4 апреля 2017 года в 15:00 в СПО ФГБУ «ГОИН» состоится очередное заседание Санкт-Петербургской секции ученого совета ФГБУ «ГОИН»... Далее

Главная / Балтийское море
 
Отступ первой строки

Обзор метеорологической обстановки над Балтийский морем за 2013 год.

На основе данных реанализа метеорологических полей NCEP/NCAR была исследована пространственно-временная изменчивость ветра и атмосферного давления над Балтийским морем. На рис. 1 приведены поля среднегодовой скорости ветра в 2013 г. и линейного инварианта тензора дисперсии (показателя общей изменчивости процесса в течение года). Наиболее сильный ветер наблюдался над центральной частью моря, от 58 до 61° с. ш. (от о. Готланд до Аландских о-вов). В этом же районе, а также в проливе Каттегат отмечалась и наибольшая дисперсия скорости ветра. Интенсивность среднего переноса и общей изменчивости процесса в 2013 г. мало отличается от предыдущих лет. Различия наблюдаются только пространственных распределениях максимумов модуля скорости: в западной части моря ветры 2013 г. несколько слабее, а в восточной – сильнее, чем в 2010-2012 гг.

tair
Рис. 1. Поля средней скорости ветра, м/с (левый столбец) и линейного инварианта тензора дисперсии скорости ветра, м2/с2, (правый столбец) за 2013 г.

Графики инвариантов тензора спектральной плотности скорости ветра в 2013 г. имеют вид красного шума, интенсивность колебаний максимальна в регионе, ограниченном меридианами 18-22° в. д., в спектре линейного инварианта преобладает колебание с двухмесячной цикличностью, на втором месте по интенсивности – годовое колебание; в спектре индикатора вращения, в основном, преобладают колебания с вращением против часовой стрелки и цикличностями 90-120 суток. Изменчивость атмосферного давления в Санкт-Петербурге в 2013 году была ниже, чем в 2012: максимумы были меньше, но медиана в 2013 году была выше (рис. 2.)

tair
Рис. 2. Результаты квантильного анализа атмосферного давления в Санкт-Петербурге.

На рис. 3 приведены изменения во времени оценок линейного инварианта тензора дисперсии градиентов атмосферного давления в циклонах для различных точек Балтийского моря. Видно, что интенсивность циклогенеза в 2013 году над всей акваторией Балтийского моря была выше, чем в 2012 году, однако, значения не являются максимальными в многолетнем ходе.

tair
Рис. 3. Межгодовая изменчивость линейного инварианта тензора дисперсии градиента атмосферного давления за 1948-2013 год.

Динамика вод Балтийского моря за 2013 год

Мариографные измерения уровня моря на береговых станциях показывают, что средний уровень вдоль всего побережья Швеции понизился в 2013 г. по сравнению с 2012 г. на 4-5 см и на 8-15 см в собственно Балтике, а также в южной части Ботнического залива. При этом отмечается небольшой отрицательный тренд. Значения среднего квадратического отклонения (СКО) меняются от 2012 к 2013 г. в пределах 1-2 см (при общем положительном тренде), а внутригодового размаха - от 110 до 180 в 2012 г. и от 95 до 216 см в 2013 г., т.е. практически всегда превышают ±3СКО. По графикам спектральной плотности уровня моря видно, что в реализациях имеется небольшой тренд, преобладает годовой ход, имеется максимум на частоте полугодового колебания, а также пики на частотах, соответствующих цикличностям низкочастотной части синоптического диапазона: 122 дня, 81 день, 67 и 40 дней, и небольшой пик на частоте суточного периода. В 2013 году средний уровень Балтийского моря, оцененный на основе данных спутниковой альтиметрии, заметно понизился относительно его оценок в 2012 г. и стал близок к своему среднемноголетнему значению (рис. 4.). Однако интенсивность колебаний уровня на большей части акватории Балтийского моря возросла по сравнению с предыдущими годами, на что указывают оценки его дисперсии (рис. 5). На востоке Финского залива в осенне-зимний период 2013 г. произошло три опасных подъёма уровня, в результате чего трижды закрывались ворота комплекса защиты Санкт-Петербурга от наводнений (КЗС) (29 октября, 17 ноября и 13 декабря). К западу от «Дамбы» в эти периоды произошли подтопления прибрежных районов. Согласно оперативному прогнозу, если бы ворота КЗС не были закрыты, то в Санкт-Петербурге 13 декабря 2013 г. произошло особо опасное наводнение. Высота ветровых волн у побережья Швеции в 2013 году достигала 4.2-4.7 м при средних значениях 0.70-1.3 м. СКО высоты волн менялось в пределах от 0.4 до 0.80 м, т.е. разброс внутри года превышал ±3 СКО. В общем, волнение в 2013 г. было несколько слабее, чем в 2012 (0-5.3 м). Распределение высоты волн в 2012 и в 2013 г. было близко к экспоненциальному с большим положительным эксцессом. В то же время распределение высоты волн на одной из станций за 8 лет измерений дает более четкую моду 0.75 м. и менее вытянутый хвост. В 2013 г. были выполнены 2 станции измерений течений. Одна стояла у Стокгольма с мая по октябрь. По значениям вектора среднего переноса здесь наблюдается 4 слоя: поверхностный, 2 промежуточных и придонный. Направление среднего переноса имеет восточную составляющую и меняется от 85° на горизонте 16 м к 109° на 4-х м. Наибольшая скорость течения наблюдается у дна и составляет 176 см/с. Изменчивость выше у поверхности и у дна, здесь же эллипс СКО более вытянут. Вторая станция стояла в Скагерраке в октябре-ноябре. Здесь по значениям среднего переноса течение скорее однослойное, направленное на северо-северо-запад, при этом и модуль среднего переноса, и средний модуль скорости, и максимум модуля скорости, и общая изменчивость процесса монотонно убывают от поверхности ко дну. Эллипс СКО сильно вытянут и ориентирован в направлении среднего переноса.

tair
Рис. 4. Межгодовая изменчивость среднегодовых аномалий уровня моря.

tair
Рис. 5. Межгодовая изменчивость дисперсии уровня моря.

Изменчивость термохалинных и гидрохимических параметров.

2013 г. продолжил непрерывный ряд лет, в которые не отмечалось больших балтийских затоков. В отличие от очень частых, но слабых внедрений североморских вод с объёмами 10 – 20 км3, которые не оказывают значительного влияния на океанологический режим глубинных вод центральной Балтики, случаи появления больших затоков весьма эпизодичны и отмечаются, в основном, раз в год – раз в несколько лет только при определенных гидрометеорологических условиях, однако, при этом, высокосоленые и богатые кислородом воды больших затоков проникают далеко в открытую часть Балтийского моря, обновляя придонные и глубинные воды глубоководных впадин, и оказывая определяющее влияние на эволюцию экосистемы моря По оценкам ряда исследователей объём вод больших затоков может составлять около 40% от результирующего годового водообмена между Северным и Балтийским морями. За последние 30 лет частота больших затоков значительно уменьшилась, и последний из них отмечался 11 лет назад в январе 2003 года. Измерения температуры воды (Т°) на прибрежных станциях показали, что она в поверхностном слое у шведского побережья Балтики несколько выше (на 1-2°), чем в 2012 г. Изменчивость Т° (значения СКО) также выше на 0.5-1°, чем в 2012 г. Минимальная Т° составляет -0.4 ÷ -0.6°, максимальная Т° растет от 19°.4 на входе в Ботнический залив до 21.6° у Карлскруны. Плотность распределения имеет неправильную дву- или тримодальную форму с основными модами в пределах 0-1° и 16-18°. В спектре Т° преобладает колебание на частоте годового периода. Около Стокгольма наблюдается некоторое понижение солености по сравнению с 2012 г. Средняя соленость монотонно растет от 6.1‰ на верхнем горизонте к 9.8‰ на нижнем, однако значения экстремумов и СКО меняются нелинейно, имея в профиле несколько промежуточных максимумов. Наибольшие значения и средней солености, и ее экстремумов наблюдаются на нижнем горизонте (70-80 м). Разброс внутригодовых значений лежит в пределах ±3СКО по всему слою. Анализ данных судовых измерений на станциях международного мониторинга в открытом море показал, что в 2013 году в поверхностном слое воды наблюдается повышение среднегодовой температуры по сравнению с 2012 годом в среднем на 0,3 ⁰С для всей Балтики. Солёность в 2013 году была ниже на 0,3 ‰ по сравнению с предыдущим годом. Содержание кислорода здесь возросло в среднем на 0,2 мг/л. Количество фосфатов в 2013 году по сравнению с 2012 годом снизилось на 0,2 мг/л. Снизилось среднегодовое содержание силикатов в Балтике за прошедший год – на 2, 5 мг/л. Наблюдается некоторое повышение количества нитратов в поверхностном слое моря в 2013 году в среднем на 0,3 мг/л. Количество нитритов и аммония в 2013 году осталось на уровне 2012 года (Рис.6)

tair
Рис. 6. Годовой ход температуры, солёности и содержания кислорода в поверхностном слое центральной Балтики в 2013 году на фоне их среднемноголетних сезонных значений (станция BY15).

В придонных и глубинных слоях в 2013 году в полученных рядах гидрологических и гидрохимических характеристик не наблюдалось аномальных изменений. Отмечается некоторое понижение температуры воды в 2013 году на юге Балтики по сравнению с ситуацией 2012 года – снижение составило 0,5 ⁰С. В центральной Балтике температура на глубине 225-230 метров в 2013 году отмечалась в среднем на 0,6 ⁰С выше по сравнению со среднемноголетними значениями. Однако, это повышение не характерно только для 2013 года - по сравнению с уровнем 2012 года, среднегодовая температура здесь осталась на уровне 6,4 ⁰С. Солёность в придонном слое в 2013 году почти не изменилась. На глубине 225-230 метров в 2013 году продолжали наблюдаться гипоксидные условия. На графике (рис. 7) отрицательным значениям содержания кислорода соответствуют значения содержания сероводорода, образующегося в условиях отсутствия кислорода. Количество сероводорода в 2013 году отмечается на 3,2 мг/л выше по сравнению со среднемноголетними показателями. Однако, по сравнению с 2012 годом, значимых изменений этого параметра не произошло. Количество силикатов в 2013 году увеличилось по сравнению с 2012 годом на 2,5 мг/л. Содержание фосфатов, нитратов и нитритов осталось на уровне 2012 года. Наблюдается некоторое снижение аммония на глубине более 100 м по всей Балтике. Снижение составило в среднем 1 мг/л.

tair
Рис. 7. Годовой ход температуры, солёности и содержания кислорода в 2013 году на фоне среднемноголетних значений на глубине 225 – 230 метров в центральной Балтике (станция BY15).