|
Пространственно-временная изменчивость структуры и динамики вод Охотского моря Научное издание |
Власова Г. А., Васильев А. С., Шевченко Г. В. |
год издания — 2008, кол-во страниц — 359, ISBN — 978-5-02-036034-1, тираж — 400, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ, масса книги — 740 гр., издательство — Наука |
|
|
Издание осуществлено при финансовой поддержке РФФИ по проекту 08-05-07010
Р е ц е н з е н т ы: д-р геогр. наук В. Р. Фукс д-р ф.-м. наук О. А. Букин
Утверждено к печати Учёными советами Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичёва ДВО РАН, Государственного океанографического института Росгидромета, Сахалинского НИИ рыбного хозяйства и океанографии Росрыболовства
Формат 70x100 1/16. Печать офсетная |
ключевые слова — охотск, гидролог, морск, циркуляц, атмосфер, течен, шельф, сахалин, альтиметр, океан, климат, метеоролог, промысл, ветров, охотомор, сайр, сардин, гидросфер, акватор, солёност, бароклин, термохалин |
Книга посвящена вопросам пространственно-временной изменчивости гидрологических и динамических характеристик Охотского моря и эволюции морских экосистем. Исследована сезонная изменчивость циркуляции вод Охотского моря под влиянием различных типов атмосферных процессов. Проведён анализ инструментальных измерений течений на восточном шельфе о. Сахалина и данных спутниковой альтиметрии. Показана хорошая согласованность результатов теоретического моделирования с данными непосредственных инструментальных исследований. Полученные результаты позволяют расширить существующие представления о структуре и динамике вод Охотского моря.
Книга представляет интерес для океанологов, климатологов, метеорологов, экологов, специалистов рыбного промысла, студентов вузов, аспирантов и молодых специалистов.
Охотское море является уникальным природным комплексом и во многих отношениях выделяется среди других окраинных морей ДВ региона. В географическом плане — это большие пространственные размеры при сравнительно малой глубине и наличие протяжённого шельфа, что определяет значительное воздействие ветрового фактора на формирование циркуляции вод. Для его гидрологического режима характерно сильное влияние речного стока амурского бассейна и процессов образования-разрушения ледяного покрова, в частности таяния существенной части приносимых льдов в пределах южной акватории моря. В промысловом плане — это высокая биологическая продуктивность моря. Несколько десятилетий назад на его акватории добывалось около 40% общего вылова рыбы в СССР. В последние годы появилась надежда на восстановление подорванных в конце прошлого века популяций охотоморского минтая, сайры, сардины, иваси и других рыб и беспозвоночных, являвшихся основой промысла. Многообразие природных богатств Охотского моря не исчерпывается только наличием биологических ресурсов. Огромные месторождения углеводородного сырья обнаружены на его шельфе, а промышленная добыча нефти и газа уже начата на северо-восточном шельфе о. Сахалина. Все эти факторы обуславливают постоянно растущий интерес к данному бассейну как со стороны российских, так и зарубежных специалистов.
Изучение пространственно-временной изменчивости структуры и динамики вод охотоморского региона становится необходимым и для фундаментальной, и прикладной науки. Особенно актуально изучение естественных процессов гидросферы в шельфовых зонах, богатых полезными ископаемыми. Ключевым вопросом в аспекте данных проблем является исследование циркуляции вод Охотского моря, а также различных динамических процессов на шельфе, вызванных приливами, воздействием ветра и иными факторами. Огромную важность приобретает понимание механизма комплексного взаимодействия атмосферных, гидродинамических и литологических процессов, а также систематизация, обобщение и анализ теоретического и фактического материалов, что является необходимым шагом в исследовании акватории Охотского моря.
Монография представляет собой коллективный труд авторов. В первой и второй главах (кроме раздела 1.2.1), написанных ведущим науч. сотрудником лаборатории информатики и мониторинга океана ТОИ ДВО РАН канд. геогр. наук Г. А. Власовой, на основе анализа всех доступных литературных источников дана общая характеристика Охотского моря и состояние исследуемой проблемы на сегодняшний день. Раздел 1.2.1 «Рельеф дна Охотского моря» написан ведущим науч. сотрудником канд. геогр. наук А. С. Сваричевским и науч. сотрудником лаборатории региональной геологии и тектонофизики ТОИ ДВО РАН О. В. Белоус. В указанном разделе приводится геоморфологическое районирование и краткая характеристика основных морфоструктур рассматриваемого бассейна. Компьютерное оформление составленной вышеназванными авторами батиметрической карты Охотского моря осуществлено ведущим инж.-программистом лаборатории анализа океанологической информации ТОИ ДВО РАН Н. Н. Кузнецовой. Третья глава, подготовленная зав. лабораторией Комплексного мониторинга морских акваторий ГОИНа, д-ром физ.-мат. наук, проф. А. С. Васильевым и главным специалистом по системному программированию М. Л. Коноваловым, посвящена теории и практическим методам численного моделирования морских региональных экосистем в приложении к Охотскому морю. В четвёртой главе, написанной Г. А. Власовой, проводится исследование сезонной изменчивости циркуляции вод за полувековой период на основе комплексной системной модели, представленной в третьей главе. Изучено влияние различных типов атмосферной циркуляции, господствующих над акваторией Охотского моря. Ведущим инженером-программистом лаборатории информатики и мониторинга океана ТОИ ДВО РАН М. Н. Деменок составлены функции вертикальной структуры вод и выполнены численные эксперименты, созданы банки исходной информации по полям температуры и солёности поверхности моря. В пятой главе, автором которой является д-р физ.-мат. наук, зав. лабораторией океанографии СахНИРО Г. В. Шевченко, излагаются результаты инструментальных исследований течений Охотского моря. Помощь в подборе библиографии оказана ведущим инженером лаборатории научно-технической информации ТОИ ДВО РАН О. И. Курсовой.
Главными результатами проведённых исследований являются: создание Адаптивно-обучающейся автоматизированной технологии изучения и прогноза эволюции морских и океанических экосистем на основе принципов системного моделирования; исследование синоптической и сезонной изменчивости циркуляции вод моря; анализ материала инструментальных измерений течений на охотоморском шельфе о. Сахалина и данных спутниковой альтиметрии.
Несомненным достоинством монографии считаем соединение в ней трёх узловых научных моментов: теория — численный эксперимент — практика. Единство теории и практики — мощный инструмент исследователя, с помощью которого можно точно и детально представить картину гидрофизических полей изучаемых объектов, доказать или опровергнуть существующие мнения и гипотезы.
В книге приводятся расчётные и инструментальные данные из известных информационных источников, которые могут быть весьма полезными при планировании промысловых работ, проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий на морских месторождениях нефти и газа, обеспечении судоходства, составлении гидрометеорологических прогнозов, а также в дальнейших научных исследованиях.
ПРЕДИСЛОВИЕ А. В. Алексеев, чл.-корр. РАН
|
ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие | 5 | Введение | 7 | | Глава 1 | Общая характеристика Охотского моря | 11 | 1.1. Основные этапы истории исследования Охотского моря | 11 | 1.2. Физико-географические условия Охотского моря | 14 | 1.2.1. Рельеф дна Охотского моря | 16 | 1.3. Гидрометеорологические условия Охотского моря | 25 | | Глава 2 | Состояние проблемы | 37 | 2.1. Течения Охотского моря | 37 | 2.1.1. Непериодические течения | 38 | 2.1.2. Модельные исследования | 51 | | Глава 3 | Теоретические основы расчёта бароклинных течений в многосвязных областях с учётом стока рек, осадков, испарения | 62 | 3.1. Принципы автомодельной параметризации термохалинных процессов | 62 | 3.1.1. Модели вертикальной структуры полей плотности | и температуры | 62 | 3.1.2. Особенности решения гидродинамических задач с учётом | протекания жидкости через поверхность раздела вода-воздух | 64 | 3.1.3. Уравнения теплового и водного балансов поверхности моря | 66 | 3.2. Модели геофизической гидродинамики, основанные на автомодельной | параметризации термохалинных процессов | | 3.2.1. Постановка задачи | 70 | 3.2.2. Уравнение состояния морской среды и обобщённое уравнение | для плотности | 72 | 3.2.3. Полуэмпирические модели начальных и граничных условий | 74 | 3.3. Преобразование уравнений и разработка моделей динамических | и термохалинных процессов Охотского моря | 79 | 3.3.1. Преобразование уравнений для численного решения задачи | 79 | 3.3.2. Методы расщепления, релаксации и прогонки для определения | вертикальной структуры вод с использованием принципов | автомодельной параметризации термохалинных процессов | 88 | 3.3.3. Метод расщепления, релаксации и прогонки (минимальных | невязок) для трёхмерных задач, используемых в АОАТП | 91 | 3.4. Система обработки информации в интерактивном режиме | 99 | 3.4.1. Адаптивно-обучающаяся технология исследования Охотского | моря | 99 | 3.4.2. Исходные данные и результаты численных экспериментов для | климатических состояний Охотского моря | 110 | 3.4.3. Результаты численных экспериментов для зимы и лета | 118 | 3.4.4. Анализ вертикальной структуры течений Охотского моря | 119 | 3.5. Приложения адаптивно-обучающихся технологий перцептронного | типа к проблемам рыбного промысла | 120 | 3.5.1. Теоретические основы и практические методы моделирования | морской экологической системы | 123 | 3.5.2. Применение адаптивно-обучающегося морского экологического | перцептрона (АОМЭП) в рыбной отрасли | 130 | | Глава 4 | Сезонная изменчивость циркуляции вод Охотского моря под воздействием различных атмосферных процессов | 138 | 4.1. Типы атмосферной циркуляции | 138 | 4.1.1. Классификация атмосферных процессов по А. М. Поляковой | 138 | 4.1.2. Классификация атмосферных процессов по С. Ю. Глебовой | 141 | 4.2. Исходные данные для расчёта гидродинамических полей Охотского | моря | 143 | 4.3. Сезонная изменчивость циркуляции вод под влиянием атмосферных | процессов в рамках классификации А. М. Поляковой | 147 | 4.3.1. Циркуляция вод под воздействием северо-западного типа | атмосферных процессов | 149 | 4.3.2. Циркуляция вод под воздействием охотско-алеутского типа | атмосферных процессов | 168 | 4.3.3. Циркуляция вод под воздействием широтно-алеутского типа | атмосферных процессов | 181 | 4.3.4. Циркуляция вод под воздействием типа атмосферных | процессов циклоны над океаном | 194 | 4.4. Сезонная изменчивость циркуляции вод под влиянием атмосферных | процессов в рамках классификации С. Ю. Глебовой | 204 | | Глава 5 | Инструментальные исследования течений на акватории Охотского моря | 214 | 5.1. Анализ инструментальных измерений течений на шельфе | северо-западной части Охотского моря | 215 | 5.2. Измерения течений на северо-восточном шельфе о. Сахалина | 224 | 5.2.1. Краткая характеристика океанологических условий | северо-восточного шельфа о. Сахалина | 226 | 5.2.2. Приливные течения | 232 | 5.2.3. Непериодические течения | 244 | 5.2.3.1. Реакция на воздействие ветра | 244 | 5.2.4. Сезонная изменчивость непериодических течений | 258 | 5.3. Инструментальные измерения течений у юго-восточного побережья | о. Сахалина | 266 | 5.3.1. Общая характеристика района | 267 | 5.3.2. Организация инструментальных измерений морских течений | 272 | 5.3.3. Измерения 1988 года | 274 | 5.3.4. Эксперимент 2004 года | 275 | 5.3.5. Периодические течения | 282 | 5.4. Экспериментальные исследования течений в заливе Анива | 285 | 5.4.1. Проведение экспериментов | 287 | 5.4.1.1. Результаты анализа измерений 2000 года | 288 | 5.4.1.2. Океанологические условия до и после проведения | эксперимента осенью 2002 года | 298 | 5.4.1.3. Периодические течения | 303 | 5.4.1.4. Характеристика непериодических течений | 308 | 5.4.1.5. Колебания уровня моря и температуры воды | 310 | 5.5. Сезонные колебания уровня и циркуляции Охотского моря по данным | спутниковой альтиметрии | 315 | 5.5.1. Анализ годового хода уровня Охотского моря по данным | береговых станций | 318 | 5.5.2. Средняя уровенная поверхность Охотского моря по данным | спутниковой альтиметрии | 324 | 5.5.3. Сезонные колебания уровня и циркуляции Охотского моря | по спутниковым данным | 327 | | Заключение | 338 | Литература | 343 | Краткие сведения об авторе | Анатолий Сергеевич Васильев (1937—2008) | 354 |
|
Книги на ту же тему- Деятельность России в прибрежной зоне моря и проблемы экологии, Айбулатов Н. А., 2005
- Динамика экосистем Берингова и Чукотского морей, Израэль Ю. А., Цыбань А. В., ред., 2000
- Тектоническое районирование и углеводородный потенциал Охотского моря: к 60-летию основания Института морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2006
- Неотектоника и активные разрывы Сахалина, Воейкова О. А., Несмеянов С. А., Серебрякова Л. И., 2007
- Избранные труды по физике моря, Штокман В. Б., 1970
- Введение в теорию волновых движений в океане: Учебное пособие, Фукс В. Р., 1982
- Основы океанологии: Учебное пособие, Иванов В. А., Показеев К. В., Шрейдер А. А., 2008
- Динамика и прогноз крупномасштабных аномалий температуры поверхности океана (статистический подход), Питербарг Л. И., 1989
- Динамика внутренних гравитационных волн в океане, Миропольский Ю. З., 1981
- Аналитические методы моделирования планетарного пограничного слоя, Браун Р. А., 1978
- Прогноз температуры воды в океане, Глаголева М. Г., Скриптунова Л. И., 1979
- Оптика моря. — 2-е испр. и доп. изд. «Оптической океанографии», Ерлов Н. Г., 1980
- Динамика верхнего слоя океана. — 2-е изд., испр. и доп., Филлипс О. М., 1980
- Динамика приповерхностного слоя воздуха, Бютнер Э. К., 1978
- Моделирование вертикальной термической структуры деятельного слоя океана, Калацкий В. И., 1978
- Математические модели циркуляции в океане, Марчук Г. И., Кочергин В. П., Саркисян А. С., Бубнов М. А., Залесный В. Б., Климок В. И., Кордзадзе А. А., Кузин В. И., Протасов А. В., Сухоруков В. А., Цветова Е. А., Щербаков А. В., 1980
- Модели глобальной атмосферы и Мирового океана: алгоритмы и суперкомпьютерные технологии: Учебное пособие, Толстых М. А., Ибраев Р. А., Володин Е. М., Ушаков К. В., Калмыков В. В., Шляева А. В., Мизяк В. Г., Хабеев Р. Н., 2013
- Отрывные течения. В 3-х томах (комплект из 3 книг), Чжен П., 1973
- Проливы Мирового океана. Общий подход к моделированию, Андросов А. А., Вольцингер Н. Е., 2005
- Суперкомпьютерное моделирование в физике климатической системы: Учебное пособие, Лыкосов В. Н., Глазунов А. В., Кулямин Д. В., Мортиков Е. В., Степаненко В. М., 2012
- Лабораторные модели физических процессов в атмосфере и океане, Алексеев В. В., Киселева С. В., Лаппо С. С., 2005
- Моделирование тепло- и влагообмена поверхности суши с атмосферой, Гусев Е. М., Насонова О. Н., 2010
- Моделирование гидрологических процессов, Коваленко В. В., 1993
- Углекислый газ в атмосфере, Бах В., Крейн А., Берже А., Лонгетто А., ред., 1987
- Метеорология и климатология: учебник. — 7-е изд., Хромов С. П., Петросянц М. А., 2006
- Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: проблема Киотского протокола: материалы Совета-семинара при Президенте РАН, 2006
- Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий, Лобковский Л. И., Левченко Д. Г., Леонов А. В., Амбросимов А. К., 2005
- Широкоугольное глубинное сейсмическое профилирование дна акваторий. В 2-х ч. (комплект из 2 книг), Бяков Ю. А., Глумов И. Ф., Коган Л. И., Маловицкий Я. П., Мурзин P. P., 2001
- Современные информационные и биологические технологии в освоении ресурсов шельфовых морей, Матишов Г. Г., ред., 2005
|
|
|