ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 6, с. 882-891
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ ^
УДК 551.465
ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В РАЙОНЕ ЮЖНЫХ ШЕТЛАНДСКИХ И ЮЖНЫХ ОРКНЕЙСКИХ ОСТРОВОВ В МАРТЕ-АПРЕЛЕ 1997, 1998 гг. И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРИЛЯ И САЛЬП
© 2004 г. П. Д. Ломакин1, Э. 3. Самышев2
1Морской гидрофизический институт НАН Украины, Севастополь 2Институт биологии южных морей НАН Украины, Севастополь Поступила в редакцию 04.03.2002 г., после доработки 31.07.2003 г.
Изложены результаты биолого-океанографических исследований в морях Скотия и Уэдделла, в районе дуг Южных Шетландских и Южных Оркнейских о-вов, которые были выполнены в рамках первых двух украинских морских антарктических экспедиций в марте-апреле 1997, 1998 гг. Выявлены некоторые закономерности пространственного распределения скоплений криля и сальп в зависимости от абиотических (гидрофизических) факторов среды. Приведены характеристики скоплений исследуемых биологических объектов и их изменчивости за рассматриваемый промежуток времени. Обсуждены возможные механизмы, способствующие формированию и рассеянию скоплений криля и сальп в антарктических водах. Показано, что шельфы Южных Шетландских и Южных Оркнейских о-вов остаются перспективными в промысловом отношении участками Атлантического сектора Антарктики.
В марте-апреле 1997 и 1998 гг. на НИС "Эрнст Кренкель" Украиной были проведены экспедиции в Атлантический сектор Антарктики, в ходе которых в рамках национального проекта "Океанология и биоресурсы" реализован комплекс биолого-океанографических экспериментов.
Район исследований - пограничная область между морями Уэдделла и Скотия, получившая наименование зоны смешения вод соответствующих одноименных морей, где проходят основные пути миграции криля, а в недавнем прошлом велся активный промысел китов и рыб.
Данный район относительно хорошо изучен с позиции промысловой океанографии. Здесь учеными различных стран издавна ведутся гидробиологические, океанографические и рыбохозяйственные исследования. В результате к концу 60-х-началу 80-х гг. сложилось мнение, что одна из основных причин, способствующих формированию в данном регионе промысловых скоплений криля, связана с аккумулирующим влиянием топографических вихревых образований, которые генерируются в результате взаимодействия Южной ветви Антарктического Циркумполярного течения с островами и различными формами рельефа дна; топографические вихревые образования квазиста-ционарны и способствуют формированию этих скоплений, довольно устойчивых во времени [1, 5, 6, 11, 12]. С ними также связывают локальные районы промысла криля, расположенные вдоль дуг Южных Шетландских и Южных Оркнейских островов, которые интенсивно эксплуатирова-
лись в течение длительного времени добывающим флотом. Вместе с тем отмечено, что в отдельно взятых участках и в целом в районе происходят существенные сезонные и межгодовые изменения в обилии этих рачков, обусловленные особенностями океанографических условий в тот или иной период. В этом смысле представляет интерес рассмотреть эти условия и их влияние на распределение криля и сальп в конце антарктического лета в 1997 и 1998 гг. по материалам, полученным в украинских антарктических экспедициях.
Комплекс биолого-океанографических исследований проводился на акватории зоны слияния вод морей Уэдделла и Скотия, от западных участков пролива Брансфилд и далее на восток вдоль дуг Южных Шетландских и Южных Оркнейских о-вов (рис 1). Эксперимент включал как наблюдения на полигонных съемках и разрезах, так и непрерывную регистрацию биологических объектов и океанографических параметров среды на всех переходах судна. Поиск и учет криля в верхнем 200-метровом слое вод осуществлялся при помощи гидроакустического комплекса "Скат" с рабочей частотой 80 кГц, работавшего в режиме программного обмена с ЭВМ (ПК). (Комплекс разработан в ИнБЮМ и изготовлен в СКТБ МГИ НАН Украины. Подробнее сведения о технических характеристиках комплекса приведены в работе [8]). Облов сальп из-за технических условий на судне производился лишь в слое 0-100 м на комплексных станциях, а также при тралениях криля. В местах обнаружения промысловых и по-
вышенных концентраций криля выполнялись глубоководные (до 1000-1500 м) мезомасштаб-ные СТД-съемки и разрезы высокоточным измерительным комплексом "Исток-7". Измерения температуры и солености на ходу судна, дискретность которых равнялась 3 с, осуществлялись при помощи зондирующего комплекса "Катран", блок которого с первичными преобразователями температуры и электропроводности морской воды был вмонтирован в носовую шахту судна на 2.5 м ниже ватерлинии. Информация о течениях получена на основе динамического метода, а также по расчетам навигационным методом по данным о сносе судна и ветре. Более детальные сведения о приборном оснащении экспериментальных исследований и о тактических приемах их реализации можно найти в работах [3, 8-10].
Результаты анализа биолого-океанографического эксперимента позволяют выделить ряд общих закономерностей, которые были типичными для крупномасштабных полей гидрофизических параметров среды обитания криля и сальп, а также распределения концентраций рассматриваемых биологических объектов на исследуемой акватории.
В Атлантическом секторе Антарктики в марте-апреле 1997, 1998 гг. основной перенос криля был сосредоточен вдоль дуг Южных Шетландских и Южных Оркнейских о-вов. Генеральный вынос криля в восточном направлении обусловлен Южной ветвью Антарктического Циркумполярного течения (ЮВ АЦТ). Для течения была характерна вихревая структура с горизонтальным масштабом вихревых образований от 20 до 60 миль. Вдоль ЮВ АЦТ наблюдался хорошо выраженный меандрирующий крупномасштабный фронтальный раздел, который состоял из ряда локальных фронтальных образований среднего и мелкого масштабов. Выделенная еще Диконом [13, 14], эта вторичная фронтальная зона получила подтверждение своего существования последующими исследованиями [2]. В нашем случае фронт разделял относительно теплые и малосоленые воды Южной ветви Антарктического Циркумполярного течения от холодных и соленых вод моря Уэдделла. Он четко выделялся на поверхности океана и в подповерхностной структурной зоне вод в виде полос максимального горизонтального градиента в полях температуры, солености, гидрохимических элементов (рис. 1).
По биологическим характеристикам в популяции криля исследуемого региона четко выделялись рачки различных вод: Южной ветви Антарктического Циркумполярного течения и моря Уэдделла. Это разделение наблюдалось вдоль фронта ЮВ АЦТ. Данный фронтальный раздел также представлял собой естественную пограничную область между скоплениями сальп и кри-
ля, основа ареала которого расположена в более холодных водах моря Уэдделла.
В то же время гидрофизические условия в марте-апреле 1997 г. существенно отличались от условий за тот же промежуток времени в 1998 г., что явилось одной из возможных причин, обусловившей межгодовые различия в распределении скоплений биологических объектов в исследованном регионе.
В 1998 г. на обширных акваториях Полярной и Антарктической климатических зон в ходе второй морской украинской антарктической экспедиции был выявлен ряд крупномасштабных аномальных явлений. Это сопровождалось отрицательными отклонениями от средних месячных норм значений температуры и солености в верхнем слое вод, аномальным смещением к северу на поверхности океана крупномасштабных фронтов, интенсификацией течений, мощным выносом вод большого количества айсбергов из моря Уэдделла [3]. При этом межгодовые различия характеристик среды обитания криля (ЮВ АЦТ и связанный с ней фронт) выражались в следующем. Фронт Южной ветви Антарктического Циркумполярного течения на поверхности океана в 1998 г. был смещен к северу примерно на 100 миль по сравнению с соответствующим промежутком времени 1997 г. Основной фронтальный раздел был существенно деформированным в меридиональном плане и возмущенным мезо-масштабными меандрами (рис. 1). Температура воды на поверхности в южной части исследованной акватории в 1998 г. была повсеместно отрицательной и ниже примерно на 0.5°С у Южных Шетландских о-вов и на 1.0-1.5°С - у Южных Оркнейских, а соленость меньше на 0.5-0.7%е по сравнению с предыдущим годом. Скорость течений на поверхности в 1998 г. на одних и тех же участках исследованной акватории примерно в 22.5 раза превышала соответствующие значения, наблюдавшиеся в 1997 г. [3].
Как в первой, так и во второй экспедициях наиболее плотные скопления криля (до промысловых) были обнаружены в районах трех островов: Кинг Джордж, Элефант и Коронейшн [8], локальная циркуляция вод вокруг которых имела сходные черты, определявшиеся топографическим эффектом. В районе каждого из этих островов в преобладающем большинстве случаев наблюдался волнообразный меандр Южной ветви Антарктического Циркумполярного течения. При этом циклоническая (тыловая) часть волны располагалась над западным, северо-западным островными шельфами, а ее передняя (антициклоническая) часть омывала острова с юга и востока. В этих же районах в недавнем прошлом велся активный промысел криля и рыб.
Рис. 1. Температура (а), циркуляция и соленость вод (б) на поверхности океана в марте-апреле 1998 г.
В первых двух районах запасы криля в течение года существенно изменились, тогда как у о. Ко-ронейшн они практически не претерпели межгодовых вариаций [8]. Примерно в этих же районах были зафиксированы наиболее плотные скопления сальп, количественные показатели которых существенно возросли в 1998 г. [9]. Криль был сконцентрирован во внутренних частях холодных циклонических вихревых образований моря Уэд-делла. Среда его обитания характеризовалась квазиоднородной по вертикали структурой тер-
мохалинного поля и поля плотности. Наиболее плотные поля теплолюбивых сальп были приуроченными к центрам теплых антициклонических вихрей и меандров Южной ветви АЦТ. Они располагались на участках с ярко выраженной вертикальной стратификацией верхнего слоя вод над слоем скачка плотности. В окрестности слабо возмущенных в меридиональном плане участков фронта скопления рассматриваемых биол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.