Применение статистических методов анализа данных для районирования акватории карского моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Карское море изучается с начала ХХ века. В результате российских и международных экспедиций накоплены большие массивы данных. Много публикаций было посвящено районированию акватории Карского моря в свете геоморфологических, биологических, океанологических аспектов его природы. В данной работе впервые представлены результаты статистического совместного анализа гидрофизических и гидрохимических данных, на основе которого выделены семь районов Карского моря. Для каждого района приведены основные характеристики и выделены определяющие их факторы. Результаты могут быть использованы для восстановления сезонного хода гидрофизических и гидрохимических параметров в этих районах, а также для анализа межгодовой изменчивости данных параметров с целью изучения их отклика на климатические изменения в Арктике.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Степанова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: s.stepanova87@gmail.com
Россия, Москва

К. К. Кивва

Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии

Email: s.stepanova87@gmail.com
Россия, Москва

А. А. Полухин

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: s.stepanova87@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Вайновский П.А., Малинин В.Н. Методы обработки и анализа океанологической информации. Многомерный анализ. СПб: Изд. РГГМИ, 1992. 96 c.
  2. Гусарова А.Н., Чернякова А.М., Вакуленко Н.В. Об основах создания банка гидрохимических данных // Экологические системы и приборы. 2000. № 10. С. 34–37.
  3. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. М.: Изд-во МГУ, 1982. 192 с.
  4. Иванов В.В., Русанов В.П., Гордин О.И., Осипова И.В. Межгодовая изменчивость распространения речных вод в Карском море // Труды ААНИИ. 1984. Т. 368. С. 74–81.
  5. Зацепин А.Г., Завьялов П.О., Кременецкий В.В. и др. Поверхностный опресненный слой вод в Карском море // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 698–708.
  6. Зацепин А.Г., Поярков С.Г., Кременецкий В.В. и др. Гидрофизические характеристики глубоководных желобов западной части Карского моря // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 526–539.
  7. Кивва К.К. Выделение экологических районов в Беринговом море на основе океанологических данных // Труды ВНИРО. 2016. Т. 164. С. 62–74.
  8. Краскэл Дж.Б. Многомерное шкалирование и другие методы поиска структуры // Статистические методы для ЭВМ / Под ред. К. Энслейна, Э. Рэлстона, Г.С. Уилфа. М.: Наука, 1986. С. 301–347.
  9. Маккавеев П.Н., Полухин А.А., Щука С.А., Степанова С.В. Перенос материковых вод через пролив Вилькицкого в сентябре 2017 и 2018 гг. // Океанология. 2020. Т. 60. № 3. С. 355–363.
  10. Мирошников А.Ю., Бадюков Д.Д., Флинт М.В. и др. Рельеф дна Карского моря и сорбционные свойства осадков как факторы аккумуляции загрязнений // Океанология. 2021. Т. 61. № 5. С. 809–821. https://doi.org/10.31857/S0030157421050087
  11. Пивоваров С.В. Химическая океанография арктических морей. СПб: Гидрометеоиздат, 2000. 88 c.
  12. Русанов В.П., Яковлев Н.И., Буйневич А.Г. Гидрохимический режим Северного Ледовитого океана // Труды ААНИИ. 1979. Т. 355. 144 с.
  13. Савельева Н.И., Добротина Е.Д., Кузьмин С.Б. и др. Изменчивость гидрохимических характеристик поверхностных вод пролива Шокальского по результатам наблюдений на научно-исследовательском стационаре “Ледовая база Мыс Баранова” в 2018–2019 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2021. Т. 67. № 1. С. 10–27. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-10-27
  14. Экологический Атлас. Карское море / В.О. Мокиевский, А.Б. Цетлин, Л.А. Сергиенко [и др.]; ООО “Арктический Научный Центр”. М.: ООО “Арктический Научный Центр”, 2016. 272 с. (Атласы морей Российской Арктики). ISBN 978-5-9908796-0-7. EDN ZUNIHV.
  15. Boyer T.P., Baranova O.K., Coleman С., Garcia H.E., Grodsky A., Locarnini R.A., Mishonov A.V., Paver C.R., Reagan J.R., Seidov D., Smolyar I.V., Weathers K.W., Zweng M.M. . World Ocean Database 2018. A.V. Mishonov, Technical Ed., NOAA Atlas NESDIS87. 2018.
  16. Clarke K.R. Non-parametric multivariate analyses of changes in community structure // Australian Journal of Ecology. 1993. V. 18 (1). P. 117–143.
  17. Galimov E.M., Kodina L.A., Stepanets O.V., Korobeinik G.S. Biogeochemistry of the Russian Arctic. Kara Sea: Research Results under the SIRRO Project, 1995–2003 // Geochemistry International. 2006. V. 44. P. 1053–1104.
  18. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S., Sidorova M.V. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // American Journal of Science. 1996. V. 296(6). P. 664–691.
  19. 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. 111–118. https://doi.org/10.1134/S0001437023070111
  20. Osadchiev A.A., Frey D.I., Shchuka S.A. et al. Structure of the freshened surface layer in the Kara Sea during ice-free periods // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. V. 126(1), e2020JC016486.
  21. Pavlov V.K., Pfirman S.L. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Res. Pt. II. 1995. V. 42. № 6. P. 1369–1390.
  22. Polukhin A. The role of river runoff in the Kara Sea surface layer acidification and carbonate system changes // Environmental Research Letters. 2019. V. 14(10), 105007.
  23. Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // Journal of the American Statistical Association. 1963. V. 58(301). P. 236–244. https://doi.org/10.1080/01621459.1963.10500845
  24. 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема расположения станций: слева приведены станции из экспедиций ИО РАН, справа – станции из других источников.

Скачать (916KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Обеспеченность данными: количество лет с измерениями температуры, солености, растворенного кислорода, AOU и растворенного минерального фосфора в августе – сентябре по “квадратам”.

Скачать (918KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Районирование Карского моря (вверху) и дендрограммы (внизу) по результатам кластерного анализа: (а) для горизонтов 1, 10 м (S, T, O2, AOU и PO4) и 25 м (S, T, O2); (б) для горизонтов 1, 10 (S, T, O2, AOU и PO4) и 50 м (T и O2).

Скачать (835KB)
Метаданные
5. Рис. 4. nMDS-диаграммы (вверху) и результаты алгоритма ANOSIM (внизу): а) для горизонтов 1, 10 м (S, T, O2, AOU и PO4) и 25 м (S, T, O2) и б) для горизонтов 1, 10 (S, T, O2, AOU и PO4) и 50 м (T и O2). На nMDS-диаграммах по осям отложены безразмерные величины. Из результатов алгоритма ANOSIM приведены значения R для группировки в целом, а также для каждой пары групп в виде матрицы, величина p для всех случаев была менее 0.005.

Скачать (717KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Районирование Карского моря на основе результатов кластерного анализа. Цифрами показаны следующие районы: 1 – район желоба Св. Анны; 2 – Северо-Новоземельский; 3 – Юго-Западный; 4 – Северный; 5 – Восточный; 6 – Приэстуарный; 7 – Центральный.

Скачать (569KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024