Охотского моря свойственна западная разновидность субарктической структуры вод, главной особенностью которой является наличие холодного промежуточного (подповерхностного – зимой) слоя и подстилающего его слоя с максимумом температуры, составляющих самостоятельные водные массы. По своему происхождению, расположению и характеристикам здесь выделяют четыре основные водные массы: поверхностную, холодную промежуточную (подповерхностную), глубинную тихоокеанскую и придонную. В периферийных районах моря выделяются различные местные, сезонные разновидности и модификации водных масс, перечень и характеристики которых содержатся в таблицах. Их происхождение обусловлено различием географического положения и особенностями гидрологических процессов, протекающих на шельфе, в приэстуарных зонах, вблизи проливов и т. д. Поверхностная водная масса существует в теплое время года и характеризуется максимальными для всей водной толщи значениями температуры (до 18-190 на юге моря) и минимальными во все сезоны величинами солености (менее 20%0 в приэстуарных районах). Ее ядро находится на поверхности и она отличается максимальным диапазоном изменчивости характеристик во внутригодовом ходе. Холодная промежуточная (подповерхностная) водная масса формируется в результате охлаждения поверхности моря и осенне-зимней конвекции. Ее верхняя граница располагается под поверхностной водной массой на глубинах 25-50 м (на юге 75-175 м) и зимой выклинивается на поверхность, а холодное ядро находится на 40-120 м (на юге 150-200 м). Нижняя граница заглубляется с северо-запада на юго-восток с 200-250 м до 500-600 м. Зимой температура воды в слое, занимаемой верхней частью этой водной массы, опускается до отрицательных значений –1,5…-1,80 (в юго-западной части +0,5-1,00), которые сохраняются и в летнее время. Соленость в ядре слоя составляет 32,5-33,4%0. Теплое ядро глубинной тихоокеанской водной массы располагается между горизонтами 500 и 1200 м (в прикурильском районе). Температура воды в ядре составляет 1,3-2,50, а соленость 33,6-34,4%0. В слое придонной водной массы температура постепенно уменьшается с глубиной до 1,7-1,90 у дна, где соленость составляет 34,6-34,7%0. Водные массы отличаются друг от друга не только значениями термохалинных характеристик, но и гидрохимическими и биологическими показателями. В таблице приведены характеристики водных масс прибрежных районов Охотского моря.

Типичные характеристики водных масс шельфа Охотского моря

(числитель - февраль, знаменатель - август) [5]

Водная масса

Температура,
°С

Солёность, ‰

Горизонты

залегания, м

Поверхностная приэстуарная

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

12-15

27-29

0-10

Поверхностная прибрежная

Нет данных

Нет данных

Нет данных

12-15

31-32

0-20

Поверхностная шельфовая

Нет данных

Нет данных

Нет данных

6-9

31,5-32,5

0-30

Поверхностная субарктическая

-1,0...-1,5

10-13

33,0-33,5

32,4-32,9

Не определена

0-30

Поверхностная субтропическая

Отсутствуют

14-17

Отсутствует

32,5-33,5

Отсутствует

0-20

Зон приливного премешивания

0-1

3-6

33,0-33,5

32,7-33,0

0-150

0-100

Подповерхностная субарктическая

-1,5...-0,5

-1,5...-0,5

33,0-33,5

32,8-33,3

Не определена

20-150

Подповерхностная субарктическая

-1,5...-0,5

0-1

33,0-33,5

32,8-33,3

Не определена

10-200

Подповерхностная шельфовая

Нет данных

1-3

Нет данных

32,2-32,7

Нет данных

20-100

Донная шельфовая

Нет данных

-1,5...-1,8

Нет данных

33,0-33,5

Нет данных

20-150

Промежуточная субарктическая

1,0-1,5

1,0-1,5

33,2-33,7

33,2-33,7

>150

>150

Примечание: Горизонты залегания поверхностной и подповерхностной

субарктических водных масс в зимний период неопределены, так как они

не различаются по своим термохалинным характеристикам.

Циркуляция вод и течения

Общая схема циркуляции и суммарные течения в отдельных районах Охотского моря формируются в результате сочетания различных типов движений вод с разными пространственно-временными масштабами: относительно постоянными непериодическими течениями, колебаниями сезонного и синоптического масштабов, приливными, инерционными и сгонно-нагонными явлениями. Их фактические характеристики могут значительно отличаться в той или иной точке пространственных координат, а обобщенные – находятся в зависимости от временного масштаба, принятого для осреднения. Существующие схемы циркуляции вод моря базируются либо на разрозненных данных прямых наблюдений, либо получаются расчетными методами и относятся, главным образом, к теплому периоду года, когда поверхность моря свободна от ледяного покрова.

Главной особенностью циркуляционной системы Охотского моря является общее циклоническое движение вод (против часовой стрелки) вдоль границ всего бассейна. На фоне общего круговорота в различных районах моря прослеживаются локальные области с антициклонической и циклонической циркуляцией, занимающие обширные участки акватории, и вихревые образования более мелкого масштаба. К областям с устойчивой антициклонической циркуляцией относятся круговороты, расположенные над впадиной ТИНРО, к западу от южной оконечности Камчатки и в районе Курильской котловины. Относительно устойчивые звенья общего круговорота вод Охотского моря в теплый период года получили названия самостоятельных течений с соответствующей географической привязкой: Камчатское (Западно-Камчатского) и Компенсационное, Пенжинское, Ямское, Северо-Охотское течение и противотечение, Восточно-Сахалинское, Срединное и течение Соя. Важную роль в поддержании отдельных элементов общей циркуляции вод моря принадлежит проливам, через которые оно сообщается с Тихим океаном и Японским морем (на юге).

По данным наблюдений и диагностических расчетов общая схема циркуляции вод в деятельном слое моря претерпевает значительные изменения от сезона к сезону. Осенью скорости течений несколько возрастают. В зимнее время на участках свободных ото льда в основном наблюдаются течения южного, юго-западного направления. Скорости непериодических течений в поверхностном слое достигают наибольших значений в южной части и периферийных районах моря - в прибрежной полосе, заливах, проливах и узкостях. При обычных синоптических ситуациях над Курильской котловиной и у западных берегов Камчатки они достигают 10-20 см/с, в заливе Шелихова – 20-30 см/с, в Сахалинском заливе – 30-45 см/с, в районе Курильских проливов – 15-40 см/с, в течении Соя у берегов Хоккайдо – 50-90 см/с, в Камчатском течении – 10-15 см/с. В центральной части бассейна скорости течений меньше - около 2-10 см/с. Влияние атмосферной циркуляции на течения в подповерхностных и глубинных слоях ослабевает. На горизонте 100 м скорости постоянных течений уменьшаются до 5-10 см/с в центральной части и на севере моря и до 15-20 см/с на юге. В нижележащих слоях скорости течений продолжают уменьшаться с глубиной и на горизонте 1000 м, как правило, они не превышают 10 см/с. Однако в глубоководных проливах Буссоль и Крузенштерна скорости непериодических течений в слое 1000-2000 м могут превышать 30-45 см/с.

На фоне общей циркуляции вод на поверхности моря, прослеживаются более мелкие элементы – квазистационарные вихревые образования и меандры течений. Так в районе Курильской котловины ежегодно присутствуют 2-4 антициклонических вихря диаметром 100-150 км, формирующие локальные особенности движения вод.

В Охотском море хорошо выражены периодические приливные течения, которые в открытых районах имеют вращательный характер, а в прибрежных – реверсивный. Вдали от берегов скорости этих течений невелики – 5-10 см/с, а у берегов, подводных отмелей, в заливах и проливах они достигают экстремально высоких значений. Например, в Амурском лимане – до 234 см/с, в Шантарском районе – 433 см/с, на северном и северо-восточном побережье – 300 см/с, в Курильских проливах – 360 см/с и более, в прол. Лаперуза – 360 см/с, в заливах восточного побережья о. Сахалин – 260 см/с.

Приливные явления

Приливные явления в Охотском море связаны с распространением приливной волны из Тихого океана через проливы Курильской гряды. Они вызывают значительные колебания уровня моря, скорости и направления течений. По характеру колебания уровня здесь в разной степени проявляются все типы приливов: полусуточные, неправильные полусуточные, неправильные суточные и суточные. На большей части акватории наблюдаются суточный, неправильный суточный и неправильный полусуточный приливы. Величины максимально возможных приливных колебаний уровенной поверхности изменяются от нескольких сантиметров (северное и центральное побережье о. Сахалин) до 9,7 м в Удской губе, 10,1 м в Тугурском заливе и 13,9 м в Пенжинской губе. В других местах они колеблются от 0,8 до 4,0 м, постепенно возрастая с юга на север до 5-7 м у Шантарских о-вов и у входа в Пенжинский залив.

Ледовые условия

Продолжительная зима с сильными морозами приводит к сильному выхолаживанию морской поверхности, сопровождающемуся интенсивным льдообразованием почти во всех районах моря. Льды Охотского моря имеют исключительно местное происхождение. Здесь встречаются как неподвижные льды, так и плавучие, которые представляют собой наиболее распространенную форму льдов моря. В целом, по суровости ледовых условий Охотское море сопоставимо с арктическими морями. Средняя продолжительность ледового периода в северо-западной части моря составляет 260 суток, в северных районах и у побережья о. Сахалин – 190-200, а на юге – 110-120 суток в год. В наиболее суровые зимы ледяной покров занимает до 99% площади всей акватории моря, а в мягкие – 65%. Максимальная продолжительность ледового периода достигает 290 сут. Льдообразование обычно начинается в ноябре в северо-западной части моря, а в местах значительного распреснения вод в октябре. Ледяной покров постепенно распространяется к югу вдоль западного и восточного побережья и появляется в открытой части моря. В декабре в заливах и бухтах образуется сплошной неподвижный береговой припай. В январе и феврале ледяные поля занимают всю северо-западную и среднюю части моря. Дрейфующий лед достигает большой сплоченности и под влиянием течений и ветров подвергается сильному сжатию и торошению. В открытой части моря никогда не наблюдается сплошного неподвижного льда. Наибольшее распространение на юг, юго-восток льды получают в феврале и марте. В это время они встречаются повсеместно. Восточная и западная половины центральной части Охотского моря резко различаются как по длительности ледового периода, так и по характеру ледовой обстановки. В течение длительного периода с апреля по июнь происходит разрушение и таяние ледяного покрова. В северо-западной части моря лед сохраняется до июля. Южное побережье Камчатки, центральные и северные Курильские острова отличаются малой ледовитостью и значительно меньшей продолжительностью существования льда. Однако в суровые зимы дрейфующие льды могут прижиматься к этим островам и забивать отдельные проливы. Толщина льда (без учета торошения) в прибрежных и мелководных районах в декабре-январе достигает 40-50 см, в зал. Шелихова и у побережья Камчатки – 30-40 см, в открытом море (в средние по суровости зимы) – 40-70 см. Максимальные величины толщины льда (90-160 см) наблюдаются в суровые зимы в Сахалинском заливе и в районе моря на северо-восток от м. Елизаветы (северный Сахалин). Высота торосов в открытом море не превышает 1 м, а в отдельных заливах - 1,5-3,0 м. Статистические характеристики распределения по акватории и изменчивости различных параметров ледяного покрова сравнительно хорошо изучены на основании многолетнего ряда наблюдений и подробно описаны в специальной литературе.

 

<<<Вверх>>>

Гидрологические условия зоны Курильской островной гряды

и прилегающих акваторий

Зона Курильской островной гряды занимает особое место в гидрологии Охотского моря. Этот район характеризуется высокой степенью пространственно временной изменчивости характеристик структуры и динамики вод. Сложность гидрологической обстановки обусловлена наличием здесь пограничной зоны - зоны обмена через Курильские проливы водами различной модификации (Тихий океан - Охотское море), переносимых потоками прикурильских течений Охотского моря и Тихого океана. Процессы обмена, усложненные многообразием факторов (прежде всего, резко выраженными приливными явлениями и связанными с ними значительными скоростями течений в сочетании со сложным рельефом дна, а также климатическими условиями), формируют специфическую структуру вод в зонах проливов [2].

 

Батиметрическая карта и течения прикурильского района

Приливные явления в районе Курильской гряды

Приливы являются доминирующим фактором, определяющим динамику вод в проливах, и в значительной мере определяют изменения в вертикальной и горизонтальной структуре вод. Приливы в районе гряды, как и в Охотском море, формируются главным образом приливными волнами, распространяющимися из Тихого океана. Собственные приливные движения Охотского моря, обусловленные непосредственным воздействием приливообразующих сил пренебрежимо малы. Приливные волны в северо-западной части Тихого океана имеют преимущественно поступательный характер и движутся в юго-западном направлении вдоль Курильской гряды. Скорость перемещения приливных волн в океане при подходе к Курильской гряде достигает 25-40 узлов (12-20 м/с). Амплитуда приливных колебаний уровня в зоне гряды не превышает 1 м, а скорость приливных течений составляет около 10-15 см/с. В проливах фазовая скорость приливных волн уменьшается, а амплитуда приливных колебаний уровня увеличивается до 1,7-2,5 м. Здесь скорости приливных течений возрастают до 5 узлов (2,5 м/с) и более. Благодаря многократному отражению приливных волн от берегов Охотского моря в самих проливах имеют место сложные поступательно-стоячие волны. Приливные течения в проливах имеют выраженный реверсивный характер, что подтверждается измерениями течений на суточных станциях в проливах Буссоль, Фриза, Екатерины и других проливах. Горизонтальные орбиты приливных течений, как правило, близки по своей форме к прямым линиям, ориентированным вдоль проливов.

 

Приливные карты главных составляющих волн прилива М2 , S2 , К1 и О1[1]

Ветровое волнение в прикурильском районе

В летний период как с охотоморской, так и с океанской стороны Курильских островов крупные волны (высота 5,0 м и более) встречаются реже чем в 1% случаев. Повторяемость волн градаций 3,0–4,5 м составляет 1-2% с охотоморской стороны и 3-4% - с океанской. Для градации высот волн 2,0-2,5 м в Охотском море повторяемость составляет 28-31% , а со стороны Тихого океана - 32-33%. Для слабого волнения 1,5 м и менее с охотоморской стороны повторяемость составляет 68-70%, а со стороны океана - 63-65%. Преобладающее направление волнения в прикурильской части Охотского моря - от юго-запада на юге района и центральных Курильских островов, до северо-запада - на севере района. С океанской стороны Курильских островов на юге преобладает юго-западное направление волнения, а на севере - с равной вероятностью наблюдается северо-западное и юго-восточное.

Осенью интенсивность циклонов резко возрастает, соответственно усиливаются скорости ветра, которые генерируют более крупные волны. В этот период вдоль охотоморского побережья островов волны высотой 5,0 м и более составляют 6-7% от общего числа высот волн, а с океанской стороны - 3-4%. Увеличивается повторяемость северо-западного, северо-восточного и юго-восточного направлений. Опасное волнение продуцируется циклонами (тайфунами) с давлением в центре менее 980 гПа и большими градиентами барического давления – 10-12 гПа на 1° широты. Обычно в сентябре тайфуны выходят в южную часть Охотского моря, перемещаясь вдоль Курильской гряды

Зимой интенсивность проходящих циклонов возрастает. Повторяемость волн высотой 5,0 м и более составляет в это время с охотоморской стороны 7-8%, а с океанской – 5-8%. Преобладает северо-западное направление волн и волнение соседних с ним румбов.

Весной интенсивность циклонов резко падает, значительно уменьшается их глубина и радиус действия. Повторяемость крупных волн на всей акватории составляет 1% и менее, а направление волнения меняется на юго-западное и северо-восточное.

Ледовые условия

В Курильских проливах в осенне-зимний период благодаря интенсивному приливному перемешиванию и поступлению более теплых вод из Тихого океана температура воды на поверхности не достигает отрицательных значений, необходимых для начала льдообразования. Однако постоянные и сильные ветры северных румбов в зимний период являются основной причиной дрейфа плавучих льдов в исследуемом районе. В суровые зимы плавучие льды выходят далеко за пределы своего среднего положения и достигают Курильских проливов. В январе отдельные языки плавучего льда в суровые по ледовитости годы выходят из Охотского моря в океан через пролив Екатерины, распространяясь на 30 - 40 миль в открытую часть океана. В феврале у Южных Курильских островов языки льда направляются к юго-западу, вдоль острова Хоккайдо, до мыса Эримо и далее на юг. Ширина ледового массива при этом может достигать 90 миль. Значительные ледовые массивы могут наблюдаться вдоль острова Онекотан. Ширина полосы льдов здесь может достигать 60 миль и более. В марте, в экстремально тяжелые годы, выход льдов в открытый океан из Охотского моря осуществляется из массива на юго-западе моря через все проливы, начиная от Крузенштерна и южнее. Языки льда, выходящие из проливов, стекают на юго-запад, вдоль Курильских островов, а затем - вдоль острова Хоккайдо, к мысу Эримо. Ширина ледового массива в различных его местах может достигать 90 миль. У восточного побережья полуострова Камчатка ширина ледового массива может достигать более 100 миль, а распространиться массив может до острова Онекотан. В апреле плавучие льды могут выходить через любой пролив Курильской гряды от пролива Крузенштерна и южнее, а ширина языков льда не превышает 30 миль.

Влияние атмосферной циркуляции на динамику вод

Особенностью атмосферных процессов прикурильского района, как и всего Охотского моря, является муссонный характер циркуляции атмосферы (рис. 2.3). Это - преобладание юго-восточных ветров в период летнего муссона и обратных направлений ветров - в зимний период. Интенсивность развития муссонов определяется развитием крупномасштабных атмосферных процессов, связанных с состоянием основных центров действия атмосферы, регулирующих атмосферную циркуляцию над морями Дальневосточного района. Выявлена достаточно тесная причинно-следственная связь между особенностями атмосферной циркуляции и изменчивостью интенсивности развития того или иного звена системы течений района Курильских островов, что, в свою очередь, в значительной мере определяет формирование температурного фона вод района.

 

Преобладающие типы атмосферной циркуляции: NW – "северо-западный";

CO – "циклоны над океаном"; OA – "охотско-алеутский" [14]/

 

Характеристики течений Соя и Курильского в сентябре 1988-1993 гг. (1Св = 106 м3/с)

Наименование

1988

1989

1990

1991

1992

1993

Перенос вод в течении Соя на траверзе пролива Екатерины

2,0 Св.

3,5 Св.

3,5 Св.

1,0 Св

2,5 Св

3,0 Св

Положение границы течения Соя

Пролив Екатерины

Пролив Фриза

Пролив Фриза

Остров Итуруп

Остров Итуруп

Остров Итуруп

D T,oC в точке

45o30'N, 147o30'E

-3,0°

1,1°

1,8°

-1,0°

-0,8°

0,2°

Перенос вод в Курильском течении на траверзе пролива Буссоль

11,5 Св

9,0 Св

6,0 Св

10,0 Св

11,0Св

10,0 Св

D T,°C в точке

45°00'N, 153°00'E

0,7°

1,0°

-1,3°

-2,0°

1,1°

0,5°

Приведенные данные о состоянии прикурильских течений в сентябре для периода с 1988 по 1993 гг. свидетельствует о межгодовой изменчивости характеристик системы этих течений.

В весенний период года, при преобладании охотско-алеутского типа атмосферной циркуляции, отмечено значительное проникновение течения Соя в Охотское море в последующем летнем сезоне и, как результат - формирование повышенного температурного фона акватории в южно-курильском районе. При преобладании в весенний период северо-западного типа атмосферной циркуляции в последующий летний сезон, напротив, имело место незначительное проникновение теплого течения Соя в Охотское море, большее развитие Курильского течения и формирование пониженного температурного фона акватории.

Главные особенности структуры и динамики вод прикурильского района

Структурные особенности вод прикурильского района Тихого океана связаны с Курильским течением, являющимся западным пограничным потоком в субполярной круговой циркуляции северной части Тихого океана. Течение прослеживается в водах западной модификации субарктической структуры, имеющей следующие характеристики водных масс [2]:

1. Поверхностная водная масса (0-60 м); весной°С=2-3°, S‰=33,0‰; летом°С=8°, S‰=33,0‰.

2. Холодный промежуточный слой (60-200 м);°Сmin=0,3°, S‰=33,3‰ с ядром на глубине 75-125 м.

3. Теплый промежуточный слой (200-800 м);°Сmax=3,5°, S‰=34,1‰ с ядром на глубине 300-500 м.

4. Глубинная (800-3000 м);°С=1,7°, S‰=34,7‰.

5. Придонная (более 3000 м);°С=1,5°, S‰=34,7‰.

Тихоокеанские воды у северных проливов Курильской гряды значительно отличаются от вод района южных проливов. Воды Курильского течения, формирующиеся очень холодными и более опресненными водами восточного побережья п-ова Камчатка и тихоокеанскими водами, в зоне проливов Курильской гряды смешиваются с трансформированными охотоморскими водами. Далее, воды течения Ойясио формируются смесью охотоморских вод, трансформированных в проливах, и водами Курильского течения.

Генеральная схема циркуляции вод Охотского моря в общем представляет собой большой циклонический круговорот, который в северо-восточной части моря формируется поверхностными, промежуточными и глубинными тихоокеанскими водами, поступающими при водообмене через северные Курильские проливы. В результате водообмена через южные и центральные Курильские проливы эти воды частично проникают в Тихий океан и пополняют воды Курильского течения. Характерная для Охотского моря в целом циклоническая схема течений, обусловленная преобладающей циклонической атмосферной циркуляцией атмосферы над морем, корректируется в южной части моря сложным рельефом дна и локальными особенностями динамики вод зоны Курильских проливов. В районе южной котловины отмечается устойчивый антициклонический круговорот.

Структура вод Охотского моря, определяемая как охотоморская разновидность субарктической структуры вод, состоит из следующих водных масс [2]:

1. Поверхностная водная масса (0-40 м) с температурой и соленостью около 2,5° и 32,5‰ в весенний период и соответственно 10-13° и 32,8‰ - в летний.

2. Холодная промежуточная водная масса (40-150 м), формирующаяся в Охотском море в зимнее время, с характеристиками ядра:°Сmin= -1,3°, S‰ =32,9‰ на глубине 100 м.

Вдоль Курильских островов в Охотском море наблюдается резкий “обрыв” ядра холодного промежуточного слоя с минимальной температурой ниже +1° на расстоянии 40-60 миль от побережья островов. “Обрыв” холодного промежуточного слоя свидетельствует о существовании выраженного фронтального раздела собственно охотоморских промежуточных вод и трансформированных вод в проливах при приливном вертикальном перемешивании. Фронтальный раздел ограничивает распространение пятна более холодных поверхностных вод на акватории вдоль Курильских островов. То есть холодный промежуточный слой в Охотском море не связан с таковым в Курило-Камчатском течении и определяется зимними температурными условиями района.

3. Переходная водная масса (150-600 м), формирующаяся в результате приливной трансформации верхнего слоя тихоокеанских и охотоморских вод в зоне Курильских проливов (Т°=1,5°, S‰ =33,7‰ ).

4. Глубинная водная масса (600-1300м), проявляющаяся в Охотском море в виде теплого промежуточного слоя:°С=2,3°, S‰ =34,3‰ на глубине 750-1000 м.

5. Водная масса южной котловины (более 1300 м) с характеристиками:°С=1,85, S‰ =34,7‰ .

В южной части Охотского моря поверхностная водная масса имеет три модификации. Первая модификация - низкосоленая (S‰ <32,5‰ ), центральная охотоморская формируется преимущественно при таянии льда и располагается до глубины 30 м в период с апреля по октябрь. Вторая - Восточно-Сахалинского течения, наблюдается в слое 0-50 м и характеризуется низкой температурой (<7°) и низкой соленостью (<32,0‰ ). Третья - теплых и соленых вод течения Соя, являющегося продолжением ветви Цусимского течения, распространяющегося вдоль охотоморского побережья о.Хоккайдо (в слое 0-70 м) от пролива Лаперуза до южных Курильских островов. С марта по май имеет место “предвестник” течения Соя (Т°=4-6°, S‰ =33,8-34,2‰ ), а с июня по ноябрь - собственно теплое течение Соя с более высокой температурой (до 14-17° ) и более высокой соленостью (до 34,5‰ ).

Проливы Курильской гряды

В Курильском архипелаге длиной примерно 1200 км насчитывается 28 относительно больших островов и много мелких. Эти острова образуют Большую Курильскую гряду и Малую - расположенную вдоль океанской стороны Большой Курильской гряды в 60-ти км к юго-западу от последней. Суммарная ширина Курильских проливов около 500 км. Из общей суммы поперечных сечений проливов 43,3% приходится на пролив Буссоль (глубина порога 2318 м), 24,4% - на пролив Крузенштерна (глубина порога 1920 м), 9,2% - на пролив Фриза и 8,1% - на IV Курильский пролив. Однако глубина даже самого глубокого из Курильских проливов значительно меньше максимальной глубины прилегающих к Курильским островам районов Охотского моря (около 3000 м) и Тихого океана (более 3000 м). Поэтому Курильская гряда представляет собой естественный порог, отгораживающий впадину моря от океана. Вместе с тем, Курильские проливы являются именно той зоной, в которой происходит водообмен между указанными бассейнами. Эта зона имеет свои особенности гидрологического режима, отличающиеся от режима прилегающих глубоководных районов океана и моря. Особенности орографии и рельефа дна этой зоны оказывают корректирующее влияние на формирование структуры вод и проявление таких процессов, как приливы, приливное перемешивание, течения и др.

На основе обобщения данных многолетних наблюдений установлено, что в зоне проливов наблюдается более сложная, чем полагалось ранее, гидрологическая структура вод. Во-первых, трансформация вод в проливах проявляется не однозначно. Трансформированная структура вод, имеющая характерные признаки курильской разновидности субарктической структуры вод (характеризующейся отрицательными аномалиями температуры и положительными - солености на поверхности в теплое полугодие, более мощным холодным промежуточным слоем и более сглаженными экстремумами промежуточных водных масс, в том числе положительной аномалией минимальной температуры), наблюдается преимущественно на шельфе островов, где более выражено приливное перемешивание. На мелководье приливная трансформация приводит к формированию однородной по вертикали структуры вод. В глубоководных областях проливов наблюдаются хорошо стратифицированные воды. Во-вторых, сложность заключается в том, что для зоны Курильских проливов характерно наличие разномасштабных неоднородностей, формирующихся при вихреобразовании и фронтогенезе в процессе контакта струй прикурильских течений, происходящего на фоне приливного перемешивания. При этом, в структуре термохалинных полей происходит изменение положения границ и экстремумов промежуточных слоев. В областях вихрей, а также в областях стрежней течений, несущих и сохраняющих свои характеристики, наблюдается локализация однородных ядер минимальной температуры холодного промежуточного слоя. В-третьих, структура вод в зонах проливов корректируется изменчивостью водообмена в проливах. В каждом из основных Курильских проливов в различные годы, в зависимости от развития того или иного звена системы течений района, возможен либо преобладающий сток охотоморских вод, либо преобладающее питание тихоокеанскими водами, либо двусторонняя циркуляция вод.

IV Курильский пролив

IV Курильский пролив - один из основных северных проливов Курильской островной гряды. Поперечное сечение пролива - 17,38 км2, что составляет 8,1% от общей поперечной площади сечений всех Курильских проливов, глубина его - около 600 м. Топографической особенностью пролива является его открытость в сторону Охотского моря и наличие порога глубиной около 400м со стороны Тихого океана.

Термохалинная структура вод IV Курильского пролива [2]

Водная

Весна (апрель-июнь)

Лето (июль-сентябрь)

Масса

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Глубина, м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Прилегающий к проливу тихоокеанский район

Поверхностная

0-30

2,5-4,0

32,4-3,2

0-20

5-10

32,2-33,1

Холодная промежуточная

40-200

ядро: 50-150

0,3-1,0

33,2-33,3

30-200

ядро: 50-150

0,5-1,0

33,2-33,3

Теплая промежуточная

200-1000

ядро: 350-400

3,4

33,8

200-1000

ядро: 350-400

3,4

33,8

Глубинная

> 1000

2,5

34,4

> 1000

2,5

34,4

Пролив

Поверхностная

0-20

2-2,5

32,7-33,3

0-10

4-8

32,5-33,2

Холодная промежуточная

40-600

ядро:

75-100, 200-300

1,0-2,0

33,2-33,5

50-600

ядро:

75-100, 200-300

1,0-1,3

33,2-33,5

Придонная

600-дно

2,0

33,7-33,8

600-дно

2,0

33,7-33,8

Прилегающий к проливу охотоморский район

Поверхностная

0-40

2,3-3,0

33,1-33,3

0-20

8-9

32,8-33,2

Холодная промежуточная

50-600

ядро: 60-110

1,0-1,3

33,2-33,3

40-600

ядро: 60-110

0,6-1,0

33,2-33,3

Теплая промежуточная

600-1000

ядро: 800

2,5

33,8

600-1000

ядро:800

2,5

33,8

Глубинная

> 1000

2,3

34,3

> 1000

2,3

34,3

Из-за сложного рельефа дна в проливе количество водных масс различно. На мелководье вертикальное перемешивание приводит к гомогенизации вод. В этих случая имеет место только поверхностная водная масса. Для основной части пролива, где глубина составляет 500-600 м, наблюдаются две водные массы - поверхностная и холодная промежуточная. На более глубоких станциях с охотоморской стороны, наблюдается и более теплая придонная водная масса. На некоторых станциях пролива наблюдается второй минимум температуры. Поскольку в проливе со стороны Тихого океана существует порог с глубинами около 400 м, то водообмен между Тихим океаном и Охотским морем практически осуществляется до глубины порога. То есть, тихоокеанские и охотоморские водные массы, располагающиеся на больших глубинах, не имеют контакта в зоне пролива.

 

Распределение гидрологических характеристик в районе IV Курильского пролива по данным отдельных съемок: (а) – температура на вертикальном разрезе (лето); (b, c) – температура и оленость на поверхности; (d,e) - схемы геострофической циркуляции вод на горизонтах 0 и 200 м [2]

Пролив Крузенштерна

Пролив Крузенштерна - один из наиболее крупных и глубоких проливов Курильской островной гряды. Площадь поперечного сечения пролива – 40,84 км2. Порог пролива, с глубинами 200-400 м расположен с его океанской стороны. В проливе имеется желоб с глубинами от 1200 м до 1990 м, через который может осуществляться водоо6мен глубинными водами между Тихим океаном и Охотским морем. Северо-восточную часть пролива занимает мелководье с глубинами менее 200 м. В отличие от других проливов Курильской гряды, система островов и проливов (проливы Надежды и Головнина), входящих по существу в пролив Крузенштерна, образована группой мелких островов и скал, ограниченной с юга островом Симушир и с севера островом Шиашкотан.

Термохалинная структура вод пролива Крузенштерна [2]

Водная

Весна (апрель-июнь)

Лето (июль-сентябрь)

Масса

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Прилегающий к проливу тихоокеанский район

Поверхностная

0-30

2,5-4,0

32,4-3,2

0-50

6-8

32,8-33,0

Холодная

Промежуточная

30-200

ядро: 75-100

0-0,5

33,3-33,6

50-200

ядро: 75-100

0,5-1,0

33,2-33,3

Теплая

Промежуточная

200-900

ядро: 250-350

3-3,3

33,8-34,0

200-900

ядро: 250-350

3-3,3

33,8-34,0

Глубинная

> 900

2,4

34,4

> 900

2,4

34,4

Пролив

Поверхностная

0-20

1,7-2

32,5-33,2

0-30

4-8

32,5-33,2

Холодная

Промежуточная

30-400

ядро: 75-150

1,5-2,0

33,5

30-400

ядро: 75-150

1,5-2,0

33,5

Теплая

Промежуточная

400-650

ядро: 500

3,0

33,8-34,0

400-650

ядро: 500

3,0

33,8-34,0

Глубинная

> 650

2,5

34,2

> 650

2,5

34,2

Прилегающий к проливу охотоморский район

Поверхностная

0-30

2,0-3,0

32,5-32,8

0-50

6-8

32,5-32,8

Холодная

Промежуточная

30-300

ядро: 75-150

0-0,5

33,2-33,3

50-300

ядро: 75-150

0-0,5

33,2-33,3

Теплая

Промежуточная

300-1200

ядро: 600

2,0

34,0

300-1200

ядро: 600

2,0

34,0

Глубинная

> 1200

1,5

34,3

> 1200

1,5

34,3

Пространственное распределение гидрологических характеристикв районе пролива Крузенштерна: (a) – температура на вертикальном поперечном разрезе (лето); (b, c) – температура и соленость на поверхности; (d, e) – карты динамической топографии на поверхности и на глубине 200 м [2]

Пролив Буссоль

Пролив Буссоль - самый глубоководный и широкий пролив Курильской гряды, расположенный в центральной ее части между островами Симушир и Уруп. Благодаря большим глубинам, площадь сечения его составляет почти половину (43,3%) от площади сечений всех проливов гряды и равна 83,83 км2. Подводный рельеф пролива отличается резкими перепадами глубин. В центральной части пролива имеется поднятие дна до глубины 515 м, которое расчленяется двумя желобами – западным, глубиной 1334 м и восточным - глубиной 2340 м. Наличие больших глубин в проливе создает более благоприятные условия для сохранения вертикальной стратификации вод и проникновению тихоокеанских вод в море на больших глубинах.

Термохалинная структура вод прилива Буссоль [2]

Водная

Весна (апрель-июнь)

Лето (июль-сентябрь)

Масса

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Прилегающий к проливу тихоокеанский район

Поверхностная

0-30

1,5-3,0

33,1-33,2

0-50

6-8

33,0-33,2

Холодная

Промежуточная

30-150

ядро: 50-75

1,0-1,2

33,2-33,8

50-150

ядро: 50-75

1,0-1,8

33,3

Теплая промежуточная

150-1000

ядро: 400

3,2

34,1

200-900

ядро: 400

3,2

34,0

Глубинная

> 1000

2,3

34,5

> 1000

2,3

34,5

Пролив

Поверхностная

0-10

1,5-2

33,1-33,4

0-20

3-5

33,1-33,4

Холодная промежуточная

10-600

ядро: 100-150

1,0-1,2

33,3-33,5

20-600

ядро: 200-300

1,0-1,5

33,6

Теплая промежуточная

600-1200

ядро: 1000

2,3

34,2

600-1200

ядро: 1000

2,2

34,2

Глубинная

> 1200

2,0

34,5

> 1200

2,0

34,5

Прилегающий к проливу охотоморский район

Поверхностная

0-20

1,8-2,0

33,0-33,2

0-30

4-10

32,7-33,0

Холодная промежуточная

20-400

ядро: 75-100

0,8-1,0

33,3-33,5

30-500

ядро: 150-250

0,5-1,0

33,5-33,6

Теплая

Промежуточная

400-1200

ядро: 900

2,2

34,3

500-1200

ядро: 900

2,1

34,3

Глубинная

> 1200

2,0

34,5

> 1200

2,0

34,5

Пространственное распределение гидрологических характеристик в районе пролива Буссоль: (a) – температура на вертикальном поперечном разрезе (лето); (b, c) – температура и соленость на поверхности; (d, e) – карты динамической топографии на поверхности и на глубине 200м [2]

Пролив Фриза

Пролив Фриза - один из основных проливов южной части Курильской островной гряды. Пролив находится между островами Уруп и Итуруп. Поперечное сечение пролива составляет 17,85 км2, что составляет 9,2% от общей площади сечений всех проливов. Глубина пролива – около 600 м. С тихоокеанской стороны имеется порог с глубинами около 500 м.

Термохалинная структура вод пролива Фриза [2]

Водная

Весна (апрель-июнь)

Лето (июль-сентябрь)

Масса

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Глубина,

м

Температура,
°С

Соленость, ‰

Прилегающий к проливу тихоокеанский район

Поверхностная

0-30

1,5-2,0

33,0-33,2

0-50

4-13

33,2-33,8

Холодная

Промежуточная

30-250

ядро: 50-75

1,0-1,2

33,2-33,0

50-250

ядро: 125-200

1,0-1,4

33,5

Теплая

Промежуточная

250-1000

ядро: 500

2,5-3,0

34,0-34,2

250-1000

ядро: 500

2,5-3,0

34,0-34,2

Глубинная

> 1000

2,3

34,4

> 1000

2,3

34,4

Пролив

Поверхностная

0-20

1,5-2

33,0-33,2

0-30

4-14

33,2-33,7

Холодная

Промежуточная

20-500

ядро:75-200

1,0-1,3

33,7

30-500

ядро:100-200

1,7

33,7-34,0

Теплая

Промежуточная

(придонная)

500-дно

2,3

34,3

500-дно

2,3

34,3

Прилегающий к проливу охотоморский район

Поверхностная

0-30

1,0-1,8

32,8-33,1

0-50

8-14

33,0-34,0

Холодная

Промежуточная

30-300

ядро: 75-100

0-0,7

33,1-33,3

50-400

ядро: 100-150

1,0-1,3

33,5-33,7

Теплая

Промежуточная

300-1200

ядро: 800

2,4

34,2

400-1000

ядро: 800

2,4

34,2

Глубинная

> 1000

2,1

34,4

> 1000

2,1

34,4

Для значительной части пролива, где глубина составляет около 500 м, выделяются лишь две водные массы - поверхностная и холодная промежуточная. На более глубоких станциях, где наблюдаются зачатки верхней границы теплой промежуточной водной массы, из-за небольших глубин пролива (около 600 м) эта водная масса является придонной. Наличие порога со стороны Тихого океана препятствует проникновению вод хорошо выраженного в Тихом океане теплого промежуточного слоя. В связи с этим, теплый промежуточный слой в зоне пролива имеет сглаженные характеристики - более близкие к индексам теплого промежуточного слоя охотоморских вод. Из-за небольших глубин пролива глубинные охотоморские и тихоокеанские водные массы практически не имеют контакта в зоне пролива.

Особенности циркуляции вод связаны с межгодовой изменчивостью непериодических течений данного района, в частности, с изменчивостью интенсивности течения Соя. Как установлено в настоящее время, течение возникает в южной части Охотского моря в весенний период, усиливается и максимально распространяется летом и ослабевает в осенний период. При этом граница распространения течения зависит от его интенсивности и изменяется от года к году. В целом, пролив Фриза не является ни чисто стоковым, ни чисто питающим, хотя в отдельные годы может являться таковым.

Пространственное распределение гидрологических характеристик в районе пролива Фриза: (a) – температура на вертикальном поперечном разрезе (лето); (b, c) – температура и соленость на поверхности; (d) – карта динамической топографии на поверхности [2]

Пролив Екатерины

Пролив расположен между островами Итуруп и Кунашир. Ширина пролива в узкости составляет 22 км, пороговая глубина 205 м, площадь поперечного сечения около 5 км2. С севера, со стороны Охотского моря подходит желоб с глубинами более 500 м, продолжением которого является глубоководная центральная часть пролива с глубинами более 300 м. Западная часть пролива приглубая, в восточной части пролива глубины к центру увеличиваются более плавно. На подступах к проливу со стороны океана глубины не превышают 200-250 м.

У охотоморского побережья острова Кунашир поверхностная водная масса слагается из более теплых вод течения Соя и поверхностных охотоморских вод соответствующей (в данном случае - летней) модификации. Первые придерживаются северного берега о-ва Кунашир, занимают обычно слой от поверхности до глубины 50-100 м. Вторые располагаются, обычно, мористее северной границы течения Соя и в случае неразвитости последнего приближаются к проливу Екатерины с севера. Их распространение по глубине редко превышает верхние 20-30 м. Вышеназванные обе поверхностные водные массы подпираются собственно охотоморскими водами, составляющими в летне-осенний период года холодный промежуточный слой.

С океанской стороны пролива Екатерины распространение поверхностных и подповерхностных водных масс всецело определяется Курильским течением, омывающим побережье острова Итуруп и берега малой Курильской гряды.

Термохалинные индексы и вертикальные границы водных масс

в проливе Екатерины [2]

Структура

Поверхностная водная

масса

Холодная промежуточная водная масса

вод

Температура,
°С

Соленость,

Границы,

м

Температура,
°С

Соленость,

Границы,

м

Курильская

3-7

33,2

0-дно

-

-

-

Тихоокеанская

12

32,9

0-100

2,0

33,3

100-дно

Воды Соя

14-16

33,5

0-75

-

-

-

Охотоморская

10-11

32,7

0-20

1,0

33,2

20-100

 

В фазы отлива в центральной части пролива выражен поток вод из Охотского моря в океан. Отливное течение усиливает адвекцию тепла с ветвью теплого течения Соя. У побережья скорость течения резко уменьшается и меняет направление, а в отдельных ситуациях у самого берега возникает приливное противотечение. В зонах резкого изменения скорости и направления течения обычно хорошо виден продольный фронт. Смена фаз приливного и отливного течения происходит не одновременно в связи с чем в определенные промежутки времени возникают достаточно сложные по конфигурации зоны дивергенции и конвергенции течений и появляются полосы сулоя.

Для горизонтального распределения температуры воды в проливе характерна пятнистая структура, которая, вероятно, является результатом взаимодействия непериодических течений, рельефа дна и приливных движений. “Очаги изолированной воды” не являются стабильными образованиями и порождаются действием несбалансированных сил.

Сезонная изменчивость циркуляции вод Курильских проливов

Результаты расчетов геострофичесих течений для района Курильской гряды, основанные на данных экспедиционных наблюдений, указывает на формирование двусторонней схемы течений в проливах. Поскольку на картину циркуляции вод конкретного пролива, наряду с приливными явлениями, существенным образом влияет динамика вод прилегающих районов моря и океана, наблюдается изменение баланса расходов в проливах, изменяется характер водообмена через конкретный пролив - преимущественно сточный или наоборот, вплоть до чисто сточного или питающего. Однако данные оценки дают лишь качественную картину, не позволяют судить о расходах через проливы, сезонной и межгодовой изменчивости водообмена.

С использованием математической квазигеострофической модели А.С.Васильева [2], проведен ряд численных экспериментов для зоны Курильских проливов, включающей в себя наиболее активный в динамическом отношении район Курильской островной дуги - пролив Фриза и пролив Буссоль с прилегающими акваториями. В качестве исходной информации использованы материалы экспедиционных исследований за 80-90 гг. в зоне Курильских проливов, а также имеющиеся архивные данные по температуре, солености на поверхности океана и реальные поля атмосферного давления. Расчеты проводились на равномерной сетке с шагом 10¢ по широте и долготе. Численные расчеты в исследуемом районе проведены с учетом преобладающих для каждого из четырех сезонов типов атмосферной циркуляции (рис. 2.3), для характерных месяцев, когда циркуляция вод максимально учитывает влияние сезонного атмосферного воздействия. Как правило, это последний месяц сезона.

Зима (декабрь-март). Для зимнего периода при северо-западном (СЗ) типе атмосферной циркуляции циркуляция вод соответствует направлению переноса воздушных масс (в зоне южных Курильских проливов перенос с северо-востока). В проливе Буссоль наблюдается двусторонняя циркуляция с хорошо выраженным выносом охотоморских вод. В проливе Фриза - преимущественный вынос охотоморских вод. При этом наблюдается одностороннее движение потоков вдоль островов по обе стороны пролива в южном направлении - и с морской, и с океанской стороны. Оценка интегральных расходов показывает, что пролив Фриза в зимний сезон при северо-западном типе атмосферной циркуляции является сточным проливом с максимальным выносом до 1,10 Св. При типовой атмосферной циркуляции циклоны над океаном (ЦО) схема циркуляции вод существенно корректируется - формируется двусторонняя циркуляция вод. В зоне же пролива Буссоль наблюдается "плотная упаковка" разнонаправленных вихревых образований.

Интегральный перенос вод в Курильских проливах (в Св) (Положительные значения – поступление тихоокеанских вод, отрицательные – вынос охотоморских вод) [2]

 

Зима (март)

СЗ ЦО

Весна (июнь)

СЗ ОА

Лето (сентябрь)

СЗ ОА

Осень(ноябрь)

СЗ ЦО

Фриза

0-200 м

  1. 0,02

-0,58 -0,05

0,15 0,14

-0,17 -0,21

0,51 0,18

-0,21 -0,32

0,33 0,09

-0,66 -0,16

0- дно

0,32 0,22

-1,10 -0,15

0,10 1,10

-1,80 -1,00

0,90 1,10

-1,00 -0,90

0,70 0,16

-0,77 -0,11

Буссоль

0-200 м

0,47 0,85

-0,71 -0,77

0,32 0,61

-0,72 -1,02

0,25 1,46

-0,57 -1,52

0,30 1,42

-0,72 -1,40

0- дно

1.41 3.90

-1.80 -3.63

2.70 3.80

-3.60 -2.10

4.30 8.50

-9.70 -8.10

4,16 7,63

-5,43 -7,76

Весна (апрель - июнь). При северо-западном (СЗ) типе атмосферной циркуляции в зоне пролива Буссоль заметно увеличение числа разнонаправленных круговоротов. В районе западного желоба этого пролива с тихоокеанской стороны хорошо прослеживается циклонический круговорот, контактирующий с антициклоническим образованием далее в Тихом океане. В восточном желобе создаются условия двусторонней циркуляции, более явной, чем в зимний сезон. В проливе Фриза при данном типе атмосферной циркуляции сохраняется и несколько усиливается (до 1,80 Св) преимущественный вынос охотоморских вод в северо-западной части пролива. Другой тип атмосферной циркуляции, характерный также для этого периода - охотско-алеутский (ОА) (перенос воздушных масс в районе южных Курильских островов в направлении с юго - востока), значительно изменяет направление потоков вод, особенно в проливе Фриза. Течения здесь преимущественно направлены в Охотское море, т.е. наблюдается преобладающее поступление через пролив тихоокеанских вод. Баланс расходов через пролив показывает увеличение поступления вод (по сравнению с предыдущим типом атмосферной циркуляции) - от 0,10 Св до 1,10 Св. В районе пролива Буссоль формируется большое число разнонаправленных круговоротов.

Лето (июль - сентябрь). При северо-западном типе атмосферной циркуляции в проливе Фриза формируется двустороннее направление движения вод (в отличие от предыдущих сезонов, когда при данном типе атмосферной циркуляции здесь наблюдался преимущественный сток охотоморских вод). В проливе Буссоль также отмечаются изменения в циркуляции вод. Поперек восточного желоба пролива проходит резкий фронтальный раздел между циклоническим круговоротом со стороны Охотского моря и антициклоническим образованием со стороны Тихого океана. При этом наблюдается преимущественный вынос охотоморских вод через центральную часть пролива. Оценки расходов через пролив показывают значительную величину стока охотоморских вод – до 9,70 Св, а при поступлении тихоокеанских вод - лишь 4,30 Св. Другой, характерный для летнего сезона охотско-алеутский тип атмосферной циркуляции, несколько корректирует схему циркуляции вод района. В проливе Буссоль формируется второй фронтальный раздел, изменяется ориентация фронтов - вдоль пролива, схема циркуляции усложняется. В центральной части пролива появляется поток тихоокеанских вод в Охотское море. Вынос охотоморских вод разделяется на два потока - через западный и восточный желоба пролива и баланс расходов через пролив уравновешивается (расходы составляют около 8 Св в том и другом направлении). В проливе Фриза при этом наблюдается хорошо выраженная двусторонняя схема течений.

Осень (октябрь-ноябрь). Осенний период, как и весенний - время перестройки атмосферных процессов над северной частью Тихого океана. Увеличивается продолжительность действия северо-западного типа атмосферной циркуляции, а также вместо охотско-алеутского типа получает большее развитие тип "циклоны над океаном". Заметно существенное ослабление интенсивности циркуляции вод. При северо-западном типе атмосферной циркуляции схема течений в проливе Фриза сохраняет двустороннюю направленность (как и в летний период при данном типе атмосферной циркуляции). В проливе Буссоль схема циркуляции вод представлена вытянутым поперек пролива двух ядровым антициклоническим круговоротом, определяющем двустороннюю циркуляцию вод в каждом из желобов пролива. При типе атмосферной циркуляции "циклоны над океаном" для схемы циркуляции вод в проливе Буссоль отмечается вынос охотоморских вод в западном желобе пролива и двусторонняя циркуляция вод в антициклоническом круговороте в восточном желобе пролива.

Таким образом, по результатам модельных расчетов в проливе Фриза наблюдается преимущественный вынос охотоморских вод в зимний и весенний период при северо-западном типе атмосферной циркуляции, а также в зимний и осенний период при типовой синоптической ситуации "циклоны над океаном". Двусторонняя схема течений имеет место при северо-западном типе атмосферной циркуляции в летний и осенний периоды. Преимущественное поступление тихоокеанских вод наблюдается при охотско-алеутском типе в летний период. В проливе Буссоль преимущественный вынос охотоморских вод отмечается при северо-западном типе атмосферной циркуляции в летний период. Достаточно хорошо выраженная двусторонняя схема циркуляции вод в проливе формируется при северо-западном типе атмосферной циркуляции в зимний и весенний сезоны. При остальных типовых синоптических ситуациях циркуляция в проливе представлена потоками разносторонней направленности, обусловленными "плотной упаковкой" вихревых образований различной ориентации. Прослеживается сезонная изменчивость интенсификации циркуляции вод в проливах. От холодного периода полугодия к теплому величины переноса вод увеличиваются на порядок.

 

Интегральные функции тока в слое от поверхности до дна при характерных типах атмосферной циркуляции для каждого сезона [2]

Гидрологическое районирование

Исследование гидрологических условий зоны Курильских проливов и прилегающих районов Тихого океана и Охотского моря выявило ряд сходных черт и особенностей формирования термохалинной структуры вод в каждом из районов.

Охотское море и часть Тихого океана у Курильских островов заполнены водами субарктической структуры - точнее охотоморской, тихоокеанской и курильской ее разновидностями. Каждая - весной, летом и осенью состоит из поверхностной водной массы, холодного и теплого промежуточных слоев и глубинных придонных вод.

В субарктической структуре всех трех разновидностей главными чертами являются: минимум температуры холодного промежуточного слоя и максимум температуры теплого промежуточного слоя. Однако, для каждой из разновидностей характерны свои особенности. Холодный промежуточный слой наиболее резко выражен в охотоморских водах. Температура в ядре холодного промежуточного слоя Охотского моря сохраняется отрицательной на большей части акватории в течение всего теплого периода года. В зоне охотоморского побережья Курильских островов наблюдается резкий “обрыв” холодного промежуточного слоя, оконтуренного изотермой +1°, связанного с хорошо выраженным здесь фронтальным разделом собственно охотоморских вод и трансформированных вод зоны Курильских проливов. Для курильской разновидности субарктической структуры вод в теплое полугодие характерны более низкие температуры и более высокие значения солености на поверхности относительно сопредельных вод моря и океана, расширение границ холодного промежуточного слоя и более сглаженные температурные экстремумы водных масс. В тихоокеанских же водах промежуточные слои достаточно хорошо выражены. В результате, со стороны Тихого океана, вдоль островов, Курильское течение, переносящее воды тихоокеанской субарктической структуры, создает контрасты термохалинных характеристик. Здесь формируется фронтальная зона, хорошо выраженная в поле температуры поверхностных и промежуточных вод.

Теплый промежуточный слой наиболее четко выражен в тихоокеанских водах. В охотоморских водах и в зоне проливов этот слой имеет более сглаженные характеристики. Это обстоятельство дает возможность идентифицировать данную водную массу как тихоокеанскую или как охотоморскую при исследовании водообмена через проливы.

Из-за особенностей топографии Курильских проливов глубинные охотоморские и тихоокеанские воды имеют контакт только в проливах Буссоль и Крузенштерна. При этом охотоморские глубинные воды холоднее тихоокеанских почти на 1° и имеют несколько меньшую соленость - на 0,02‰. Наиболее холодная вода (приносимая Восточно-Сахалинским течением в холодном промежуточном слое к южным и центральным Курильским проливам из мест формирования на шельфе Охотского моря), как и наиболее теплая (связанная с проникновением в поверхностном слое в южную часть Охотского моря теплых вод течения Соя), поступает в океан через пролив Екатерины и Фриза. В океане эти воды питают Курильское течение.

Исследования термохалинной структуры вод посредством анализа разрезов и карт термохалинных полей, а также анализа Т,S-кривых с учетом условий, формирующих эту структуру во всем районе в целом, позволили уточнить данное ранее разделение разновидностей субарктической структуры вод в районе Курильских островов и выделить ряд типов (или разновидностей) структуры с соответствующими индексами слагающих их водных масс.

Выделены следующие разновидности структуры вод:

  • тихоокеанский тип субарктической структуры - тихоокеанские воды, переносимые Курильским течением;
  • охотоморский тип - охотоморские воды, характеризующиеся особенно низкими минимальными температурами в холодном промежуточном слое и слабо развитым теплым промежуточным слоем;
  • тип южной части Охотского моря - охотоморские воды, отличающиеся высокими значениями термохалинных характеристик в поверхностном слое, связанными с проникновением вод течения Соя в южно-охотоморский район;

  • тип зоны Курильских проливов (курильская разновидность) – трансформированные воды, характеризующиеся отличающимися термохалинными характеристиками в поверхностном слое (более низкие значения температуры и более высокие - солености, относительно сопредельных вод моря и океана), более мощным по вертикали холодным промежуточным слоем и более сглаженными экстремумами водных масс;

  • тип зоны мелководий - воды, отличающиеся практически однородным вертикальным распределением термохалинных характеристик.

Типизация термохалинной структуры вод района Курильских островов [2]

Водные

массы

Весна (апрель-июнь)

Лето (июль-сентябрь)

Глуб., м

Т,oС

S,‰

Глуб., м

Т,oС

S,‰

1.Тихоокеанский тип

Поверхностная

0-30

2,5-4с*

1,5-2ю*

32,4-33,2

33,0-33,2

0-50

5-10с*

4-8ю*

32,8-33,0

33,0-33,2

Холодная

промежуточная

30-200

ядро:75-100

0,3-1с*

1-1,2ю*

33,3-33,6

50-200

ядро:75-100

0,5-1с*

1-1,5ю*

33,2-33,3

33,3-33,5

Теплая

промежуточная

200-900

ядро:250-350

3-3,5

33,8-34,0

200-900

ядро:250-350

3-3,5

33,8-34,0

Глубинная

900-3000

2,5

34,5

900-3000

2,5

34,5

Донная

>3000

1,5

34,7

>3000

1,5

34,7

2.Охотоморский тип

Поверхностная

0-30

2,5-3с*

1,8-2ю*

33,1-33,2

33,0-33,2

0-50

8-9с*

5-10ю*

32,5-32,8

Холодная

промежуточная

30-150

ядро:75-100

0,8-1с*

0-0,7ю*

32,8-33,0

33,0-33,3

50-150

ядро: 75-100

0,5-1с*

0-1ю*

33,0-33,3

32,9-33,0

Охотоморская

промежуточная

150-600

1,5

33,75

150-600

1,5

33,75

Теплая

промежуточная

600-1300

ядро:500

2,4

34,3

600-1300

ядро:500

2,4

34,4

Глубинная

>1300

1,8

34,7

>1300

1,8

34,7

3.Тип южной части Охотского моря

Поверхностная

0-30

5-10

33,8-33,9

0-50

9-16

33,8-34,3

Холодная

промежуточная

30-300

ядро:75-100

0-0,5

33,2-33,3

50-300

ядро:75-150

0,5-1

33,2-33,3

Теплая

промежуточная

300-1200

ядро:600

2,0

34,0

300-1200

ядро:600

2,0

34,0

Глубинная

>1200

1,5

34,0

>1200

1,5

34,0

4.Тип зоны Курильских проливов

Поверхностная

(IV Курильский)

(Крузенштерн)

(Буссоль)

(Фриза)

0-20

0-20

0-10

0-20

2-2,5

1,7-2

1,5-2

1,0-2

32,7-33,3

32,5-33,3

33,1-33,4

33,0-33,2

0-30

0-30

0-30

0-30

5-8

4-8

3-5

4-14

32,5-33,2

32,5-33,2

33,1-33,4

33,2-33,7

Холодная

промежуточная

           

(IV Курильский)

20-600

ядро:75-200

1-1,3

33,2-33,5

30-600

ядро:80-200

1,1-2

33,7-33,8

(Крузенштерн)

20-400

ядро:75-150

1,0-2

33,5

30-400

ядро:75-100

1,0-2

33,7

(Буссоль)

10-600

ядро:100-150

1,0-2

33,5

20-600

ядро100-200

1-1,5

33,8

(Фриза)

20-500

ядро:75-200

1-1,3

33,7

30-150

ядро:75-200

1,7-2

33,7-34,0

Теплая

промежуточная

           

(IV Курильский)

600-дно

1,3-2

33,7-33,8

600-дно

1,3-2

33,7-33,8

(Крузенштерн)

400-650

ядро:500

3,0

33,8-34,0

400-650

ядро:500

3,0

33,8-34,0

(Буссоль)

600-1200

ядро1000

2,3

34,2

650-1200

ядро1000

2,3

34,2

(Фриза)

500-дно

2,3

34,3

500-дно

2,3

34,3

Глубинная

(Крузенштерн) (Буссоль)

>650

>1200

2,5

2,0

34,2

34,5

>650

>1200

2,5

2,0

34,2

34,5

5.Тип зон мелководья

Однородные

0-150

1-2

33,2-33,5

0-150

3-4

33,2-33,5

Обозначения: (с*) - на траверзе IV Курильского пролива, (ю*) - пролива Буссоль.

Выделенные типы структуры вод разделяются фронтальными зонами различной интенсивности. Определены следующие фронты:

  • прибрежный фронт Курильского течения - зона взаимодействия 1-го и 4-го типов структуры вод (внутриструктурный Курильский фронт);
  • прикурильский фронт Охотского моря, прерывистый, связанный с водообменом между Охотским морем и прикурильским районом – зона взаимодействия 2-го и 4-го типов структуры вод. Здесь обнаружен “обрыв” холодного промежуточного слоя охотоморского типа структуры вод. Фронт особенно четко проявляется в промежуточных слоях. Он разделяет холодные воды холодного промежуточного слоя Охотского моря и аномально теплые воды холодного промежуточного слоя зоны Курильских проливов;
  • фронт течения Соя, связанный с вторжением более теплых и соленых вод течения Соя в поверхностном слое, наблюдаемых в южной части Охотского моря в структуре вод 3-го типа. Фронт является зоной контакта вод 2-го и 3-го типов структуры вод.
  • фронты в зонах Курильских проливов, связанные с циркуляцией вокруг островов, с разрывами 1-го или 2-го прикурильских фронтов при вторжении тихоокеанских, либо охотоморских вод в зоны проливов и происходящем при этом вихреобразовании;
  • фронты мелководных зон, возникающие при формировании 5-го типа структуры вод (разделяющие гомогенные воды мелководья и стратифицированные воды 1-го, 2-го, либо 4-го типов структур).

Картина гидрологического районирования акватории Курильских проливов с прилегающими зонами Охотского моря и Тихого океана, а также распространения выделенных типов структуры вод и положения фронтальных разделов - квазистационарна. Сложная динамика вод в районе Курильских островов, обусловленная изменчивостью интенсивности развития и характером взаимодействия прикурильских течений, определяет эволюцию фронтальных разделов. Фронты становятся неустойчивыми, что проявляется в виде образования меандров, вихрей и иных неоднородностей.

Схема районирования выделенных типов структуры вод в районе Курильских островов (a) и характерные Т,S-кривые для Курильских проливов (b).

 

<<<Вверх>>>

Гидрохимические характеристики

В данной версии атласа гидрохимические характеристики представлены в виде карт распределения на различных горизонтах среднемноголетних значений содержания растворенного кислорода (ml/l), фосфатов (μM), нитратов (μM), силикатов (μM) и хлорофилла (μg/l) для зимы, весны, лета и осени без дополнительного описания. В источнике использованных данных (WOA'98) временные рамки гидрологических сезонов определены следующим образом. Зима: январь-март. Весна: апрель-июнь. Лето: июль-сентябрь. Осень: октябрь-декабрь [22].

 

<<<Вверх>>>

Гидролого-акустические характеристики

Для Охотского моря с субарктической структурой вод характерны значительные контрасты в поле скорости звука - как межсезонные, так и пространственные. В холодное время года по всему морю наблюдаются очень низкие значения скорости звука на поверхности (менее 1450-1445 м/с). Только в самой южной его части к концу весны значения скорости звука на поверхности увеличиваются до 1460-1465 м/с. Летом максимальные значения скорости звука отмечены в южной части моря (более 1500 м/с), минимальные вблизи Курильских проливов (менее 1480 м/c). По вертикали распределение скорости звука зимой характеризуется наличием однородного приповерхностного слоя с очень низкими значениями скорости звука до глубин 100-200 м, тахоклина с максимальными градиентами на глубине 100-200 м (более 0,1 сˉ¹) и, в целом, положительными градиентами скорости звука в нижележащих слоях. В теплый период года формируется звуковой канал с минимумом скорости звука на глубинах 80-120 м. В это время от поверхности моря до глубин 60-80 м располагается слой с высокими отрицательными градиентами скорости звука (более 0,5 сˉ¹). Глубже него расположен слой с минимальными значениями и градиентами скорости звука толщиной 100-200 м. Далее по глубине отмечаются такие же положительные градиенты, как и зимой. Значения скорости звука на оси звукового канала составляют около 1445 м/с, в то время как на поверхности они больше (1460-1475 м/с в июне, 1475-1490 м/с в сентябре).

В структуре южно-охотоморских вод, формирующейся при распространении теплых, более соленых вод течения Соя, характеристики скорости звука отличаются от типичных для большей части акватории как величинами значений скорости звука на поверхности моря, так и формой кривых вертикального распределения. Вертикальная структура поля скорости звука определяется здесь не только особенностями термической стратификации, но и немонотонным вертикальным распределением солености. Вертикальное распределение солености в поверхностном слое имеет максимум, препятствующий уменьшению значений скорости звука. В августе скорость звука на поверхности в южной части моря превышает 1500 м/с. До глубин 50-75 м здесь наблюдается однородный слой со значениями скорости звука до 1495 м/с, соответствующий положению слоя повышенных значений солености. Глубже происходит довольно резкое уменьшение значений скорости звука, обусловленное одновременным понижением температуры и солености с глубиной, достигая значений 1449-1450 м/с на глубине 100-200 м, соответствующей положению оси звукового канала. Далее значения скорости звука вновь повышаются в связи с постепенным увеличением температуры и солености с глубиной в сочетании с увеличением гидростатического давления. На глубине 1000 м значения скорости звука составляют 1475 м/с. Таким образом, летом в самой южной части моря имеет место максимальный диапазон изменения величин скорости звука - от 1495-1510 м/с на поверхности - до 1449-1450 м/с на оси звукового канала. Примерно такой же диапазон имеют и сезонные изменения скорости звука на поверхности моря. В центральной части и на севере моря этот диапазон примерно на 10-15 м/с меньше.

Ниже более подробно рассмотрены гидролого-акустические характеристики зоны Курильской островной гряды [10].

Соответственно районированию термохалинной структуры вод зоны Курильских проливов и прилегающих районов Тихого океана и Охотского моря, проведенному выше, каждый район характеризуется определенными типами гидрологической структуры, которые отличаются друг от друга формой кривой вертикального распределения температуры и солености, а также численными значениями термохалинных индексов водных масс. Поскольку каждая гидрологическая структура вод отличается своими термохалинными характеристиками, существует соответствующая ей определенная гидроакустическая структура, которая, в свою очередь, характеризуется своими типами кривых вертикального распределения скорости звука (рис. 2.10), глубиной положения и численными значениями экстремумов, видом и параметрами звукового канала.

 

Характерные профили температуры, солености, скорости звука: тихоокеанский тип (a), охотоморский тип (b), южноохотоморский тип (c) и тип зоны Курильских проливов (d)

 

Для субарктической структуры вод в Тихом океане вертикальное распределение скорости звука имеет монотонный характер зимой и немонотонный летом. В теплый период года формируется термический тип звукового канала с выраженной асимметрией. Верхняя часть канала обусловлена наличием сезонного термоклина. Положение оси - минимумом температуры в холодном промежуточном слое. Дальнейшее повышение скорости звука с глубиной связано с увеличением температуры в теплом промежуточном слое и повышением гидростатического давления. При этом происходит формирование так называемого плоскослоистого волновода.

Поле скорости звука в водах тихоокеанской структуры неоднородно. В зоне минимальных значений скорости звука вдоль побережья островов выделяется область, отличающаяся особенно низкими ее значениями (до 1450 м/с). Эта область связана с потоком Курильского течения. Анализ вертикальных разрезов поля скорости звука и температуры показывает, что ось звукового канала, соответствующая положению ядра холодного промежуточного слоя, совпадает со стрежнем течения. На разрезах поля скорости звука, пересекающих поток течения, наблюдаются линзообразные области, оконтуренные изотахами минимальной скорости звука (также же как на температурных - линзообразные области минимальной температуры в ядре холодного промежуточного слоя). При пересечении Прибрежного фронта Курильского течения, где величина изменений температуры может доходить до 5° на расстоянии в несколько сотен метров, перепады значений скорости звука составляют 10 м/с.

В охотоморской структуре вод характерные для холодного промежуточного слоя отрицательные значения минимальной температуры обуславливают появление резко выраженного подводного звукового канала. При этом, также как для холодного промежуточного слоя, в поле скорости звука наблюдается “обрыв” плоскослоистого волновода при пересечении Прикурильского фронта Охотского моря. Пространственное распределение скорости звука весьма неоднородно. В распределении скорости звука на поверхности наблюдается уменьшение ее значений в направлении к шельфу островов. Пространственная картина поля скорости звука здесь усложняется из-за наличия разномасштабных неоднородностей термохалинных полей, связанных с наблюдающимся постоянным вихреобразованием. Здесь наблюдаются линзообразные области с более низкими ее значениями (с разницей до 5 м/с) по сравнению с окружающими водами.

В структуре южно-охотоморских вод, формирующейся при вторжении теплых более соленых вод течения Соя в поверхностном слое воды, профили скорости звука отличаются как величинами значений скорости звука, так и формой кривых вертикального распределения и положения экстремумов. Форма вертикальной кривой скорости звука здесь определяется не только температурным профилем, но и немонотонным вертикальным распределением солености, характеризующим структуру проникающих в южно-охотоморский район потоков вод течения Соя. Вертикальное распределение солености в поверхностном слое имеет максимум, препятствующий уменьшению значений скорости звука. В связи с этим, положение оси звукового канала наблюдается несколько глубже положения ядра холодного промежуточного слоя. Следовательно, в данном районе тип звукового канала перестает быть чисто термическим. Для южно-охотоморского типа структуры вод имеет место максимальный диапазон изменения величин скорости звука (от 1490-1500 м/с на поверхности, до 1449-1450 м/с на оси звукового канала).

 

Распределение скорости звука на поверхности (лето)

В зоне проливов и по обе стороны Курильской гряды в результате приливного перемешивания формируется значительное количество фронтальных разделов различного масштаба. При фронтогенезе и вихреобразовании происходит изменение глубины положения сезонного термоклина и соответственно - тахоклина (иногда до выхода его на поверхность), изменяется положение ядра холодного промежуточного слоя, его границ и соответственно - оси звукового канала и его границ. Наиболее яркие особенности структуры поля скорости звука обнаружены в зонах стрежней течений в зоне проливов (как и в районах прилегающих к островам). Наблюдается локализация однородных ядер минимальной температуры в холодном промежуточном слое, совпадающем с зоной максимальных скоростей течений. В плоскостях поперечных термохалинных разрезов этим зонам соответствуют области, ограниченные замкнутыми изотермами. В поле скорости звука наблюдается аналогичная картина - этим зонам соответствуют области, ограниченные замкнутыми изотахами. Подобные, но более выраженные области были обнаружены и ранее при исследовании таких мезомасштабных неоднородностей, как вихревые образования, фронтальные и межфронтальные зоны в районах течений Куросио - Ойясио, Калифорнийского течения. В связи с этим, было выявлено существование особого типа звукового канала в океане, представляющего собой трехмерный акустический волновод. В отличие от известного плоскослоистого волновода здесь имеют место зоны не только повышенных вертикальных, но и горизонтальных градиентов скорости звука, ограничивающие данную область слева и справа. В плоскости поперечных разрезов - это области, ограниченные замкнутыми изотахами. В районе Курильских проливов, наблюдается слабовыраженное подобие трехмерных акустических волноводов. Экспедиционные данные ТОИ ДВО РАН показывают постоянное существование таких волноводов в исследуемом районе.

 

Распределение скорости звука на разрезах через IV Курильский пролив (a), Буссоль (b), Фриза (c) и Крузенштерна (d) [2] летом

Таким образом, в районе Курильских островов наблюдаются следующие особенности гидроакустической структуры вод:

  • сравнительно низкие значения скорости звука на поверхности моря в шельфовой зоне Курильской гряды;
  • размывание оси звукового канала и увеличение в нем скорости распространения звука по направлению к островам;
  • разрушение звукового канала на мелководье островов, вплоть до его полного исчезновения;
  • наряду с плоскослоистым волноводом происходит формирование трехмерных акустических волноводов.

Таким образом, формирование гидроакустической структуры вод в исследуемом районе в целом определяется особенностями гидрологической структуры вод. Каждый район - зона Курильских проливов, прилегающие районы Тихого океана и Охотского моря - характеризуются как определенными типами термохалинной структуры вод, так и определенными особенностями структуры поля скорости звука. В каждом районе наблюдаются свои типы кривых вертикального распределения скорости звука с соответствующими численными индексами экстремумов и видами звуковых каналов.

Структура поля скорости звука в районе Курильских островов

теплое полугодие [2]

Слой

Скорость звука, м/с

Глубина, м

тихоокеанский тип гидрологической структуры

поверхностный

1460-1465

0-50

тахоклин

D =10

50-75

ось звукового канала

1450-1455

75-100

охотоморский тип гидрологической структуры

поверхностный

1460-1475

0-30

тахоклин

D =15

30-75

ось звукового канала

1449-1450

75-100

южно-охотоморский тип гидрологической структуры

поверхностный

1490

0-10

тахоклин

D =20

10-100

ось звукового канала

1449-1450

100-200

Зоны Курильских проливов

поверхностный

1455-1460

0-10

тахоклин

D =5

10-100

ось звукового канала

1450-1453

100-200

Зоны мелководий

поверхность-дно

~1453

0-150

Для тихоокеанской субарктической структуры вод формирование поля скорости звука в значительной степени связано с Курильским течением, где ось звукового канала, как показали исследования, совпадает со стрежнем течения и зоной минимальной температуры холодного промежуточного слоя. Тип формирующихся звуковых волноводов - термический.

В охотоморской структуре вод отрицательные значения минимальной температуры воды в холодном промежуточном слое обусловливают формирование резко выраженного подводного звукового канала. Обнаружено, что в поле скорости звука здесь, как и для ядра холодного промежуточного слоя, наблюдается “обрыв” плоскослоистого волновода при пересечении Прикурильского фронта Охотского моря.

В структуре южно-охотоморских вод форма вертикальной кривой скорости звука определяется не только вертикальным температурным профилем, но и немонотонным распределением профиля солености из-за вторжения теплых, более соленых вод течения Соя. В связи с этим положение оси звукового канала наблюдается несколько глубже положения ядра холодного промежуточного слоя. Тип звукового канала перестает быть чисто термическим. Особенностью строения поля скорости звука в данном районе является также максимальный диапазон изменения величины скорости звука от поверхности до оси звукового канала, по сравнению с другими рассматриваемыми здесь районами.

Для структуры вод зоны Курильских проливов характерны сравнительно малые значения скорости звука на поверхности, сглаженные экстремумы кривой вертикального профиля скорости звука и размывание оси звукового канала.

В гомогенизированных водах зоны мелководья наблюдается разрушение звукового канала вплоть до его исчезновения. В зоне Курильских проливов и прилегающих к ним районах – как со стороны Тихого океана, так и Охотского моря - наряду с плоскослоистыми волноводами существуют слабо выраженные трехмерные акустические волноводы.

<<<Вверх>>>