Температурный режим вод прибрежной зоны Черного моря

Солнечная радиация, поглощённая поверхностью суши и воды, преобразуется в тепло, следствием чего является нагревание поверхностного слоя воды.Сведения о температуре воды по данным наблюдении ГМБ Туапсе за I963 - 85 гг приведены в табл. 3.1.

Судя по данным табл. 3.1 - 3.2. в связи с большой теплоёмкостью воды колебания её температуры значительно меньше, чем колебания температуры воздуха. Средняя годовая температура воды на 2° выше температуры воздуха.

За исследуемый период средняя годовая температура воды изменялась в пределах 14, 6 - 17, 3°. При этом в 16-ти случаях средняя годовая температура воды была выше средней многолетней, а в 19-ти случаях – ниже.

В районе Туапсе в среднем вода бывает несколько холоднее воздуха лишь в период с апреля по июль. Зато в период с октября по январь средняя температура воды на 3, 6-3, 9° выше средней температуры воздуха.

В годовом цикле наиболее холодной вода бывает в период с января по март, причём изменяется средняя температура в этот период всего в пределах 8, 1 - 8, 7°. Но и в этом холодном периоде можно выделить февраль, как месяц с самой холодной водой.

В апреле начинается интенсивный прогрев, а к августу температура воды достигает максимума. Теряет тепло к осени - зиме вода медленнее, чем воздух. Даже, в октябре, а в некоторые годы и в ноябре средняя температура воды достаточно высокая.

Видим, что достигнув наибольшего значения в августе, температура воды, следуя за похолоданием в воздухе, начинает неуклонно понижаться вплоть до февраля. Особенно интенсивный прогрев воды происходит от апреля к маю и от мая к июню, а наиболее сильно вода теряет тепло от сентября к октябрю, от октября к ноябрю и от ноября к декабрю - порядка на 4° от месяца к месяцу.

Средняя месячная температура воды в любой из месяцев года не остаётся постоянной, а из года в год может быть и выше и ниже многолетней средней.

Колебания средней месячной вокруг средней многолетней температуры, как в сторону повышения, так и в сторону понижения составили 1, 6 - 3, 8° в разные месяцы. Несколько большей изменчивостью, чем в другие месяцы, отличалась температура воды в период с октября по декабрь.

В эти месяцы средняя месячная температура воды была и выше и ниже средней многолетней на 3, 1 – 3, 8°. Несколько менее изменчива от года к году была средняя месячная температура воды в марте, когда её колебания вокруг средней многолетней составили 1, 8 - 2, 2°.

Интересно отметить, что в 1956 и 1964 годах почти во все месяцы года вода была относительно холодной, её средняя месячная температура оказалась ниже средней многолетней. А вот два года подряд в 1966 и 1967, наоборот, во все месяцы средняя температура была выше средней многолетней.

В январе и марте средняя месячная температура воды лишь в единичных случаях может превысить 10°, тогда как в феврале таких случаев не бывает совсем.

В апреле, ноябре и декабре средняя месячная температура воды наиболее часто бывает в пределах 10, 1-15° при этом в отдельные годы в апреле и декабре она может быть ниже 10°, а в ноябре выше 15°.

В мае, июне и октябре средняя месячная температура наиболее часто была в пределах 15, 1 - 20°, но при этом в мае она довольно часто может быть ниже 15°, а в июне и октябре - выше 20°. В абсолютном большинстве случаев в период с июля по сентябрь средняя месячная температура находилась в пределах 20, 1 - 25°. В июле и, особенно в августе бывают случаи со средней месячной температурой выше 25°.

Из-за большей теплоемкости вода не так быстро как воздух набирает и теряет тепло, а также более сглаженный характер носят изменения средней суточной температуры воды на протяжении месяца. Особенно это заметно в месяцы года с самой холодной водой: январе, феврале и марте.

Средняя многолетняя температура воды все эти месяцы находится в пределах 8, 0 – 9, 8°. Наиболее холодной в этот период вода бывает в феврале, когда средняя суточная температура изменяется всего в пределах 8, 0 - 8, 3°. В наиболее тёплые годы температура воды может достигать 10-12° в январе, 10-11° в феврале, 10-12° в марте. В наиболее холодные годы средняя суточная температура воды понижается до 4-6° в январе, 4-5° в феврале, 5-7° в марте.

С последней декады марта начинает прослеживаться медленный прогрев воды и к концу апреля средняя суточная температура воды уже достигает 13°, к концу мая 17°, к концу июня 22° и к концу июля 25°. В июле и августе наблюдается наиболее высокая температура воды, которая в среднем колеблется от 22 до 25°, а в отдельные теплые годы - в пределах 26 - 28°.

Начиная со второй половины августа, вода в море постепенно охлаждается, теряя к концу августа в среднем 0, 7 - 0, 8°, к концу сентября 3, 5° к концу октября 4, 8°, к концу ноября 3, 4° и к концу декабря ещё 2, 5°. В целом за период с августа по декабрь средняя суточная температура воды понижается на 15°, с 24, 7° до 9, 7°.

Изменчивость средней суточной температуры воды от года к году характеризуют данные о наибольшей и наименьшей средней суточной температуре воды.

Приведём несколько характерных примеров. 3 января при средней многолетней температуре 9, 6°, наибольшая достигала 12, 2°, а наименьшая составила всего 5, 0°. 17 апреля при средней многолетней температуре 11, 6°, наибольшая средняя суточная достигала 15, 2°, а наименьшая составила всего 8, 5°. 3 июля при средней многолетней суточной температуре 22, 2° наибольшая достигала 26, 0°, а наименьшая - всего 17, 6°. 29 августа при средней многолетней температуре 23, 8° наибольшая была 27, 4°, а наименьшая только 13, 4°. 12 октября при средней многолетней температуре 18, 7° наибольшая достигала 22, 2°, а наименьшая 8, 2. 4 декабря при средней температуре 11, 7° наибольшая достигала 15, 2°, а наименьшая средняя суточная температура составила всего 6, 2°.

Интересно знать не только ход средних суточных температур на протяжении месяца или года, но и частоту с какой наблюдается та или иная температура на протяжении месяца.

Характерной особенностью режима средних суточных температур воды является большая их изменчивость на протяжении всего года. В любой из месяцев года наблюдаются дни, когда средняя суточная температура воды бывает достаточно высокой или весьма низкой.

В январе средняя суточная температура воды наиболее видна в пределах 8-10⁰, а в феврале и марте чаще следует ожидать среднюю сточную температуру в пределах 7-10⁰. В апреле и декабре средняя суточная температура воды наиболее часто находится в пределах 10-12⁰ , но в декабре в редчайших случаях температура воды может быть ниже 6⁰ , в апреле выше 16°.

Наибольшие повторяемости средних суточных температур воды в мае и ноябре приходятся на градацию 14-17°, при этом в мае в отдельных случаях вода прогревается до 20-22°, а в ноябре охлаждается до 6-9°. В период с июня по сентябрь наблюдается самая большая повторяемость средней суточной температуры воды в градациях выше 20°.

В эти месяцы, если и бывает холодная вода с температурой ниже 15°, то связано это с явлением апвеллинга. В среднем за год в районе Туапсе наблюдается 31день со средней суточной температурой воды выше 25°, 118 дней - выше 20°, 185 дней - выше 15 ° и 269 дней в году средняя суточная температура воды бывает выше 10°.

Характерной особенностью режима температуры воды в районе Туапсе является эпизодическое понижение температуры в прибрежной зоне в тёплую часть года (май-сентябрь), связанное с явлением апвеллинга. Апвеллинги возникают обычно с прохождением циклонов через Чёрное море, при усилении ветров северной четверти, горизонтальный поток воды в море при этом движется по часовой стрелке.

Под влиянием вращения земли вода поверхностных слоев уходит от берега в открытое море, а её место занимает глубинная вода. В холодное время года такая циркуляция вод практически незаметна из-за малой разности температуры поверхностного и глубинного слоев воды. Наибольшая повторяемость апвеллингов приходится на конец весны начало лета, что объясняется наличием ещё относительно тонкого тёплого поверхностного слоя, 10-15 м, который легко угоняется от берега. Наблюдаются апвеллинги ежегодно и, в одни годы, их может быть до 10, а в другие - не более 1-2.

Средняя продолжительность апвеллингов 3-5 суток. В каждом отдельном случае продолжительность их различна. Часто за 1-2 дня температура воды успевает понизиться на несколько градусов и восстановиться до первоначальных значений.

Значительный интерес представляют апвеллинги небольшой, 1-6 дней, продолжительности, но ярко выраженные - температура вода понижается на 5-12°. Например, столь сильные апвеллинги были отмечены в июне 1985 и 1986 годов. До 70 % всех апвеллингов бывает продолжительностью 3-4 дня с понижением температуры воды у берега на 2-3°, 4-5°.

Подъёмы и опускания вод у берега в период развития явления апвеллинга является одним из важнейших факторов вертикального обмена вод в верхнем слое Черного моря.

Поднявшиеся на поверхность глубинные воды нагреваются под непосредственным действием солнечных лучей и распресняются водами рек Туапсе и Паук, поэтому становятся менее плотными и при прекращении действия апвеллинга уже не могут опуститься на прежнюю глубину.

Так в море значительно усиливается послойный вертикальный обмен вод, что в свою очередь является одним из источников, пополняющих запасы питательных солей в поверхностном слое моря. При отсутствии в летние месяцы явлений апвеллинга, часто наблюдается уменьшение количества фосфатов в зоне фотосинтеза.

Содержание фосфатов сразу после образования апвеллинга обычно увеличивается в 2-3 раза. Поступление глубинных вод, более богатых биогенными солями в поверхностные слои моря, благоприятно сказывается на развитии планктонных организмов, что в свою очередь способствует увеличению численности рыбы в исследуемом районе.

Распространение апвеллингов в районе Туапсе в разных пунктах порта происходит неодновременно. Зависит это от защищенности мест наблюдений портовыми сооружениями. Понижение температуры воды на открытом участке берега происходит на сутки раньше, чем в порту. Известно, что море значительно влияет на характер изменений температуры воздуха прибрежных районов. Летом море накапливает тепло, частично отнимая его у окружающего воздуха, тем самым несколько снижая его температуру. Зимой, наоборот, море отдаёт тепло окружающему воздуху, тем самым несколько повышая его температуру. Поскольку во время апвеллингов на поверхность моря в прибрежных районах поступает холодная вода, то теплообмен с окружающей средой усиливается. Море получает больше тепла, воздух больше его теряет.

3.2 Термический режим вод на рейде порта Туапсе