Гидролого-гидрохимическая характеристика обского эстуария (Карское море) в предзимний период

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

По данным, полученным в 92-м рейсе НИС “Академик Мстислав Келдыш” 11–13 октября 2023 г. в северной части Обской губы, показано субмеридиональное положение эстуарного фронта в условиях малого стока р. Оби. В работе обсуждается влияние внешних факторов (речной сток, ветровое воздействие, приливы) на гидролого-гидрохимическую структуру вод в Обском эстуарии. На основе полученных данных выделены четыре типа вод, формирующих сложную термохалинную структуру в северной части Обского эстуария и на прилегающем мелководном шельфе Карского моря, разделенных фронтальными разделами с резкими вертикальными градиентами плотности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Недоспасов

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nedospasov.aa@ocean.ru
Россия, Москва

С. В. Степанова

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
Россия, Москва

Е. А. Аглова

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
Россия, Москва

А. С. Щука

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН

Email: nedospasov.aa@ocean.ru
Россия, Москва

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Характеристика района работ: (а) рельеф дна северной части Обского эстуария (обский бар имеет глубину менее 15 м и расположен между 72° и 72.4° с. ш.) и схема расположения станций. Пунктирной линией обозначен гидрологический разрез, выполненный на первом этапе работ; (б) гидрограф р. Оби в г. Салехарде за 2023 г. по данным [42]. Черным треугольником отмечена дата проведения работ; (в) уровень воды (м) в северной части Обского эстуария, вычисленный по гармоническим постоянным из базы данных WXTide32 [37].

Скачать (458KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Температура (°С) и соленость (епс) воды в приповерхностном слое (по данным проточной системы) вдоль Обского разреза (вверху) и их вертикальные распределения на разрезе (внизу). Отсчет расстояния идет от южной станции разреза, расположенной в речной части, к морю. Красным пунктиром выделены фронтальные разделы по максимальным значениям вертикального градиента плотности; римскими цифрами отмечены выделенные типы вод: тип I – эстуарные воды, тип II – воды ПОС, тип III – промежуточные трансформированные воды, тип IV– зимние шельфовые воды Карского моря.

Скачать (324KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение солености воды (епс) в приповерхностном слое по данным проточной системы (слева). Пунктиром обозначен маршрут судна с измерениями проточной системой. Красный точечный пунктир – эстуарный фронт. Вертикальное распределение солености на поперечных разрезах в северной части Обского эстуария (справа). Красным пунктиром выделены фронтальные разделы по максимальным значениям вертикального градиента плотности; римскими цифрами отмечены выделенные типы вод.

Скачать (380KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Скорость и направление ветра над акваторией северной части Обского эстуария в период работ (вверху), временная изменчивость ветра в точке Т1 по данным реанализа ERA5 [28].

Скачать (392KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение оптических показателей в поле солености: (а) диаграмма зависимости мутности (FTU) от солености воды (епс) в Обском эстуарии по данным вертикальных зондирований. Цветом обозначено соответствие выделенным типам вод. Треугольниками отмечены станции, расположенные с “речной” (западной) стороны от эстуарного фронта, кругами – с “морской” стороны (восточной); (б) диаграмма зависимости интенсивности флуоресценции ОРОВ (отн. ед.) от солености воды (епс) по данным проточной системы. Цветом обозначены этапы работ.

Скачать (294KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Вертикальные распределения минерального фосфора (PO4, µM) и растворенного кремния (Si, µM) на разрезе.

Скачать (189KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Диаграмма зависимости концентрации биогенных элементов и кажущегося потребления кислорода (µM) от солености воды (епс) в Обском эстуарии: (а) минерального фосфора (PO4); (б) нитратного азота (NO3); (в) растворенного кремния (Si); (г) кажущегося потребления кислорода (AOU). Цветом обозначено соответствие выделенным типам вод. Голубые линии соединяют горизонты станции. Точками отмечены верхние горизонты станций.

Скачать (424KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025