Морской гидрофизический журнал. 2023; 39: 851-866
Синоптическая изменчивость температуры воды у берегов Крыма летом 2022 года по данным контактных и спутниковых измерений
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2023-6-851-866Аннотация
Цель. Цель данной работы – уточнить особенности изменения температуры на поверхности Черного моря у берегов Крыма летом 2022 г. на синоптическом масштабе по данным контактных и спутниковых измерений температуры воды и приводного ветра.
Методы и результаты. Использовались данные гидрологических измерений, выполненных в ходе 122-го (7–23 июня 2022 г.) и 123-го (16–31 августа 2022 г.) рейсов НИС «Профессор Водяницкий» в северной части Черного моря. Температура воды измерялась с помощью CTD-комплекса IDRONAUT OCEAN SEVEN 320 PlusM, скорость и направление ветра – с помощью судовой метеостанции AIRMAR-220WX. Также использовались среднесуточные данные спутниковых измерений температуры поверхности моря из массива Black Sea High Resolution and Ultra High Resolution Sea Surface Temperature Analysis с пространственным разрешением 0,01° × 0,01° и скорости ветра из массива Global Ocean Hourly Sea Surface Wind and Stress from Scatterometer and Model с пространственным разрешением 0,125° × 0,125° службы мониторинга морской среды Copernicus. По данным контактных и спутниковых измерений рассчитывались статистические характеристики распределений температуры воды и скорости ветра. Показано, что отличия в распределениях температуры по данным двух этапов съемок в указанных рейсах были обусловлены особенностями сезонного цикла температуры и синоптическими вариациями приводного ветра. Выявлена значимая обратная корреляция между модулем скорости ветра и температурой, максимальный уровень которой наблюдался в западной части полигона примерно между м. Айя и м. Сарыч.
Выводы. Показано, что летом 2022 г. наибольшие значения синоптических аномалий температуры на поверхности моря по контактным и спутниковым измерениям наблюдались в районах расширения прибрежного шельфа – в Феодосийском заливе и между м. Сарыч и м. Аю-Даг. Синоптические изменения температуры были обусловлены преимущественно изменением скорости локального ветра.
Список литературы
1. Mesoscale circulation and thermohaline structure of the Black Sea observed during Hydro-Black '91 / T. Oguz [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1994. Vol. 41, iss. 4. P. 603–628. doi:10.1016/0967-0637(94)90045-0
2. Synoptic variability in the Black Sea. Analysis of hydrographic survey and altimeter data / E. Sokolova [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 45–63. doi:10.1016/S0924-7963(01)00046-X
3. Mesoscale eddies and related processes in the northeastern Black Sea / A. I. Ginzburg [et al.] // Journal of Marine Systems. 2002. Vol. 32, iss. 1–3. P. 71–90. doi:10.1016/S0924-7963(02)00030-1
4. Зацепин А. Г., Гинзбург А. И., Евдошенко М. А. Вихревые структуры и горизонтальный водообмен в Черном море // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. М. : Наука, 2002. С. 55–81.
5. Observations of Black Sea mesoscale eddies and associated horizontal mixing / A. G. Zatsepin [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C8. 3246. doi:10.1029/2002JC001390
6. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. 212 с.
7. Сезонные и синоптические изменения структуры вод к юго-западу от Крымского полуострова в осенне-зимний период 2017 г. (98-й и 101-й рейсы НИС «Профессор Водяницкий») / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 3. С. 4–18. doi:10.22449/2413-5577-2019-3-4-18
8. Циркуляция вод в северной части Черного моря летом – зимой 2018 г. / Ю. В. Артамонов [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2020. № 1. С. 69–90. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-69-90
9. Кубряков А. А., Станичный С. В. Синоптические вихри в Черном море по данным спутниковой альтиметрии // Океанология. 2015. Т. 55, № 1. С. 65–77. doi:10.7868/S0030157415010104
10. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Seasonal and interannual variability of the Black Sea eddies and its dependence on characteristics of the large-scale circulation // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2015. Vol. 97. P. 80–91. doi:10.1016/j.dsr.2014.12.002
11. Thermohaline structure, transport and evolution of the Black Sea eddies from hydrological and satellite data / A. A. Kubryakov [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 44–63. doi:10.1016/j.pocean.2018.07.007
12. Physical mechanisms of submesoscale eddies generation: evidences from laboratory modeling and satellite data in the Black Sea / A. Zatsepin [et al.] // Ocean Dynamics. 2019. Vol. 69, iss. 2. P. 253–266. doi:10.1007/s10236-018-1239-4
13. Rim current and coastal eddy mechanisms in an eddy-resolving Black Sea general circulation model / J. V. Staneva [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 137–157. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00050-1
14. Hydrodynamic modelling of mesoscale eddies in the Black Sea / C. E. Enriquez [et al.] // Ocean Dynamics. 2005. Vol. 55, iss. 5–6. P. 476–489. doi:10.1007/s10236-005-0031-4
15. Восстановление синоптической изменчивости гидрофизических полей Черного моря на основе реанализа за 1980–1993 годы / П. Н. Лишаев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 5. С. 49–68.
16. Трехмерная идентификация синоптических вихрей Черного моря по расчетам численной модели NEMO / А. А. Кубряков [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 1. С. 20–28. doi:10.22449/0233-7584-2018-1-20-28
17. Mesoscale eddies in the Black Sea: Characteristics and kinematic properties in a high-resolution ocean model / E. Sadighrad [et al.] // Journal of Marine Systems. 2021. Vol. 223. 103613. doi:10.1016/j.jmarsys.2021.103613
18. Синоптическая термохалинная изменчивость в Российской прибрежной зоне Черного моря / В. С. Тужилкин [и др.] // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2012. № 6. С. 46–53. EDN PUZPJP.
19. Новиков А. А., Тужилкин В. С. Сезонные и региональные вариации синоптических аномалий температуры воды в северо-восточной части прибрежной зоны Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 1. С. 42–52. doi:10.22449/0233-7584-2015-1-42-52
20. Изменчивость поля температуры и температурных фронтов в северо-западной части Черного моря по спутниковым данным / Ю. В. Артамонов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 3. С. 237–245. EDN ZDGNQB. doi:10.21046/2070-7401-2017-14-3-237-245.
21. Артамонов Ю. В., Скрипалева Е. А., Федирко А. В. Региональные особенности синоптической изменчивости поля температуры на поверхности Черного моря по спутниковым данным // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 2. С. 202−213. doi:10.22449/0233-7584-2020-2-202-213
22. High and Ultra-High resolution processing of satellite Sea Surface Temperature data over Southern European Seas in the framework of MyOcean project / B. B. Nardelli [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2013. Vol. 129. P. 1–16. doi:10.1016/j.rse.2012.10.012
23. Рубакина В. А., Кубряков А. А., Станичный С. В. Сезонный и суточный ход температуры вод Чёрного моря по данным термопрофилирующих дрейфующих буёв // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 5. С. 268–281. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-5-268-281
24. Рубакина В. А., Кубряков А. А., Станичный С. В. Сезонная изменчивость суточного хода температуры поверхностного слоя Черного моря по данным сканера SEVIRI // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 2. С. 171–184. doi:10.22449/0233-7584-2019-2-171-184
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2023; 39: 851-866
Synoptic Variability of Water Temperature off the Crimea Coast in Summer 2022 Based on the Contact and Satellite Data
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2023-6-851-866Abstract
Purpose. The aim of the study is to specify the features in changes of the Black Sea surface water temperature off the Crimea coast on a synoptic scale in summer 2022 based on the contact and satellite measurements of water temperature and surface wind.
Methods and Results. The data of hydrological measurements carried out during the 122nd (June 7–23, 2022) and 123rd (August 16–31, 2022) cruises of the R/V Professor Vodyanitsky in the northern part of the Black Sea were used. Sea water temperature was measured by the CTD complex IDRONAUT OCEAN SEVEN 320 PlusM, and the wind speed and direction – by the AIRMAR-220WX ship meteorological station. The study also included the daily averaged satellite-derived data on sea surface temperature taken from the Black Sea – High Resolution L4 Sea Surface Temperature Reprocessed with the 0.01° × 0.01° spatial resolution, as well as the data on wind speed taken from the Global Ocean Hourly Sea Surface Wind and Stress from Scatterometer and Model with the 0.125° × 0.125° spatial resolution (Copernicus Marine Environment Monitoring Service). Based on the contact and satellite measurements, statistical characteristics of the water temperature and wind speed distributions were calculated. It was shown that the differences in temperature distributions revealed from the data of the two-stage surveys in the above-mentioned cruises had been conditioned by the features of a temperature seasonal cycle and by the synoptic variations of surface wind. A significant inverse correlation was found between the wind speed modulus and the temperature, the maximum level of which was observed in the western part of the survey area, approximately between the Cape Aiya and the Cape Sarych.
Conclusions. It is shown that based on the contact and satellite measurement, in summer 2022, the values of synoptic temperature anomalies on the sea surface were the highest in the area of noticeable coastal shelf expansion, i. e., in the Feodosiya Bay and between the Sarych and Ayu-Dag capes. The temperature synoptic changes were conditioned mainly by the variations in the local wind speed.
References
1. Mesoscale circulation and thermohaline structure of the Black Sea observed during Hydro-Black '91 / T. Oguz [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 1994. Vol. 41, iss. 4. P. 603–628. doi:10.1016/0967-0637(94)90045-0
2. Synoptic variability in the Black Sea. Analysis of hydrographic survey and altimeter data / E. Sokolova [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 45–63. doi:10.1016/S0924-7963(01)00046-X
3. Mesoscale eddies and related processes in the northeastern Black Sea / A. I. Ginzburg [et al.] // Journal of Marine Systems. 2002. Vol. 32, iss. 1–3. P. 71–90. doi:10.1016/S0924-7963(02)00030-1
4. Zatsepin A. G., Ginzburg A. I., Evdoshenko M. A. Vikhrevye struktury i gorizontal'nyi vodoobmen v Chernom more // Kompleksnye issledovaniya severo-vostochnoi chasti Chernogo morya. M. : Nauka, 2002. S. 55–81.
5. Observations of Black Sea mesoscale eddies and associated horizontal mixing / A. G. Zatsepin [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2003. Vol. 108, iss. C8. 3246. doi:10.1029/2002JC001390
6. Ivanov V. A., Belokopytov V. N. Okeanografiya Chernogo morya. Sevastopol' : EKOSI-Gidrofizika, 2011. 212 s.
7. Sezonnye i sinopticheskie izmeneniya struktury vod k yugo-zapadu ot Krymskogo poluostrova v osenne-zimnii period 2017 g. (98-i i 101-i reisy NIS «Professor Vodyanitskii») / Yu. V. Artamonov [i dr.] // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon morya. 2019. Vyp. 3. S. 4–18. doi:10.22449/2413-5577-2019-3-4-18
8. Tsirkulyatsiya vod v severnoi chasti Chernogo morya letom – zimoi 2018 g. / Yu. V. Artamonov [i dr.] // Ekologicheskaya bezopasnost' pribrezhnoi i shel'fovoi zon morya. 2020. № 1. S. 69–90. doi:10.22449/2413-5577-2020-1-69-90
9. Kubryakov A. A., Stanichnyi S. V. Sinopticheskie vikhri v Chernom more po dannym sputnikovoi al'timetrii // Okeanologiya. 2015. T. 55, № 1. S. 65–77. doi:10.7868/S0030157415010104
10. Kubryakov A. A., Stanichny S. V. Seasonal and interannual variability of the Black Sea eddies and its dependence on characteristics of the large-scale circulation // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2015. Vol. 97. P. 80–91. doi:10.1016/j.dsr.2014.12.002
11. Thermohaline structure, transport and evolution of the Black Sea eddies from hydrological and satellite data / A. A. Kubryakov [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 44–63. doi:10.1016/j.pocean.2018.07.007
12. Physical mechanisms of submesoscale eddies generation: evidences from laboratory modeling and satellite data in the Black Sea / A. Zatsepin [et al.] // Ocean Dynamics. 2019. Vol. 69, iss. 2. P. 253–266. doi:10.1007/s10236-018-1239-4
13. Rim current and coastal eddy mechanisms in an eddy-resolving Black Sea general circulation model / J. V. Staneva [et al.] // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 137–157. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00050-1
14. Hydrodynamic modelling of mesoscale eddies in the Black Sea / C. E. Enriquez [et al.] // Ocean Dynamics. 2005. Vol. 55, iss. 5–6. P. 476–489. doi:10.1007/s10236-005-0031-4
15. Vosstanovlenie sinopticheskoi izmenchivosti gidrofizicheskikh polei Chernogo morya na osnove reanaliza za 1980–1993 gody / P. N. Lishaev [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2014. № 5. S. 49–68.
16. Trekhmernaya identifikatsiya sinopticheskikh vikhrei Chernogo morya po raschetam chislennoi modeli NEMO / A. A. Kubryakov [i dr.] // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2018. T. 34, № 1. S. 20–28. doi:10.22449/0233-7584-2018-1-20-28
17. Mesoscale eddies in the Black Sea: Characteristics and kinematic properties in a high-resolution ocean model / E. Sadighrad [et al.] // Journal of Marine Systems. 2021. Vol. 223. 103613. doi:10.1016/j.jmarsys.2021.103613
18. Sinopticheskaya termokhalinnaya izmenchivost' v Rossiiskoi pribrezhnoi zone Chernogo morya / V. S. Tuzhilkin [i dr.] // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya. 2012. № 6. S. 46–53. EDN PUZPJP.
19. Novikov A. A., Tuzhilkin V. S. Sezonnye i regional'nye variatsii sinopticheskikh anomalii temperatury vody v severo-vostochnoi chasti pribrezhnoi zony Chernogo morya // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2015. № 1. S. 42–52. doi:10.22449/0233-7584-2015-1-42-52
20. Izmenchivost' polya temperatury i temperaturnykh frontov v severo-zapadnoi chasti Chernogo morya po sputnikovym dannym / Yu. V. Artamonov [i dr.] // Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2017. T. 14, № 3. S. 237–245. EDN ZDGNQB. doi:10.21046/2070-7401-2017-14-3-237-245.
21. Artamonov Yu. V., Skripaleva E. A., Fedirko A. V. Regional'nye osobennosti sinopticheskoi izmenchivosti polya temperatury na poverkhnosti Chernogo morya po sputnikovym dannym // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2020. T. 36, № 2. S. 202−213. doi:10.22449/0233-7584-2020-2-202-213
22. High and Ultra-High resolution processing of satellite Sea Surface Temperature data over Southern European Seas in the framework of MyOcean project / B. B. Nardelli [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2013. Vol. 129. P. 1–16. doi:10.1016/j.rse.2012.10.012
23. Rubakina V. A., Kubryakov A. A., Stanichnyi S. V. Sezonnyi i sutochnyi khod temperatury vod Chernogo morya po dannym termoprofiliruyushchikh dreifuyushchikh buev // Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2019. T. 16, № 5. S. 268–281. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-5-268-281
24. Rubakina V. A., Kubryakov A. A., Stanichnyi S. V. Sezonnaya izmenchivost' sutochnogo khoda temperatury poverkhnostnogo sloya Chernogo morya po dannym skanera SEVIRI // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2019. T. 35, № 2. S. 171–184. doi:10.22449/0233-7584-2019-2-171-184
