ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН, Том 1, № 3, 2005, стр. 43-50
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 551.465.63 (262.54)
ВНУТРИВЕКОВЫЕ ФЛУКТУАЦИИ ТЕРМОХАЛИННОЙ СТРУКТУРЫ И БИОПРОДУКТИВНОСТИ АЗОВСКОГО МОРЯ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА И АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
© 2005 г. академик Г.Г. Матишов1, Ю.М. Гаргопа1
Рассматриваются проблемы, связанные с созданием климатического атласа Азовского моря, даётся анализ современных глобальных изменений климата и их региональных проявлений. Несмотря на рост антропогенных воздействий, ключевыми факторами развития экосистемы Азовского моря остаются климатообразующие процессы и сток рек, которым свойственна квазицикличность (от 2-3 до 15-20 и 80-90 лет). Современное распреснение Азовского моря до 10-11 %с и ряд других климатообусловленных аномалий объясняется развитием в холодное время года западного и северного типов макропроцессов. Их положительный эффект для био- и рыбопродукцион-ных процессов в полной мере скажется только при уменьшении антропогенного сокращения стока рек (особенно половодного) до экологически предельно допустимого (не более 10-15% от нормы) и реализации других природоохранных мер.
Климат Азовского моря и состояние его биоресурсов на протяжении столетий определяют условия жизни и хозяйственную деятельность обширного региона с многомиллионным населением. Этот факт обусловливает актуальность изучения Азовского моря в региональном и глобальном масштабах.
Исследованию климата Азовского моря посвящено большое число книг и статей. Ряд фундаментальных работ по описанию климата Азовского моря представлен в виде научно-справочных пособий и атласов, которые широко использовались для решения научных и прикладных задач.
В то же время нельзя не отметить, что до недавнего времени повышенная зависимость изменчивости режимов южных морей России, в том числе крупномасштабной, от квазициклических колебаний климатообразующих процессов учитывалась не в полной мере. Игнорирование этой особенности привело в 1970-х гг. к ошибочным выводам о неизбежности дальнейшего падения уровня Каспия, повышения солёности Азовского моря и углубления негативных явлений в Чёрном море под воздействием антропогенного сокращения стока рек.
На рубеже XX и XXI вв. в климатической системе Азовского моря происходят существенные изменения, которые обусловлены как возросшей антропогенной нагрузкой на регион, так и естественными колебаниями климата. Для понимания природы изменений в климатической системе
1 Южный научный центр РАН, г. Ростов-на-Дону ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН
Азовского моря и их предсказания необходима широкая программа исследований.
При этом обязательным условием является создание банка океанографических и гидробиологических данных по Азовскому морю, а также оценка современных глобальных изменений климата и их региональных проявлений.
ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ КЛИМАТИЧЕСКОГО АТЛАСА АЗОВСКОГО МОРЯ
Формирование электронных баз океанографических и гидробиологических данных по морским акваториям и побережьям в настоящее время стало одним из основных направлений экосистемных исследований.
Примером успешного решения подобной задачи является создание мегабазы данных по океанографии и биологии морей Западной Арктики (от Баренцева моря до моря Лаптевых включительно) [1].
В мегабазу вошли как данные, полученные пионерами полярной океанологии, так и самая современная информация, в целом за 200 лет. Основные источники данных - материалы отечественных и зарубежных морских экспедиций, хранящиеся в публичных научных библиотеках Москвы, Санкт-Петербурга, Мурманска, Нью-Йорка, Вашингтона, Хельсинки. Кроме того, использовались опубликованные базы океанографических и гидробиологических данных. При этом общий объём данных Мурманского морского биологического института Кольского научного центра (ММБИ КНЦ) РАН составляют данные:
- не менее 30 тыс. океанографических станций;
- нескольких тысяч станций наблюдений за радиационным и химическим загрязнением среды;
- около 35 тыс. станций гидробиологических наблюдений (планктон, бентос, ихтиология);
- десятки тысяч наблюдений за морскими млекопитающими, птицами, рыбами, донными животными, промысловые и другие данные;
- десятки тысяч геологических и палеонтологических проб.
Объединение в одну базу на единых методических позициях всей совокупности данных, получаемых в море, открывает новые перспективы для палеоэкологических реконструкций, краткосрочного и долгосрочного прогнозирования климата, морской ледовитости, биопродуктивности и рыбопромысловой урожайности, вычленения антропогенной составляющей в глобальной изменчивости.
Целями последующих этапов подобных работ являются: создание общедоступной базы океанографических данных для Азовского моря; количественное описание годового климатического цикла изменения температуры и солёности Азовского моря; документирование изменений годового климатического цикла температуры и солёности Азовского моря за период 1900-2004 гг.
Ключевым элементом указанной работы являются океанографические данные, которые можно разделить на три категории в соответствии с критериями их качества. Высшая категория качества - данные, которые собраны в период 1997— 2004 гг. сотрудниками Азовского филиала Мурманского морского биологического института и Южного научного центра Российской академии наук (ЮНЦ РАН) с использованием спутниковой навигации и современной измерительной аппаратуры. Низшая категория - данные, которые собраны на рубеже Х1Х-ХХ вв. Качество данных, собранных в период 20-80-х гг. XX в., занимает промежуточное положение.
Предполагаемая структура и содержание атласа аналогичны [1]. При этом учтены региональные условия, другие пространственно-временные масштабы и существенно меньший объем базы данных. Атлас будет включать историю океанографических исследований Азовского моря, данные о батиметрии и рельефе дна, базу первичных данных, электронные книги, фотогалерею. В атлас включаются программы для формирования и контроля данных, научного анализа информации. Это дает возможность не только использовать представленные в БД атласа данные, но пополнять и развивать ее. Включение в атлас копий фундаментальных исторических трудов по океанографии, биологии данного региона, содержащих первичные данные, позволяет проследить изменение методик в их историческом развитии.
Сегодня в БД атласа имеются наблюдения на 2861 станции за период с 1913 по 2004 гг. Основное количество данных в базе (более 87%) получено после 1990 г. Часть данных предоставлена из архива Северо-Американской лаборатории климата (НОАА), остальные - результат экспедиционных наблюдений ММБИ в Азовском море.
СОВРЕМЕНЫЕ ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ИХ РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
В настоящее время преобладает отраженная в многочисленных работах точка зрения, что современное изменение климата в сторону глобального потепления катастрофических масштабов вызвано главным образом антропогенным воздействием.
Однако многие специалисты, как зарубежные, так и отечественные, не разделяют апокалиптических прогнозов антропогенного глобального потепления. Неопределённость данных по величине, скорости и даже направлению будущих изменений климата, по их мнению, значительно более велика, чем принято считать. Не учитывается в должной мере вклад в изменение климата природных факторов, в первую очередь - солнечной активности, а также зависящих от параметров солнечной системы вулканических извержений, характера атмосферной циркуляции, облачности, водяного пара и других факторов. Сегодня специалисты значительно большее внимание уделяют оценкам изменений климата и их эффектов на региональном уровне, а не в глобальном масштабе, поскольку степень и характер общепланетарных климатических колебаний для различных районов Земли неодинаковы. Так, предсказанное около 15 лет назад [2] зимнее потепление в высоких широтах на 4—5 °С к 2000 г. не случилось. На Аляске и северо-западе Канады, действительно, был отмечен выраженный положительный тренд температур [3]. В европейской Арктике, включая Баренцево море, какие-либо однонаправленные изменения климатических характеристик не выявлены [4, 5]. Признавая более вероятной тенденцию к потеплению, многие ученые, однако, не связывают этот процесс с антропогенными факторами. Феномен Северо-Атлантического колебания играет, по их мнению, решающую роль в естественной квазипериодической смене циклонической ("тёплой") и антициклонической ("холодной") фаз климатического процесса, причём не только атмосферного, но и океанического [6].
Действительно, одним из важнейших факторов, влияющих на продуктивность северных морей, является адвекция вод из Атлантики. Именно с адвекцией холодной "пресной" воды связывают
межгодовые минимумы и максимумы температуры и солёности воды на шельфе Баренцева моря. Среди природных феноменов, воздействующих на динамику экосистемы Баренцева моря, следует выделить процесс значительной аномалии солёности в период с конца 1970-х до конца 1980-х гг. с небольшим перерывом в середине 1980-х гг. (рис. 1). Обусловлена она аномалией солёности в струях Северо-Атлантического течения, которая после зарождения в 1970-1980-е гг. достигла Баренцева моря через 7 лет. Меж- и внутривековые колебания климата играют важную роль в изменчивости биоты Баренцева моря. Известны неблагоприятные изменения климата (холодные гидрологические годы), имеющие определённую цикличность (11, 21, 33, 90 и более лет). Например, только в течение XX столетия замерзал обычно "незамерзающий" Кольский залив или проходили аномальные "выбросы" айсбергов от районов их обычного дрейфа в Баренцевом море на расстояние до 1000 км. Похолодание 1977-1980 гг. привело к уменьшению здесь численности основных видов рыб и спаду промысла [6].
КЛИМАТИЧЕСКИЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ АЗОВСКОГО МОРЯ
Общей чертой южных морей России, в том числе и Азовского, является полная или почти полная изолированность от Мирового океана, которая обусловливает повышенную зависимость их режима и биопродуктивности от материкового стока и процессов в атмосфере.
Результаты исследований [7, 8, 9] закономерн
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.