Морской гидрофизический журнал. 2024; 40: 65-77
Дисперсия короткопериодных колебаний уровня Черного моря: сезонные и межгодовые изменения
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2024-1-65-77Аннотация
Цель. Цель работы – исследовать особенности сезонной и межгодовой изменчивости дисперсии короткопериодных колебаний уровня Черного моря.
Методы и результаты. На основе анализа длительных рядов наблюдений за уровнем моря были изучены особенности изменений дисперсии (энергии) синоптических (2–30 сут) и мезомасштабных (2 ч – 2 сут) колебаний уровня Черного моря. С использованием спектрального анализа было установлено, что на восточном побережье Черного моря спектральная плотность колебаний уровня моря увеличивается от лета к зиме и уменьшается от зимы к лету в частотном диапазоне 0,1–0,8 цикл/сут. Для северо-западного и Крымского побережий уровень спектральной плотности осенью и зимой почти не различается, далее снижаясь к весне и лету. Для межгодовых изменений дисперсии синоптических колебаний на восточном побережье моря характерен отрицательный тренд до −0,25 см2/год в Батуми и −0,41 см2/год в Поти. Дисперсия мезомасштабных колебаний уровня моря имеет отрицательные тенденции со скоростями от −0,21…−0,24 см2/год в Одессе и Николаеве, до −0,13 см2/год в Геленджике.
Выводы. Дисперсия короткопериодных колебаний уровня Черного моря увеличивается от лета к зиме и уменьшается от зимы к лету, что связано с интенсификацией циклонической активности в атмосфере в осенне-зимний период. В лиманах крупных рек в зимний сезон наблюдается локальное сезонное понижение дисперсии колебаний уровня моря, связанное с развитым ледяным покровом, препятствующим формированию ветровых нагонов/сгонов и сейш. Причем, чем
выше частота колебаний, тем большую роль играет ледяной покров.
Список литературы
1. Wunsch C. Bermuda sea level in relation to tides, weather, and baroclinic fluctuations // Reviews of Geophysics. 1972. Vol. 10, iss. 1. P. 1–49. doi: 10.1029/RG010i001p00001
2. Medvedev I. P., Rabinovich A. B., Kulikov E. A. Tides in three enclosed basins: the Baltic, Black, and Caspian seas // Frontiers in Marine Science. 2016. Vol. 3. 46. doi: 10.3389/fmars.2016.00046
3. Medvedev I. P. Tides in the Black Sea: observations and numerical modelling // Pure and Applied Geophysics. 2018. Vol. 175, iss. 6. P. 1951–1969. doi: 10.1007/s00024-018-1878-x
4. Tidal dynamics in the inter-connected Mediterranean, Marmara, Black and Azov seas / C. Ferrarin [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 161. P. 102–115. doi: 10.1016/j.pocean.2018.02.006
5. Медведев И. П. Дисперсионный анализ колебаний уровня Черного моря в широком диапазоне частот // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 6. C. 489–500. EDN YPUYWL. doi: 10.22449/0233-7584-2018-6-489-500
6. Медведев И. П. О формировании спектра колебаний уровня Балтийского моря // Доклады Академии наук. 2015. Т. 463, № 3. С. 347–352. EDN TZMFEJ. doi: 10.7868/S0869565215210185.
7. Иванов В. А., Янковский А. Е. Длинноволновые движения в Черном море. Киев : Наукова думка, 1992. 110 с.
8. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. 212 с.
9. Медведев И. П. Численное моделирование метеорологических колебаний уровня Черного моря // Океанология. 2022. Т. 62, № 4. С. 546–557. EDN DKZHQY. doi: 10.31857/S0030157422040086
10. Медведев И. П., Куликов Е. А. Спектр мезомасштабных колебаний уровня северной части Черного моря: приливы, сейши, инерционные колебания // Океанология. 2016. Т. 56, № 1. С. 10–17. doi: 10.7868/S0030157416010093
11. Иванов В. А., Ястреб В. П. О колебаниях уровня Черного моря // Водные ресурсы. 1989. № 2. С. 97–104.
12. Stanev E. V., Grashorn S., Zhang Y. J. Cascading ocean basins: numerical simulations of the circulation and interbasin exchange in the Azov-Black-Marmara-Mediterranean Seas system // Ocean Dynamics. 2017. Vol. 67, iss. 8. P. 1003–1025. doi: 10.1007/s10236-017-1071-2
13. Aydın M., Beşiktepe Ş. T. Mechanism of generation and propagation characteristics of coastal trapped waves in the Black Sea // Ocean Science. 2022. Vol. 18, iss. 4. P. 1081–1091. doi: 10.5194/os-18-1081-2022
14. Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее. Севастополь : МГИ НАН Украины, 2006. 210 с.
15. Гидрометеорологические условия морей Украины. Т. 2 : Черное море / Ю. П. Ильин [и др.]. Севастополь, 2012. 421 с.
16. Фомичева Л. А., Рабинович А. Б., Демидов А. Н. Уровень моря // Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1991. Т. IV : Черное море, вып. 1: Гидрометеорологические условия. С. 329–354. (Проект «Моря СССР»).
17. Мънгов Г. Изследване колебанията на морското ниво по Българското крайбрежие в средномащабен честотен диапазон // Хидрология и метеорология. 1981. Т. 30, № 2. С. 20–32.
18. Кръстева Е. Денонощни колебания на черноморското ниво около Варна и Бургас // Проблеми на географията. 1981. Книга 2. С. 15–24. URL: https://books.google.ru/books/about/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B8_%D0%BD%D0%B0_%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F.html?hl=ru&id=9BEXAQAAMAAJ&redir_esc=y (дата обращения: 14. 01. 2023).
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2024; 40: 65-77
Variance of Short-Period Sea Level Oscillations in the Black Sea: Seasonal and Interannual Variations
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2024-1-65-77Abstract
Purpose. The study is aimed at investigating the peculiarities of seasonal and interannual variations of the variance of short-period sea level oscillations in the Black Sea.
Methods and Results. Based on the analyses of long-term sea level observation series, the peculiarities of changes in the variance (energy) of synoptic (2–30 days) and mesoscale (2 h – 2 days) sea level oscillations in the Black Sea were studied. The results of spectral analysis made it possible to find out that on the eastern coast of the Black Sea, the spectral density of sea level oscillations increases from summer to winter and decreases from winter to summer within the frequency range 0.1–0.8 cycles/day. As for the northwestern and Crimean coasts, the spectral density is practically the same in autumn and winter, further it decreases in spring and summer. The interannual changes of the variance of synoptic oscillations on the eastern sea coast are characterized by a negative trend achieving –0.25 cm2/year in Batumi and –0.41 cm2/year in Poti. The variance of mesoscale sea level oscillations has the negative trends, the rates of which are from –0.21…–0.24 cm2/year in Odessa and Nikolaev to –0.13 cm2/year in Gelendzhik.
Conclusions. The variance of short-period sea level oscillations in the Black Sea increases from summer to winter and decreases from winter to summer, that is related to the intensification of cyclonic activity in the atmosphere during autumn and winter. In the estuaries of large rivers, a local seasonal decrease in the variance of sea level oscillations is observed in winter due to the developed ice cover preventing the formation of wind surges and seiches. At that, the higher the oscillation frequency, the stronger is the ice cover influence.
References
1. Wunsch C. Bermuda sea level in relation to tides, weather, and baroclinic fluctuations // Reviews of Geophysics. 1972. Vol. 10, iss. 1. P. 1–49. doi: 10.1029/RG010i001p00001
2. Medvedev I. P., Rabinovich A. B., Kulikov E. A. Tides in three enclosed basins: the Baltic, Black, and Caspian seas // Frontiers in Marine Science. 2016. Vol. 3. 46. doi: 10.3389/fmars.2016.00046
3. Medvedev I. P. Tides in the Black Sea: observations and numerical modelling // Pure and Applied Geophysics. 2018. Vol. 175, iss. 6. P. 1951–1969. doi: 10.1007/s00024-018-1878-x
4. Tidal dynamics in the inter-connected Mediterranean, Marmara, Black and Azov seas / C. Ferrarin [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 161. P. 102–115. doi: 10.1016/j.pocean.2018.02.006
5. Medvedev I. P. Dispersionnyi analiz kolebanii urovnya Chernogo morya v shirokom diapazone chastot // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2018. T. 34, № 6. C. 489–500. EDN YPUYWL. doi: 10.22449/0233-7584-2018-6-489-500
6. Medvedev I. P. O formirovanii spektra kolebanii urovnya Baltiiskogo morya // Doklady Akademii nauk. 2015. T. 463, № 3. S. 347–352. EDN TZMFEJ. doi: 10.7868/S0869565215210185.
7. Ivanov V. A., Yankovskii A. E. Dlinnovolnovye dvizheniya v Chernom more. Kiev : Naukova dumka, 1992. 110 s.
8. Ivanov V. A., Belokopytov V. N. Okeanografiya Chernogo morya. Sevastopol': MGI NAN Ukrainy, 2011. 212 s.
9. Medvedev I. P. Chislennoe modelirovanie meteorologicheskikh kolebanii urovnya Chernogo morya // Okeanologiya. 2022. T. 62, № 4. S. 546–557. EDN DKZHQY. doi: 10.31857/S0030157422040086
10. Medvedev I. P., Kulikov E. A. Spektr mezomasshtabnykh kolebanii urovnya severnoi chasti Chernogo morya: prilivy, seishi, inertsionnye kolebaniya // Okeanologiya. 2016. T. 56, № 1. S. 10–17. doi: 10.7868/S0030157416010093
11. Ivanov V. A., Yastreb V. P. O kolebaniyakh urovnya Chernogo morya // Vodnye resursy. 1989. № 2. S. 97–104.
12. Stanev E. V., Grashorn S., Zhang Y. J. Cascading ocean basins: numerical simulations of the circulation and interbasin exchange in the Azov-Black-Marmara-Mediterranean Seas system // Ocean Dynamics. 2017. Vol. 67, iss. 8. P. 1003–1025. doi: 10.1007/s10236-017-1071-2
13. Aydın M., Beşiktepe Ş. T. Mechanism of generation and propagation characteristics of coastal trapped waves in the Black Sea // Ocean Science. 2022. Vol. 18, iss. 4. P. 1081–1091. doi: 10.5194/os-18-1081-2022
14. Goryachkin Yu. N., Ivanov V. A. Uroven' Chernogo morya: proshloe, nastoyashchee i budushchee. Sevastopol' : MGI NAN Ukrainy, 2006. 210 s.
15. Gidrometeorologicheskie usloviya morei Ukrainy. T. 2 : Chernoe more / Yu. P. Il'in [i dr.]. Sevastopol', 2012. 421 s.
16. Fomicheva L. A., Rabinovich A. B., Demidov A. N. Uroven' morya // Gidrometeorologiya i gidrokhimiya morei SSSR. Leningrad : Gidrometeoizdat, 1991. T. IV : Chernoe more, vyp. 1: Gidrometeorologicheskie usloviya. S. 329–354. (Proekt «Morya SSSR»).
17. M\"ngov G. Izsledvane kolebaniyata na morskoto nivo po B\"lgarskoto kraibrezhie v srednomashchaben chestoten diapazon // Khidrologiya i meteorologiya. 1981. T. 30, № 2. S. 20–32.
18. Kr\"steva E. Denonoshchni kolebaniya na chernomorskoto nivo okolo Varna i Burgas // Problemi na geografiyata. 1981. Kniga 2. S. 15–24. URL: https://books.google.ru/books/about/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B8_%D0%BD%D0%B0_%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F.html?hl=ru&id=9BEXAQAAMAAJ&redir_esc=y (data obrashcheniya: 14. 01. 2023).
