Циклонические поверхностные течения Черного моря. Волнение и вертикальный водообмен. Течения в Чёрном море Течения в чёрном море

ЦВЕТ ЧЕРНОГО МОРЯ

Черное море «не самое синее в мире» (Саргассово море, некоторые районы Индийского океана) - даже в Красном море вода синее, чем в Черном море. Цвет воды зависит от рассеивания лучей солнечного спектра частицами воды и примесей.
Лучи разных цветов имеют разную длину волн, красные - длинноволновые поглощаются в поверхностном слое; синие - коротковолновые - отражаются и попадают в глаз. У берега, где много примесей, отражаются зеленые и желтые лучи.
Так же цвет воды зависит от количества взвешенных частиц. В Азовском море их больше, чем в Черном, поэтому вода в Азовском зеленовато-бурая, а в Черном - зеленовато-синяя.
Прозрачность воды определяется путем опускания на глубину стандартного белого диска диаметром 30 сантиметров, глубина, на которой этот диск скрывается из виду и называется прозрачностью воды. Наибольшая - 27 метров, в восточной части - летом, наименьшая 2-3 метра - в северо-западной части - весной. На глубине 25 метров - освещенность составляет 1-4 процента от освещенности на поверхности.

ТЕЧЕНИЯ ЧЕРНОГО МОРЯ

1. Слабы, скорость редко превышает 0,5 метров в секунду, причины их - сток рек и воздействия ветров. Под влиянием стока рек и под воздействием силы вращения земли, она отклоняется вправо на 90 градусов (в северное полушарии) и идет вдоль берегов против часовой стрелки. Основная струя течений имеет ширину 40-60 километров и проходит на расстоянии 3-7 километра от берега.
2. В бухтах образуются отдельные круговороты по часовой стрелке, скорость их 0,5 метров в секунду.
3. В центральной части моря - зоны затишья, выделяют 2 кольца: в восточной и западной половине.
4. Ветра образуют временные течения.

5. В проливе Босфор адмирал Макаров установил 2 течения:
а) поверхностное - несущее опресненную воду из черного моря в Мраморное, скорость 1,5 метров в секунду;
б) глубинное - несущее плотную соленую в Черное, скорость 0,75 метров в секунду.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД ЧЕРНОГО МОРЯ

а) полузамкнутое, слабый обмен вод с океаном.
б) отсутствие вертикального движения воды.
в) нефтяное (выливание нефти; балластные воды дают наибольшее кол-во нефти; после выгрузки нефти танки танкера заполняют балластом - морской водой, а перед новой загрузкой ее выливают в море; нефть оказывает нервнопаралитическое воздействие на морские организмы: рыб - 15 миллиграмма нефти на 1 литр воды, мидий - 40 миллиграмм.
г) сброс в море неочищенных сточных вод. Нужны системы очистки, особенно воды, производства пластмасс и других синтетических веществ.

Для статьи использовался материал:
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах - СПб., 1890-1907.
Агбунов М. В. Античная лоция Чёрного моря. АН СССР. Наука, Москва, 1987.
Кузминская Г. Чёрное море. Краснодар 1977.
Звери Чёрного Моря. Симферополь: Таврия, 1996.
Wikipedia

Начиная с 35 млн. лет назад и по настоящее время был сформирован бассейн . Чёрное море внутреннее море бассейна Атлантического океана. Проливом Босфор соединяется с Мраморным морем, далее, через пролив Дарданеллы - с Эгейским и Средиземным морями. Керченским проливом соединяется с Азовским морем. С севера в море глубоко врезается Крымский полуостров. По поверхности Чёрного моря проходит водная граница между Европой и Малой Азией.

Длина 1150 км

Ширина 580 км

Площадь 422 000 км²

Объём 547 000 км³

Длина береговой линии 3400 км³

Наибольшая глубина 2210 м

Средняя глубина 1240 м

Площадь водосбора более 2 млн км²

Карта Черного моря

Карта солености Черного моря

Солёный вкус морской воде придаёт хлористый натрий, а горький привкус - хлористый магний и сернокислый магний. В состав воды входит 60 различных элементов. Но предполагают, что в ней содержатся все элементы, имеющиеся на Земле. Морская вода обладает рядом целебных свойств. Солёность воды около 18%.

Реки впадающие в Чёрное море

За счёт превышения притока пресных вод рек Агой, Аше, Бзугу, Бзып, Велека, Вулан, Гумиста, Днепр, Днестр, Дунай, Ешильырмак, Ингури, Камчия, Кодор, Кызылырмак,

Кяласур, Псоу, Репруа, Риони, Сакарья, Сочи, Хоби, Чорохи, Южный Буг.

(более 300 рек) над испарением оно имеет меньшую солёность, чем Средиземное море.

Реки привносят в море 346 куб. км пресной воды и 340 куб. км солёной воды вытекает из Чёрного моря через Босфор.

Течение Чёрного моря

Международные эксперты утверждают, природная циклоническая циркуляция вод в Чёрном море – так называемые «очки Книповича» - очищает море естественным образом.

Особый интерес представляет вопрос о черноморских течениях. В Черном море существует основное замкнутое кольцо течения шириной от 20 до 50 миль, проходящее в 2-5 милях от берега против часовой стрелки, и несколько соединительных струй между его отдельными частями. Средняя скорость течения в этом кольце равна 0,5-1,2 узла, но при сильных и штормовых ветрах она может достигать 2-3 узлов. Весной и в начале лета, когда реки приносят в море большое количество воды, течение усиливается и становится более устойчивым.

Рассматриваемое течение зарождается в устьях больших рек и в Керченском проливе. Речные воды, вливаясь в море, уходят вправо. Затем направление формируется под влиянием ветра, конфигурации берега, рельефа Дна и других факторов. От Керченского пролива течение идет вдоль крымских берегов. У южной оконечности происходит разделение. Основное течение уходит на север к устью Днепро-Бугского лимана, а часть его направляется к дунайским берегам. Приняв днепровские, а затем днестровские воды, основное течение направляется к Дунаю, а затем к Босфору. Усиленное дунайскими водами и крымской ветвью оно набирает здесь наибольшую силу. От Босфора основная ветвь течения, отдав часть воды в Мраморное море, поворачивает к Анатолии. Преобладающие ветры благоприятствуют здесь направлению на восток. У мыса Керемпе одна ветвь течения отклоняется на север к Крыму, а другая идет дальше к востоку, вбирая в себя сток рек Малой Азии. У кавказских берегов течение поворачивает на северо-запад. Вблизи Керченского пролива оно сливается с азовским течением. А у юго-восточных берегов Крыма вновь происходит разделение. Одна ветвь спускается на юг, расходится с течением, идущим от мыса Керемпе, и в районе Синопы соединяется с анатолийским течением, замыкая восточно-черноморский круг. А другая ветвь течения от юго-восточных берегов Крыма идет к его южной оконечности. Здесь в нее вливается анатолийское течение от мыса Керемпе, которое и замыкает западночерноморский круг.

Подводная река в Чёрном море

Подводная река в Чёрном море - придонное течение сильно солёной воды из Мраморного моря черезБосфор и вдоль морского дна Чёрного моря. Жёлоб, по которому течёт река, имеет глубину около 35 м, ширину 1 км и длину около 60 км. Скорость течения воды доходит до 6,5 км/ч, то есть каждую секунду через канал проходит 22 тыс. м³ воды. Если бы эта река текла на поверхности, то она бы была шестой в списке рек по полноводности. У подводной реки обнаружены элементы, свойственные поверхностным рекам, такие какберега, пойма, пороги и водопады. Интересно, что водовороты в этой подводной реке закручиваются не против часовой стрелки (как в обычных реках Северного полушария благодаря силе Кориолиса), а по ней.

Каналы на дне Чёрного моря были, предположительно, образованы 6 тыс. лет назад, когда уровень моря приближался к текущему положению. Воды Средиземного моря прорвались в акваторию Чёрного моря и образовали сеть желобов, которые активны и по сей день.

У воды в реке бо́льшая солёность и концентрацияседиментов, чем у окружающей её воды, поэтому она стекает под силой тяжести и, возможно, поставляет питательные вещества на абиссальные равнины, которые иначе бы были безжизненны.

Река была обнаружена учёными из Лидского университета 1 августа 2010 года, является первой открытой подобной рекой. На базе сонарного зондирования ранее было известно о существовании на океаническом дне каналов, причём один из крупнейших таких каналов тянется от устья Амазонки в Атлантический океан. Предположение, что данные каналы могут являться реками, подтвердилось лишь с обнаружением подводной реки в . Сила и непредсказуемость таких потоков обусловливает невозможность их прямого исследования, поэтому учёными использовались автономные подводные аппараты.

Прозрачность морской воды

Прозрачность морской воды, то есть способность пропускать световые лучи, зависит от размеров и количества в воде взве­шенных частиц различного происхождения, которые значитель­но изменяют глубину проникновения световых лучей. Различа­ют абсолютную и относительную прозрачность морской воды.

Под относительной прозрачностью подразумевают глубину (измеряемую в метрах), на которой исчезает белый диск диаметром 30 см.Абсолютной прозрачностью называется глубина (измеряемая в метрах), на которую может проникать какой-либо из лучей света солнечного спектра. Считается, что в чистых морских во­дах эта глубина равна примерно от 1000 до 1700 м.

Таблица относительная прозрачность вод Мирового океана

Атлантический океан, Саргассово море до 66

Атлантический океан, экваториальная зона 40 - 50

Индийский океан, зона пассатов 40 - 50

Тихий океан, зона пассатов до 45

Баренцево море, юго-западная часть до 45

Средиземное море, у африканского побережья 40 - 45

Эгейское море до 50

Адриатическое море около 30 - 40

Черное море около 30

Балтийское море, у острова Борнхольм 11 - 13

Северное море, Английский канал 6,5 - 11

Каспийское море, южная часть 11-13

Результаты экспедиций на исследовательском судне «Профессор Водяницкий» (2002-2006 гг.)

Если выход метана находится достаточно глубоко под водой, газ увязывается в составе «теплого льда». Но иногда толщу газогидратов прорывают свободные, очень мощные выбросы газа.

Иногда такой «метановый фонтан» бьет сутками, месяцами... а то и начинает «работать» периодически, то затихая, то опять прорываясь на поверхность моря. Такие феномены называют грязевыми вулканами, - ведь газ, устремляясь со дна ввысь, прихватывает с собой массы донного грунта, камней, воды...

Во многих местах со дна поднимаются куда более скромные струи метана, расплывающиеся облаками. Мы их зовем - сипы. Одни из них выбрасывают газ ровным, постоянным потоком, иные - пульсируют, напоминая пыхтящую трубку курильщика... Сипов достаточно много и в районе Керченско-Таманском, и у берегов Кавказа, и возле побережий Грузии, Болгарии...

Газовый факел метана на шельфе Черного моря, выходящий на поверхность воды

В Черном море есть Основное Черноморское Течение (ОЧТ) – оно направлено против часовой стрелки по всему периметру моря, образуя два заметных кольца («очки Книповича», по имени одного из гидрологов, описавшего эти течения). В основе этого движения вод и его направленности – ускорение, придаваемое воде вращением Земли – Кориолисова сила. Правда, на такой, относительно небольшой акватории, как Черное море, направление и сила ветра имеют не меньшее значение. Поэтому – ОЧТ очень изменчиво, иногда оно становится слабо различимым на фоне течений меньшего масштаба, а иногда – скорость его струи достигает 100 см/с.

В прибрежных водах Черного моря образуются вихри противоположной ОЧТ направленности – антициклонические круговороты , особенно они выражены у Кавказского и Анатолийского берегов.

Местные вдольбереговые течения в поверхностном слое воды обычно определяются ветром, их направление может меняться даже в течение суток.

Особый вид местного прибрежного течения – тягун – образуется у пологих песчаных берегов во время сильного волнения моря: набегающая на берег вода отступает обратно не равномерно, а по руслам, образуемым в песчаном дне. Попасть в струю такого течения опасно – несмотря на усилия пловца, он может быть унесен от берега; чтобы выбраться, надо плыть не прямо к берегу, а наискосок.

Вертикальные течения: подъем вод с глубины – апвеллинг , чаще всего возникает при сгоне прибрежных поверхностных вод от берега сильным ветром с берега; при этом на смену отгоняемой в море поверхностной воде поднимается вода с глубины. Так как вода глубин холоднее поверхностных нагретых солнцем вод, в результате сгона вода у берега становится холоднее. Сгон воды у Кавказского берега Черного моря, вызванный сильным северо-восточным ветром (этот ветер называется здесь бора), бывает столь мощным, что уровень моря у берега может понизиться на сорок сантиметров за день.

В океанах апвеллинги возникают при действии Кориолисовой силы (создаваемой движением Земли вокруг своей оси) на массы воды, переносимые течениями в меридиональном направлении (от полюсов к экватору) вдоль берегов континентов: перуанское течение и перуанский апвеллинг (самый мощный в мире) у тихоокеанских берегов Южной Америки, течение Бенгела и апвеллинг Бенгела у восточного берега Южной Африки.

Апвеллинги поднимают в поверхностный, освещенный слой океана (или моря) воду обогащенную биогенными минеральными веществами (ионы солей содержащих азот, фосфор, кремний), необходимыми для роста и размножения микроводорослей фитопланктона – основы жизни в море. Поэтому районы апвеллингов – самые продуктивные акватории – там и планктона больше, и рыбы – и всего, что водится в океане.

Главное течение Черного моря , самое обширное, так и называется - «основное черноморское течение» . Имея направление против часовой стрелки, оно распространяется на весь периметр моря. Данным течением образуются два кольца, в научной среде именуемые «очками Книповича» . Книпович - это первый гидролог, заметивший и описавший такое явление в своих работах. Движение, а также его характерная направленность возникает по причине ускорения, передаваемого воде от вращения Земли. «Кориолисова сила» - научное название такого эффекта в физике.

Дополнительное существенное влияние на водные потоки оказывается и силой ветра, и его направлением, ведь у Чёрного моря акватория относительно небольшая по площади. Учитывая эти факторы, можно говорить о сильной изменчивости основного черноморского течения. Бывает, что его выраженность резко падает по сравнению с другими, более мелкими течениями. А в другие моменты скорость его потока может достигать 100 см в секунду .

Прибрежные зоны Черного моря являются местом частого возникновения вихрей, направленных в сторону, противоположную основному черноморскому течению. Это антициклонические круговороты , которые наиболее характерны для Анатолийского и Кавказского берегов. Прибрежные течения на поверхности воды, как правило, зависят от ветра. Их направление может изменяться в течение суток.

Тягун или обратное течение в Чёрном море

Один из видов подобных течений именуют «тягуном» . Место его появления - пологие берега с пляжами из песка, образуется при шторме. После попадания на берег вода отступает неравномерно, а струится сильными потоками по образующимся в песчаном дне руслам. Такие струи очень опасны для пловцов, ведь они уносят очень далеко от берега. Тягун в Черном море встречается нечасто.

Расположенное в глубине материка, Черное море (вместе с Азовским) - наиболее обособленная часть Мирового океана. На юго-западе оно сообщается с Мраморным морем через пролив Босфор , граница между морями проходит по линии м. Румели - м. Анадолу. Керченский пролив соединяет Черное и Азовское моря, границей между которыми служит линия м. Такиль - м. Панагия.

Площадь Черного моря равна 422 тыс. км 2 , объем - 555 тыс. км 3 , средняя глубина - 1315 м, наибольшая глубина - 2210 м.

Береговая линия, за исключением севера и северо-запада, изрезана слабо. Восточные и южные берега - крутые и гористые, западные и северо-западные - невысокие и плоские, местами обрывистые. Единственный крупный полуостров - Крымский. На востоке к морю вплотную подходят отроги хребтов Большого и Малого Кавказа, разделенные Колхидской низменностью. Вдоль южного берега тянутся Понтийские горы. В районе Босфора берега невысокие, но обрывистые, на юго-западе к морю приближаются Балканские горы, дальше к северу расположена Добруджская возвышенность, постепенно переходящая в низменные пространства обширной дельты Дуная. Северо-западные и частично северные берега вплоть до гористого Южного берега Крыма - невысокие, расчленены балками, обширными лиманами в устьях рек (Днестровским, Днепро-Бугским), отгороженными от моря косами.

Берег в районе Пицунды

В северо-западной части моря находятся самые большие заливы - Одесский, Каркинитский, Каламитский. Кроме них на южном берегу моря находятся Самсунский и Синопский заливы, на западном - Бургасский. Небольшие островки Змеиный и Березань расположены в северо-западной части моря, Кефкен - к востоку от Босфора.

Основная часть речного стока (до 80%) поступает в северо-западную часть моря, куда несут воды наиболее крупные реки: Дунай (200 км 3 /год), Днепр (50 км 3 /год), Днестр (10 км 3 /год). На Черноморском побережье Кавказа в море впадают Ингури, Риони, Чорох и много мелких речек. На остальной части побережья сток незначителен.

Климат

Удаленное от океана, окруженное сушей, Черное море отличается континентальностью климата, что проявляется в больших сезонных изменениях температуры воздуха. На климатические особенности отдельных частей моря значительное влияние оказывает орография - характер рельефа прибрежной полосы. Так, в северо-западной части моря, открытой для воздействия воздушных масс с севера, проявляется климат степей (холодная зима, жаркое, сухое лето), а в защищенной высокими горами юго-восточной части - климат влажных субтропиков (обилие осадков, теплая зима, влажное лето).

Зимой море испытывает воздействие отрога Сибирского антициклона, вызывающего вторжения холодного континентального воздуха. Они сопровождаются северо-восточными ветрами (со скоростью 7 - 8 м/с), нередко достигающими штормовой силы, резкими понижениями температуры воздуха, осадками. Особенно сильные северо-восточные ветры характерны для района Новороссийска (бора). Здесь массы холодного воздуха скапливаются за высокими прибрежными горами и, перевалив через вершины, обрушиваются с большой силой вниз, к морю. Скорость ветра во время боры достигает 30-40 м/с, повторяемость боры - до 20 и более раз в году. При ослаблении зимой отрога Сибирского антициклона на Черное море выходят средиземноморские циклоны. Они вызывают неустойчивую погоду с теплыми, иногда весьма сильными юго-западными ветрами и колебаниями температуры.

Летом на море распространяется влияние Азорского максимума, устанавливается ясная, сухая и жаркая погода, термические условия становятся однородными для всей акватории. В этот сезон преобладают слабые северо-западные ветры (2-5 м/с), лишь в редких случаях в прибрежной полосе северо-восточной части моря возникают северо-восточные ветры штормовой силы.

Самая низкая температура в январе - феврале отмечается в северо-западной части моря (–1- 5°), на Южном берегу Крыма она повышается до 4°, а на востоке и юге - до 6-9°. Минимальные температуры в северной части моря достигают –25 - 30°, в южной части -5 - 10°. Летом температура воздуха равна 23 - 25°, максимальные значения в разных пунктах достигают 35-37°.

Атмосферные осадки на побережье выпадают очень неравномерно. В юго-восточной части моря, где Кавказские хребты преграждают путь западным и юго-западным влажным средиземноморским ветрам, выпадает наибольшее количество осадков (в Батуми - до 2500 мм/год, в Поти - 1600 мм/год); на равнинном северо-западном побережье всего 300 мм/год, у южных и западных берегов и на Южном берегу Крыма - 600-700 мм/год. Через Босфор ежегодно стекает 340-360 км 3 черноморской воды, и поступает в Черное море около 170 км 3 средиземноморской воды. Водообмен через Босфор испытывает сезонные изменения, определяемые разностью уровней Черного и Мраморного морей и характером ветров в районе пролива. Верхнебосфорское течение из Черного моря (занимающее у входа в пролив слой около 40 м) достигает максимума летом, а минимум его наблюдается осенью. Интенсивность нижнебосфорского течения в Черное море наибольшая осенью и весной, меньше всего - в начале лета. В соответствии с характером ветровой деятельности над морем сильное волнение наиболее часто развивается осенью и зимой в северо-западной, северо-восточной и центральной частях моря. В зависимости от скорости ветра и длины разгона волн в море преобладают волны высотой 1-3 м. В открытых районах максимальные высоты волн достигают 7 м, а при очень сильных штормах могут быть и выше. Юго-западная и юго-восточная части моря - самые спокойные, сильное волнение наблюдается здесь редко, и волн высотой более 3 м почти не бывает.

Крымский берег

Сезонные изменения уровня моря создаются в основном за счет внутригодовых различий в поступлении речного стока. Поэтому в теплое время года уровень выше, в холодное - ниже. Величина этих колебаний неодинакова и наиболее значительна в районах влияния материкового стока, где она достигает 30-40 см.

Наибольшую величину в Черном море имеют сгонно-нагонные колебания уровня, связанные с воздействием устойчивых ветров. Особенно часто они наблюдаются в осенне-зимнее время в западной и северо-западной частях моря, где могут превышать 1 м. На западе сильные нагоны вызывают восточные и северовосточные ветры, а на северо-западе - юго-восточные. Сильные сгоны в указанных частях моря возникают при северо-западных ветрах. У Крымского и Кавказского побережий нагоны и сгоны редко превышают 30-40 см. Обычно их продолжительность составляет 3-5 суток, но иногда может быть и больше.

В Черном море часто наблюдаются сейшевые колебания уровня высотой до 10 см. Сейши с периодами 2-6 часов возбуждаются воздействием ветра, а 12-часовые сейши связаны с приливами. Для Черного моря характерны неправильные полусуточные приливы.

Ледовитость

Лед ежегодно образуется лишь в узкой прибрежной полосе северо-западной части моря. Даже в суровые зимы он покрывает менее 5%, а в умеренные зимы - 0,5-1,5% акватории моря. В очень суровые зимы припай вдоль западного берега распространяется до Констанцы, а плавучий лед выносится к Босфору. За последние 150 лет льдины в проливе наблюдались 5 раз. В мягкие зимы льдом покрываются только лиманы и отдельные бухты.

Льдообразование обычно начинается в середине декабря, а максимальное распространение льда наблюдается в феврале. Граница неподвижного льда в умеренные зимы в северо-западной части моря проходит от Днестровского лимана к Тендровской косе на расстоянии 5- 10 км от берега. Далее кромка льда пересекает Каркинитский залив и доходит до средней части Тарханкутского п-ова. Очищение моря от льда происходит в марте (раннее - в начале марта, позднее - в начале апреля). Продолжительность ледового периода сильно меняется: от 130 суток в очень суровые зимы до 40 суток в мягкие. Толщина льда в среднем не превышает 15 см, в суровые зимы доходит до 50 см.

Рельеф дна

Подводный каньон в Черном море

В рельефе дна моря четко выделяются три основные структуры: шельф, материковый склон и глубоководная котловина. Шельф занимает до 25% общей площади дна и в среднем ограничивается глубинами 100-120 м. Наибольшей ширины (более 200 км) он достигает в северо-западной части моря, которая вся располагается в пределах шельфовой зоны. Почти на всем протяжении гористых восточных и южных берегов моря шельф очень узкий (всего несколько километров), а в юго-западной части моря - более широкий (десятки километров).

Материковый склон, занимающий до 40% площади дна, опускается примерно до глубин 2000 м. Он крутой и изрезан подводными долинами и каньонами. Дно котловины (35%) - плоская аккумулятивная равнина, глубина которой постепенно увеличивается к центру.

Циркуляция воды и течения

Циркуляция вод в течение всего года имеет циклонический характер с циклоническими круговоротами в западной и восточной частях моря и огибающим их вдольбереговым основным черноморским течением. Сезонные изменения циркуляции проявляются в скоростях и в деталях этой системы течений. Основное черноморское течение и циклонические круговороты наиболее четко выражены зимой и летом. Весной и осенью циркуляция вод становится слабее и усложняется по структуре. В юго-восточной части моря летом формируется небольшой антициклонический круговорот.

В системе циркуляции вод можно выделить три характерные области, структура течений в которых отличается своеобразием: прибрежную часть, зону основного черноморского течения и открытые части моря.

Границы прибрежной части моря определяются шириной шельфа. Режим течений здесь зависит от местных факторов и значительно изменчив в пространстве и во времени.

Зона основного черноморского течения шириной 40-80 км расположена над материковым склоном. Течения в ней весьма устойчивы и имеют циклоническую направленность. Скорости течений на поверхности составляют 40-50 см/с, иногда превышают 100 и даже 150 см/с (в стрежне потока). В верхнем стометровом слое основного течения скорости с глубиной уменьшаются слабо, максимальные вертикальные градиенты приходятся на слой 100-200 м, ниже которого скорости медленно затухают.

В открытых частях моря течения слабые. Средние скорости здесь не превышают 5-15 см/с на поверхности, слабо уменьшаясь с глубиной до 5 см/с на горизонтах 500-1000 м. Границы между указанными структурными областями довольно условны.

В мелководной северо-западной части моря циркуляция в основном возбуждается ветром. Северные и северо-восточные ветры обусловливают циклонический характер течений, а ветры западных направлений - антициклонический. В соответствии с характером ветров установление антициклонической циркуляции возможно в летний сезон.

Общая циркуляция вод моря имеет однонаправленный характер до глубины порядка 1000 м. В более глубинных слоях она весьма слабая, и говорить об общем ее характере сложно.

Важную особенность основного черноморского течения представляет его меандрирование, которое может приводить к образованию изолированных вихрей, отличающихся по температуре и солености от окружающих вод. Размеры вихрей достигают 40-90 км, явление вихреобразования имеет существенное значение для водообмена не только в верхнем, но и в глубинных слоях моря.

В открытом море широко распространены инерционные течения с периодом 17-18 часов. Эти течения оказывают влияние на перемешивание в толще вод, так как их скорости даже в слое 500-1000 м могут быть 20-30 см/с.

Температура воды и солёность

Температура воды на поверхности моря зимой повышается от –0,5-0° в прибрежных районах северо-западной части до 7-8° в центральных районах и 9-10° в юго-восточной части моря. Летом поверхностный слой воды прогревается до 23-26°. Лишь во время сгонов могут происходить кратковременные существенные понижения температуры (например, у Южного берега Крыма). В период прогрева моря на нижней границе ветрового перемешивания образуется слой скачка температуры, ограничивающий распространение тепла верхним однородным слоем.

Соленость на поверхности весь год минимальная в северо-западной части моря, куда поступает основной объем речных вод. В приустьевых районах соленость возрастает от 0-2 до 5-10‰, а на большей части акватории открытого моря она равна 17,5-18,3‰.

В холодный сезон в море развивается вертикальная циркуляция, к концу зимы охватывающая слой толщиной от 30- 50 м в центральных до 100-150 м в прибрежных районах. Сильнее всего охлаждаются воды в северо-западной части моря, откуда они течениями распространяются на промежуточных горизонтах по всему морю и могут достигать самых удаленных от очагов холода районов. Как следствие зимней конвекции, при последующем летнем прогреве в море образуется холодный промежуточный слой. Он сохраняется на протяжении всего года на горизонтах 60-100 м и выделяется по температуре на границах 8°, а в ядре - 6,5-7,5°.

Конвективное перемешивание в Черном море не может распространяться глубже 100-150 м из-за увеличения солености (а следовательно, и плотности) в более глубинных слоях в результате поступления туда соленых мраморноморских вод. В верхнем перемешиваемом слое соленость увеличивается медленно, а затем на 100-150 м резко возрастает от 18,5 до 21‰. Это постоянный слой скачка солености (галоклин).

Начиная с горизонтов 150-200 м, соленость и температура медленно повышаются к дну из-за влияния поступающих в глубинные слои более соленых и теплых мраморноморских вод. На выходе из Босфора они имеют соленость 28-34‰ и температуру 13-15°, но быстро изменяют свои характеристики, перемешиваясь с черноморской водой. В придонном слое небольшое повышение температуры происходит и благодаря геотермическому притоку тепла от дна моря. Глубинные воды, располагающиеся в слое от 1000 м до дна и занимающие в Черном море зимой (II) и летом (VIII) более 40% объема моря, отличаются большим постоянством температуры (8,5-9,2°) и солености (22-22,4‰.

Вертикальное распределение температуры воды (1) и солености (2)

Таким образом, в вертикальной гидрологической структуре вод Черного моря выделяются основные компоненты:

верхний однородный слой и сезонный (летний) термоклин, связанные в основном с процессом ветрового перемешивания и годовым циклом потока тепла через поверхность моря;

холодный промежуточный слой с минимальной по глубине температурой, который на северо-западе и северо-востоке моря возникает в результате осенне-зимней конвекции, а в других районах образуется в основном путем переноса холодных вод течениями;

постоянный галоклин - слой максимального нарастания солености с глубиной, находящийся в зоне контакта верхней (черноморской) и глубинной (мраморноморской) водных масс;

глубинный слой - от 200 м до дна, где нет сезонных изменений гидрологических характеристик, а их пространственное распределение весьма однородно.

Процессы, происходящие в этих слоях, их сезонная и межгодовая изменчивость и определяют гидрологические условия Черного моря.

Черное море имеет двухслойную гидрохимическую структуру. В отличие от других морей в нем только верхний хорошо перемешанный слой (0-50 м) насыщен кислородом (7-8 мл/л). Глубже содержание кислорода начинает быстро уменьшаться, и уже на горизонтах 100-150 м оно равно нулю. На этих же горизонтах появляется сероводород, количество которого растет с глубиной до 8-10 мг/л на горизонте 1500 м, и далее к дну оно стабилизируется. В центрах основных циклонических круговоротов, где происходит подъем вод, верхняя граница сероводородной зоны располагается ближе к поверхности (70-100 м), чем в прибрежных районах (100-150 м).

На границе между кислородной и сероводородной зонами расположен промежуточный слой существования кислорода и сероводорода, представляющий собой нижнюю «границу жизни» в море.

Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в Черном море. 1 - среднее содержание кислорода, 2 - среднее содержание сероводорода, 3 - отклонение от среднего

Распространению кислорода в глубинные слои моря препятствуют большие вертикальные градиенты плотности в зоне контакта черноморской и мраморноморской водных масс, ограничивающие конвективное перемешивание верхним слоем.

Вместе с тем обмен водами в Черном море происходит между всеми слоями, хотя и медленно. Глубинные соленые воды, все время пополняемые нижним босфорским течением, постепенно поднимаются и перемешиваются с верхними слоями, которые уходят в Босфор с верхним течением. Такая циркуляция сохраняет относительно постоянное соотношение солености в толще вод моря.

В Черном море выделяют (Водяницкий В.А. и др.) следующие основные процессы, обусловливающие вертикальный обмен в толще вод: подъем вод в центрах циклонических круговоротов и опускание на их периферии; турбулентное перемешивание и диффузия в толще вод моря; осенне-зимнюю конвекцию в верхнем слое; придонную конвекцию за счет теплового потока от дна; перемешивание в синоптических вихрях; сгонно-нагонные явления в прибрежной зоне.

Оценки времени вертикального обмена вод в море весьма приближенные. Этот важный вопрос нуждается в дальнейших исследованиях.

В качестве основного механизма образования сероводорода в Черном море большинство авторов принимают восстановление сернокислых соединений (сульфатов) при разложении органических остатков (отмерших организмов) под влиянием сульфатредуцирующих бактерий микроспира. Такой процесс возможен в любых водоемах, но образовавшийся в них сероводород быстро окисляется. В Черном море он не исчезает из-за медленного обмена вод и отсутствия возможности его быстрого окисления в глубинных слоях. При подъеме глубинных вод в верхний кислородный слой моря происходит окисление сероводорода в сульфаты. Таким образом, в море существует установившийся равновесный круговорот соединений серы, определяемый скоростью обмена вод и другими гидродинамическими процессами.

В настоящее время высказывается мнение, что в последние десятилетия происходит постоянный однонаправленный подъем (тренд) верхней границы сероводородной зоны к поверхности моря, достигающий десятков метров. Это связывают с антропогенными изъятиями стока рек и изменениями плотностной структуры моря. Однако имеющиеся данные пока свидетельствуют лишь о естественных межгодовых колебаниях положения границы сероводородной зоны, происходящих в разных районах моря неодинаково. Выделение на фоне этих колебаний антропогенного тренда затруднено из-за недостатка систематических наблюдений за топографией границы сероводородного слоя и несовершенства методики ее определения.

Фауна и экологические проблемы

Многообразный растительный и животный мир Черного моря почти целиком сосредоточен в верхнем слое толщиной 150-200 м, составляющем 10-15% объема моря. Глубинная толща вод, лишенная кислорода и содержащая сероводород, почти безжизненна и населена только анаэробными бактериями.

Ихтиофауна Черного моря сформировалась из представителей разного происхождения и насчитывает около 160 видов рыб. Одна из групп - рыбы пресноводного происхождения: лещ, карась, окунь, красноперка, судак, тарань и другие, встречающиеся в основном в северозападной части моря. В опресненных районах и солоноватоводных лиманах есть представители древней фауны, сохранившиеся еще со времени существования древнего Понто-Каспийского бассейна. Наиболее ценные из них - осетровые, а также несколько видов сельдей. Третью группу черноморских рыб составляют иммигранты из Северной Атлантики - это холодолюбивые шпрот, мерланг, колючая акула-катран и др. Четвертая, наибольшая по численности группа рыб - средиземноморские вселенцы - насчитывает свыше ста видов. Многие из них заходят в Черное море только летом, а зимуют в Мраморном и Средиземном морях. В их числе пеламида, скумбрия, тунец, атлантическая ставрида и др. Только 60 видов рыб средиземноморского происхождения, которые постоянно живут в Черном море, могут считаться черноморскими. К ним относятся хамса, сарган, кефаль, ставрида, султанка (барабуля), скумбрия, камбала-калкан, скаты и др. Из 20 промысловых видов черноморских рыб значение имеют только хамса, мелкая ставрида и шпрот, а также акула-катран.

В настоящее время состояние черноморской экосистемы неблагополучно. Происходит обеднение видового состава растений и животных, сокращение запасов полезных видов. В первую очередь это наблюдается в районах шельфа, испытывающих значительную антропогенную нагрузку. Наибольшие изменения наблюдаются в северо-западной части моря. Большое количество биогенных и органических веществ, поступающих сюда с материковым стоком, вызывает массовое развитие планктонных водорослей («цветение»). В районе влияния стока Дуная биомасса фитопланктона возросла в 10-20 раз, отмечены случаи «красных приливов» . За счет токсического действия некоторых водорослей во время массового «цветения» наблюдается гибель фауны. Кроме того, при интенсивном развитии планктона на дно оседает большое количество отмерших организмов, на разложение которых расходуется растворенный кислород. При хорошо выраженной стратификации вод, препятствующей поступлению кислорода из поверхностного слоя в придонный, в нем развивается дефицит кислорода (гипоксия), который может приводить к гибели организмов (заморам). С 1970 г. заморы разной интенсивности повторяются практически ежегодно. Неблагоприятная экологическая обстановка вызвала отмирание некогда обширного поля филлофоры - водоросли, использующейся для изготовления агар-агара.

Ухудшение качества воды и кислородного режима - одна из основных причин снижения численности промысловых рыб в северо-западной части Черного моря.