Hydrological and hydrochemical features of the Ob estuary (Kara Sea) in the season preceding winter

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

According to the data obtained during cruise 92 of the RV Akademik Mstislav Keldysh on October 11–13, 2023, in the northern part of the Ob estuary, the submeridional position of the estuarine front is shown under conditions of small discharge of the Ob River. The paper discusses the influence of external factors (river runoff, wind stress, tides) on the hydrological and hydrochemical structure of waters in the Ob estuary. Based on the data obtained, 4 types of waters are identified that form a complex thermohaline structure in the northern part of the Ob estuary and the adjacent shallow shelf of the Kara Sea, separated by frontal sections with sharp vertical density gradients.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Nedospasov

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: nedospasov.aa@ocean.ru
俄罗斯联邦, Moscow

S. Stepanova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
俄罗斯联邦, Moscow

E. Aglova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
俄罗斯联邦, Moscow

A. Shchuka

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Алёшина Н.И., Гефке И.В. Особенности гидрологического режима верхней Оби для возможности водохозяйственного использования // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. Т. 11-2. С. 57–60. doi: 10.24411/2500-1000-2019-11751.
  2. Войнов Г.Н. Приливы в Обской губе (Карское море). I. Общая характеристика приливов // Учен. Зап. РГГМУ. 2016. № 44. С. 70–95.
  3. Гольдин Ю.А., Глуховец Д.И., Гуреев Б.А. и др. Судовой проточный комплекс для измерения биооптических и гидрологических характеристик морской воды // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 814–822. doi: 10.31857/S0030157420040103.
  4. Дианский Н.А., Фомин В.В., Грузинов В.М. и др. Оценка влияния подходного канала к порту Сабетта на изменение гидрологических условий Обской губы с помощью численного моделирования // Арктика: экология и экономика. 2015. № 3(19). С. 18–29.
  5. Добровольский А.Д. Об определении водных масс // Океанология. 1961. Т. 1. Вып. 1. С. 12–24.
  6. Дроздова А.Н., Пацаева С.В., Хунджуа Д.А. Флуоресценция растворенного органического вещества как маркер распространения пресных вод в Карском море и заливах архипелага Новая Земля // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 49–56. doi: 10.7868/S0030157417010038.
  7. Зацепин А.Г., Завьялов П.О., Баранов В.И. и др. О ветровом механизме трансформации линзы опресненных речным стоком вод в Карском море // Океанология. 2017. Т. 57. № 1. С. 5–12.
  8. Иванов В.В. Водный баланс и водные ресурсы суши Арктики // Труды ААНИИ. 1976. Т. 323. С. 4–24.
  9. Иванов В.В. Гидрологический режим низовьев и устьев рек Западной Сибири и проблема оценки его изменений под влиянием территориального перераспределения водных ресурсов // Проблемы Арктики и Антарктики. 1980. Вып. 55. С. 20–43.
  10. Иванов В.В., Осипова И.В. Сток Обских вод в море и его многолетняя изменчивость // Труды ААНИИ. 1972. Т. 297. С. 86–91.
  11. Ильин Г.В. Гидрологический режим Обской губы как новой области морского природопользования в российской Арктике // Наука Юга России. 2018. Т. 14. № 2. С. 20–32.
  12. Коптева А.В. Уровень и течения Обской губы // Труды Арктич. Ин-та. 1953. Т. 59. С. 84–148.
  13. Лапин С.А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 1–10.
  14. Лапин С.А. Специфика формирования зон повышенной продуктивности в Обском эстуарии // Труды ВНИРО. 2014. Т. 152. С. 146–154.
  15. Лапин С.А. Особенности формирования пресноводного стока в эстуарных системах Оби и Енисея // Труды ВНИРО. 2017. Т. 166. С. 139–150.
  16. Лапин С.А., Мазо Е.Л., Маккавеев П.Н. Комплексные исследования Обской губы (июль–октябрь 2010 г.) // Океанология. 2011. Т. 51. № 4. С. 758–762.
  17. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 735–747.
  18. Михайлов В.Н. Гидрология устьев рек: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1998. 176 с.
  19. Михайлов В.Н., Горин С.Л. Новые определения, районирование и типизация устьевых областей рек и их частей – эстуариев // Водные ресурсы. 2012. Т. 39. № 3. С. 243–257.
  20. Никифоров Е.Г., Шпайхер А.О. Закономерности формирования крупномасштабных колебаний гидрологического режима Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 269 с.
  21. Русанов В.П., Яковлев Н.И., Буйневич А.Г. Гидрохимический режим Северного Ледовитого океана // Труды ААНИИ. 1979. Т. 355. 144 с.
  22. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
  23. Хлебович В.В. Критическая соленость биологических процессов. Л.: Наука, 1974. 235 с.
  24. Geyer W.R. Estuarine salinity structure and circulation. In: Valle-Levinson A., editor. Contemporary Issues in Estuarine Physics. Cambridge: Cambridge University Press. 2010. P. 12–26. https://doi.org/10.1017/CBO9780511676567.003
  25. Glukhovets D.I., Goldin Y.A. Surface desalinated layer distribution in the Kara Sea determined by shipboard and satellite data // Oceanologia. 2020. V. 62. P. 364–373. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2020.04.002
  26. Grasshoff K., Kremling K., Ehrhardt M. (Eds.) Methods of Seawater Analysis, 3rd ed. Wiley-VCH Verlag GmbH: Weinheim, Germany, 1999. 577 p. https://doi.org/10.1002/9783527613984
  27. Hanzlick D.J., Aagaard K. Freshwater and atlantic water in the Kara Sea // Journal of Geophysical Research. 1980. V. 85. P. 4937–4942.
  28. Hersbach H., Bell B., Berrisford P. et al. The ERA5 global reanalysis // Quarterly Journal of Royal Meteorol Soc. 2020. V. 146. P. 1999–2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803
  29. Huzzey L.M., Brubaker J.M. The formation of longitudinal fronts in a coastal plain estuary // J. Geophys. Res. 1988. V. 93(C2). P. 1329–1334. doi: 10.1029/JC093iC02p01329.
  30. Miranda L.B., Andutta F.P., Kjerfve B., Castro Filho B.M. Fundamentals of Estuarine Physical Oceanography. Ocean Engineering & Oceanography. Springer. 2017. 480 p. doi: 10.1007/978-981-10-3041-3.
  31. Nedospasov A.A., Shchuka S.A., Shchuka A.S. Modern high-resolution digital elevation model of the Kara Sea bottom // Oceanology. 2023. V. 63. Suppl. 1. P. S111–S118. doi: 10.1134/S0001437023070111.
  32. O'Donnell J. Surface fronts in estuaries: a review // Estuaries. 1993. V. 16. P. 12–39. doi: 10.2307/1352761.
  33. Osadchiev A., Konovalova O., Gordey A. Water exchange between the Gulf of Ob and the Kara Sea during ice-free seasons: the roles of river discharge and wind forcing // Front. Mar. Sci. 2021. V. 8: 741143. doi: 10.3389/fmars.2021.741143.
  34. Pavlov V.K., Pfirman S.L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 1995. V. 42. Iss. 6. P. 1369–1390. https://doi.org/10.1016/0967-0645(95)00046-1
  35. Pivovarov S., Schlitzer R., Novikhin A. River run-off influence on the water mass formation in the Kara Sea // In Siberian River Run-Off in the Kara Sea, Ed. By R. Stein. Elsevier, Amsterdam, 2003. P. 9–25.
  36. Pritchard D.W. What is an estuary: a physical viewpoint. In: Lauff G.H. (Ed.). Estuaries, American Association for the Advancement of Science, Washington DC, 1967. V. 1. P. 149–176.
  37. Schureman P. Manual of Harmonic Analysis and Prediction of Tides. Washington DC, United States Government Printing Office, 1958. 317 p. http://dx.doi.org/10.25607/OBP-155
  38. Simpson J.H., Hunter J.R. Fronts in the Irish Sea // Nature. 1974. V. 250. P. 404–406. https://doi.org/10.1038/250404a0
  39. Simpson J.H., Pingree R.D. Shallow sea fronts produced by tidal stirring. In: Bowman M.J., Esaias W.E. (eds). Oceanic Fronts in Coastal Processes. Springer, Berlin, Heidelberg, 1978. P. 29–42. https://doi.org/10.1007/978-3-642-66987-3_5
  40. Sukhanova I.N., Flint M.V., Fedorov A.V. et al. Phytoplankton of the Ob Estuary (Kara Sea) in the season preceding winter // Oceanology. 2024. V. 64. P. 493–500. https://doi.org/10.1134/S0001437024700164
  41. Telesh I.V., Khlebovich V.V. Some principal processes within the estuarine salinity gradient // Mar. Poll. Bull. 2010. V. 61. P. 149–155. doi: 10.1016/j.marpolbul.2010.02.008.
  42. The Arctic Great Rivers Observatory. 2024. Discharge Dataset, Version 20240125. https://www.arcticrivers.org/data
  43. Wang D., Lu S., Xie Z. et al. High-resolution observations of longitudinal fronts in a well-mixed tidal channel // Front. Mar. Sci. 2024. V. 11. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1497453
  44. Weiss R.F. The solubility of nitrogen, oxygen and argon in water and seawater // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. 1970. V. 17. № 4. P. 721–735.
  45. Winant C. Wind and tidally driven flows in a semienclosed basin. In: Valle-Levinson A. (ed.). Contemporary Issues in Estuarine Physics. Cambridge: Cambridge University Press. 2010. P. 125–144.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Characteristics of the work area: (a) bottom relief of the northern part of the Ob estuary (the Ob bar has a depth of less than 15 m and is located between 72° and 72.4° N) and the location of the stations. The dotted line indicates the hydrological section made at the first stage of the work; (b) hydrograph of the Ob River in Salekhard for 2023 based on data from [42]. The black triangle marks the date of the work; (c) water level (m) in the northern part of the Ob estuary, calculated using harmonic constants from the WXTide32 database [37].

下载 (458KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Temperature (°C) and salinity (psu) of water in the near-surface layer (according to the flow-through system data) along the Ob section (top) and their vertical distributions on the section (bottom). The distance is measured from the southern station of the section, located in the river part, to the sea. The red dotted line highlights the frontal sections by the maximum values of the vertical density gradient; the Roman numerals mark the identified water types: type I – estuarine waters, type II – POS waters, type III – intermediate transformed waters, type IV – winter shelf waters of the Kara Sea.

下载 (324KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Distribution of water salinity (eps) in the near-surface layer according to the flow-through system data (left). The dotted line shows the route of the vessel with the flow-through system measurements. The red dotted line is the estuarine front. Vertical distribution of salinity in cross-sections in the northern part of the Ob estuary (right). The red dotted line highlights the frontal sections according to the maximum values of the vertical density gradient; the Roman numerals mark the selected water types.

下载 (380KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Wind speed and direction over the waters of the northern part of the Ob estuary during the work period (top), temporal variability of wind at point T1 according to ERA5 reanalysis data [28].

下载 (392KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Distribution of optical parameters in the salinity field: (a) diagram of the dependence of turbidity (FTU) on water salinity (eps) in the Ob estuary based on vertical sounding data. Color indicates correspondence to the selected water types. Triangles indicate stations located on the “river” (western) side of the estuarine front, circles – on the “sea” (eastern) side; (b) diagram of the dependence of CDOM fluorescence intensity (relative units) on water salinity (eps) based on flow-through system data. Color indicates stages of work.

下载 (294KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Vertical distributions of mineral phosphorus (PO4, µM) and dissolved silicon (Si, µM) in the section.

下载 (189KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Diagram of the dependence of the concentration of biogenic elements and apparent oxygen consumption (µM) on the water salinity (eps) in the Ob estuary: (a) mineral phosphorus (PO4); (b) nitrate nitrogen (NO3); (c) dissolved silicon (Si); (d) apparent oxygen consumption (AOU). The color indicates the correspondence to the selected water types. Blue lines connect the station horizons. The dots mark the upper horizons of the stations.

下载 (424KB)
索引源数据

版权所有 © Russian academy of sciences, 2025