Справочник «Органическое вещество
Азовского моря и
прилегающих районов Чёрного моря»

Работа выполнена в рамках проекта РФФИ №15-05-08547 Долговременные изменения первичной продукции и биогеохимической трансформации органического вещества в экосистеме Азовского моря под действием природных и антропогенных факторов в 1950-2014 гг.

Ссылка на статью:
Дашкевич Л.В., Кулыгин В.В., Бердников С.В. Многолетнее изменение средней солености Азовского моря: данные наблюдений и модельный расчет // Экология. Экономика. Информатика (7-12 сентября 2014) Сборник статей в 2 т. Т.1: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. Южный федеральный университет: Издательство Южного федерального университета. – Ростов-на-Дону, 2014. С. 175-182

Соленость

МНОГОЛЕТНЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНЕЙ СОЛЕНОСТИ АЗОВСКОГО МОРЯ: ДАННЫЕ НАБЛЮДЕНИЙ И МОДЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

Соленость вод является ключевым гидрохимическим и экологическим фактором для любого водоема. Соленость Азовского моря начали изучать еще в конце XIX столетия, но до сих пор закономерности динамики и прогноз изменения ее режима являются актуальными вопросами для исследователей.

Средняя соленость Азовского моря, полученная на основе данных океанографических наблюдений, опубликована в ряде работ (Гидрометеорологический справочник…, 1962; Гидрометеорологические условия…, 1986; Гидрометеорология и гидрохимия…, 1991; Гаргопа, 2006). В настоящее время имеется ряд среднегодовых значений этого показателя за период 1922-2001 гг. (в соответствии с таблицей 1).

Таблица 1 – Среднегодовая соленость Азовского моря (‰)

Год	Настоящая работа	[1-4]	Расчет по модели [7]	Год	Настоящая работа	[1-4]	Расчет по модели [7]	Год	Настоящая работа	[1-4]	Расчет по модели [7]
1922	9,7	-	10,6	1953	11,9	12,2	12	1984	11,6	11,4	11,7
1923	10,2	10,5	10,3	1954	11,7	11,9	11,9	1985	11,8	11,6	11,8
1924	10	10,2	10,4	1955	12,4	12,3	12,1	1986	11,5	11,8	11,7
1925	10,2	10,5	10,5	1956	11,5	11,5	11,3	1987	11,4	11,4	11,8
1926	10,2	10,2	10,3	1957	10,9	11	10,9	1988	11,4	11,2	11,9
1927	-	9,9	9,9	1958	11,2	11,1	10,9	1989	10,9	11	11,9
1928	-	10,4	9,7	1959	11,1	11,2	10,9	1990	11,2	11,5	11,8
1929	-	10,1	9,5	1960	11,3	11,4	11	1991	11,1	11,3	11,5
1930	-	10,1	9,7	1961	11,3	11,4	11,2	1992	-	11,2	11,5
1931	-	10,4	10	1962	11,8	11,8	11,3	1993	-	10,7	11,2
1932	-	9,3	9,5	1963	-	11,3	10,8	1994	-	10,6	10,8
1933	9,3	9,3	9,3	1964	10,7	11,1	10,4	1995	10,9	10,9	10,8
1934	-	9,6	9,8	1965	11,1	10,7	10,5	1996	-	11	10,7
1935	10,4	10,3	10,5	1966	11,1	10,9	10,5	1997	10,9	10,6	10,8
1936	-	11,2	11,1	1967	11,1	11,2	10,7	1998	-	10	10,4
1937	-	11,2	11,1	1968	10,9	10,9	10,7	1999	-	10,4	10,5
1938	-	11,4	11,2	1969	12	11,8	11,3	2000	-	10,1	10,7
1939	-	11,8	11,4	1970	11,5	11,9	11,3	2001	10,3	10,4	10,5
1940	-	-	10,6	1971	12,1	12,1	11,5	2002	10,7	-	10,6
1941	-	-	9,5	1972	12,3	12,2	12,3	2003	10,4	-	10,4
1942	-	-	8,8	1973	12,2	12,6	12,8	2004	9,8	-	10,2
1943	-	-	9,1	1974	12,8	12,9	13	2005	9,5	-	9,8
1944	-	-	9,5	1975	13,3	13,1	13,4	2006	-	-	9,7
1945	-	-	10	1976		13,7	13,9	2007	9,5	-	9,8
1946	-	-	9,8	1977	12,9	13,3	13,6	2008	10,4	-	10
1947	10,2	10,2	10	1978	12,5	12,8	13,1	2009	10,2	-	10,2
1948	10,2	10,4	9,8	1979	11,7	11,8	12,4	2010	11,2	-	10,3
1949	10,8	10,7	10,6	1980	11,6	11,8	12,3	2011	11,2	-	10,5
1950	11	11,4	11,6	1981	11	11,1	11,5	2012	11,5	-	10,7
1951	11,6	11,9	11,7	1982	10,8	10,8	11,1
1952	11,9	11,9	12,1	1983	11	11	11,3

Примечание: - нет данных

В 2004-2013 гг. сформирована база данных наблюдений за гидрологическим режимом Азовского моря, охватывающая период 1913-2012 гг. и включающая 47 112 океанографических станций (в соответствии с рисунком 1) со значениями солености (Атлас климатических изменений…, 2014).

В данной работе выполнена оценка ежегодных значений средней солености Азовского моря за период 1922-2012 гг.

Распределение солености в Азовском море характеризуется относительно большими горизонтальными градиентами (от практически пресных вод в приустьевых областях рек до вод значительной солености Керченского пролива и близ Геническа), в связи с этим осреднение производилось по районам.

В (Гидрометеорологический справочник…, 1962) море разделено на 13 районов (в соответствии с рисунком 2), средние многолетние значения солености рассчитывались по Воронкову и Свиташову методом оценки «солезапаса» на основе 21730 наблюдений (1913-1914, 1922-1939, 1947-1959 гг.). По аналогичной методике в (Гидрометеорологические условия…, 1986) был продлен многолетний ряд средней солености Азовского моря до 1982 г. Это позволило сохранить однородность рядов данных. В (Гидрометеорология и гидрохимия…, 1991) методика расчета средней солености Азовского моря была изменена: в основу легли 34 комплексные станции АзНИИРХа, далее пересчет проводился по 9 районам согласно (Бакум, Затучная, 1987).

Нами для построения исторического ряда среднегодовой солености Азовского моря данные из БД (Атлас климатических изменений…, 2014) были разделены на 13 районов, согласно (Гидрометеорологический справочник…, 1962; Гидрометеорологические условия…, 1986) (в соответствии с рисунком 2).

В связи со значительным преобладанием данных о солености поверхностного слоя, в каждом из районов выделено два слоя: поверхностный и глубинный (более >1,5 м).

Расчёт среднегодовой средней по морю солености на основе данных наблюдений производился в несколько этапов:

1) рассчитывались среднесуточные значения в пределах района;

2) на основе суточных значений рассчитывались среднемесячные значения в пределах каждого района;

3) на основе среднемесячных значений рассчитывалось среднегодовое значение солености для каждого района;

4) среднегодовое значение солености по слоям для Таганрогского залива (ТЗ), собственно моря (СМ) и моря в целом (АМ) рассчитывалось как средневзвешенное значение солености в соответствующих районах (веса определялись с учетом объемов районов);

5) среднегодовое значение солености для ТЗ, СМ и АМ в целом рассчитывалось как средневзвешенное значение двух слоев: поверхностного и глубинного.

При расчетах отбрасывались годы, для которых данные наблюдений присутствовали менее чем в половине районов (менее 2 для ТЗ и менее 5 районов для СМ).

Одновременно с оценкой средней солености Азовского моря по БД выполнен расчет солености с применением компартментальной гидрологической модели (Бердников, 2006). Полученный в результате ход среднегодовой солености ТЗ и Азовского моря в целом представлен на рисунке 3 и в таблице 1. Наибольшее различие отмечено для ТЗ, что вероятно связано с высокой изменчивостью гидрологического режима данного региона.

Наблюдаются достаточно низкие различия между данными (Гидрометеорологический справочник…, 1962; Гидрометеорологические условия…, 1986; Гидрометеорология и гидрохимия…, 1991; Гаргопа, 2006) и оценками, выполненными в данной работе – до 4%. Разница между модельным расчетом и данными наблюдений доходит до 9 %. Основные статистические характеристики для трех рядов среднегодовой солености Азовского моря приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Основные статистические характеристики (1922-2001 гг.)

	Регион	Минимум	Максимум	Среднее	Стандартное отклонение
Настоящая работа	ТЗ	4,2	10,6	6,8	1,3
[1-4]		4,2	11,1	7	1,4
Модельный расчет		3,5	10,3	6,5	1,3
Настоящая работа	СМ	9,6	13,5	11,5	0,8
[1-4]		9,6	13,9	11,6	0,9
Модельный расчет		9,3	14,2	11,5	1
Настоящая работа	АМ	9,3	13,3	11,3	0,8
[1-4]		9,3	13,7	11,2	0,9
Модельный расчет		8,8	13,9	11	1

Для анализа многолетних колебаний солености Азовского моря были рассчитаны аномалии солености Азовского моря (в соответствии с рисунком 4). Для СМ и моря в целом четко прослеживаются 3 периода: опреснение – осолонение – опреснение, при этом, вероятно, мы находимся в начале следующего периода осолонения Азовского моря. Аналогичную тенденцию показывают и модельные расчеты. Для Таганрогского залива периоды выражены менее четко, что объясняется высокой изменчивостью гидрологического режима данного региона.

Таким образом, в работе проведено сравнение результатов расчетов среднегодовой солености по (Гидрометеорологический справочник…, 1962; Гидрометеорологические условия…, 1986; Гидрометеорология и гидрохимия…, 1991; Гаргопа, 2006) и на основе БД (Атлас климатических изменений…, 2014) (47 112 океанографических станций), а также модельного расчета на основе компартментальной модели гидрологического режима Азовского моря. Отмечено хорошее соответствие данных и модельного расчета. Продлен многолетний ряд солености Азовского моря до 2012 гг. по данным БД (Атлас климатических изменений…, 2014). Рассчитана среднемноголетняя соленость Азовского моря за 90 лет и построены аномалии солености Азовского моря за период 1922-2012 гг.

Работа выполнена в рамках государственных заданий ЮНЦ РАН «Анализ динамики природных систем на основе мегабаз данных за многолетний (19-20 века) период наблюдений для выявления и прогнозирования экстремальных природных феноменов, опасных для социально-экономического развития густонаселенных территорий юга России» (№ госрегистрации 01201450487) и ИАЗ ЮНЦ РАН «Разработка методов геоинформационного моделирования морских и наземных экосистем» (№ госрегистрации 01201153348).

---

1. Гидрометеорологический справочник Азовского моря / под ред. А.А. Аксенова - Л: Гидрометеорологическое изд., 1962. - 856 с.
2. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т. 3. Азовское море. - Л. 1986. - 218 с.
3. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. V. Азовское море. – Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 237 с.
4. Гаргопа Ю.М. Гидрологические процессы в бассейне Азовского моря, их связь с климатообразующими и антропогенными факторами // Закономерности экосистемных процессов в Азовском море, ЮНЦ РАН.- М.: Наука, 2006. – С. 10-136.
5. Атлас климатических изменений в больших морских экосистемах Северного полушария (1878-2013). Регион 1. Моря Восточной Арктики. Регион 2. Черное, Азовское и Каспийское моря / Г.Г. Матишов, С.В. Бердников, А.П. Жичкин, П.Р. Макаревич, С.Л. Дженюк, В.В. Кулыгин, Н.А. Яицкая, В.В. Поважный, И.В. Шевердяев, С.В. Кумпан, И.А. Третьякова, А.Е. Цыганкова – Ростов н/Д: Изд. ЮНЦ РАН, 2014. – 256 с.
6. Бакум Т.А., Затучная Б.М. Районирование Азовского моря на современном этапе / Химия и биология морей. - М.: Гидрометеоиздат, 1987.
7. Бердников С.В. Моделирование крупномасштабных изменений океанологических характеристик экосистемы Азовского моря // Закономерности экосистемных процессов в Азовском море, ЮНЦ РАН. - М.: Наука, 2006. – С. 137-229.