По данным автономно-буйковых станций и экспериментов с пусками свободно плавающих вех дана характеристика динамики вод Балаклавской бухты и прилегающей акватории Черного моря. Выявлены особенности циркуляции вод и характеристик горизонтального турбулентного обмена. Определено их влияние на экологическое состояние региона.

Досліджено регіональні особливості основних гідрологічних характеристик Одеського регіону північно-західної частини Чорного моря: просторово-часову мінливість термохалінної структури та циркуляції вод, міжрічну та внутрішньовікову мінливость температури та солоності води. Використано матеріали багаторічних експедиційних досліджень акваторії Одеського філіалу Інституту біології південних морів, дані рейдових спостережень за течіями станції Одеса-порт, а також багаторічні ряди вимірів температури та солоності води на станціях Одеса-порт і Геофізичної лабораторії Одеського державного екологічного університету. Надано характеристику термохалінної структури акваторії та її сезонної мінливості. Визначено гідрологічні сезони. Виявлено особливості загальної циркуляції вод. Здійснено модельні розрахунки вітрової циркуляції для постійних вітрів різних напрямків та імітаційні розрахунки у разі їх зміни у період природного синоптичного циклу проходження циклону із заходу на схід. На базі реальних полів температури та солоності води проведено модельні розрахунки термохалінної циркуляції та показано їх сезонні особливості. Виявлено періоди міжрічної та внутрішньовікової мінливості температури та солоності води, обумовлені коливаннями сонячної активності, стоку річок та опадів.

Висвітлено деякі результати експедиційних досліджень у Чорному морі під час 30-го рейсу НДС "Володимир Паршин". Вивчено інженерно-геологічну складову геоекологічних умов певного регіону та окремих локальних ділянок, перспективних для розробки різних видів корисної природної сировини, а також у районах розвитку підводного грязьового вулканізму й активного газовиділення. Під час експедиції одержано фактичний матеріал і дані, що необхідні для проектування технічних засобів для здійснення деяких видів робіт щодо підводної розвідки та видобутку органо-мінеральної сировини. Наведено низку показників складу та фізико-механічних властивостей донних грунтів, запропоновано їх інженерно-геологічну класифікацію.

Проанализирован состав сточных вод ЧАО "Металлургический комбинат "Азовсталь" (ЧАО "МК "Азовсталь"). Рассчитаны кратность разбавления сточных вод предприятия морскими водами и концентрации основных загрязняющих веществ, сбрасываемых в море, на различных расстояниях от места выпуска. Установлено, что в коммунально-бытовом контрольном створе нормативные требования по всем показателям качества морской воды выполняются, в то время как в рыбохозяйственном контрольном створе наблюдается превышение нормативов по содержанию железа общего, марганца и биохимическому потреблению кислорода (БПК5). Показана необходимость строительства очистных сооружений для выпуска № 9 шламонакопителя ЧАО "МК "Азовсталь".

Мета дослідження - моделювання циркуляції та розподілу температури і солоності влітку в морі Беллінсгаузена та на шельфі Антарктичного півострова. Для моделювання застосовано числові методи з використанням моделі SCHISM з неструктурованою трикутною горизонтальною сіткою та вертикальною локальною сігма-системою координат (LSC2 ). Для опису турбулентності використовувалась k-kl модель турбулентності. На поверхні океану задавалися потоки тепла, імпульсу та солі, які розраховувались за даними реаналізу ERA-Interim. На відкритих границях вертикальний розподіл температури і солоності задавався згідно розрахунків реаналізу HYCOM. На західній відкритій границі було також задано відхилення рівня та вертикальний розподіл швидкості, розраховані за даними HYCOM. На відкритій східній границі розрахункової області задавалися умови випромінювання. Як початкові умови також використовувались результати реаналізу HYCOM. Результати моделювання полів течій, температури і солоності в період лютий - березень 2014 р. було порівняно з доступними даними спостережень на шельфі Антарктичного півострова, включно з даними Української антарктичної експедиції. Розраховані вертикальні розподіли температури і солоності на шельфі узгоджуються зі спостереженнями, зокрема, у положенні та величині мінімуму температури холодного проміжного шару в районі Аргентинських островів. Розрахунки показали, що головним компонентом циркуляції є Антарктична циркумполярна течія (АЦТ), яка переносить воду на схід. У АЦТ формуються декілька струменів, які втікають в протоку Дрейка, тоді як ланцюжок вихорів розділяє шельфову зону Антарктичного півострова та АЦТ. Влітку вздовж краю шельфу виникає спрямована на південь течія, викликана, в основному, великомасштабною циркуляцією океану та полем вітру. Зроблено висновок, що формування зон підйому та опускання вод на шельфі Антарктичного півострова суттєво залежать від змін атмосферної циркуляції над морем Беллінсгаузена.

В 2014 г. Украина лишилась национальной автоматизированной системы морского прогнозирования для Черного моря, которая была создана и функционировала на базе Морского гидрофизического института Национальной академии наук Украины, расположенного в Крыму. В рамках научно-исследовательских работ по созданию новой системы морского прогнозирования рассматривается возможность использования известного комплекса интегрированных моделей Delft3D-FLOW + SWAN (Simulating WAves Nearshore) для оперативного прогнозирования краткосрочной (5 - 10 суток) пространственно-временной изменчивости океанографических характеристик акватории украинской части Азово- Черноморского бассейна. Для обеспечения работы модельного комплекса в прогностическом режиме предполагается использовать прогноз изменчивости метеорологических характеристик на границе раздела "море-атмосфера", полученный при помощи глобальной численной модели прогноза погоды GFS (Global Forecast System). В статье представлены результаты верификации моделей Delft3D-FLOW и SWAN, адаптированных к использованию в условиях северо-западной части Черного моря и ее Одесского района, в варианте с усвоением метеорологических данных (полей скорости и направления ветра, атмосферного давления) из архива прогнозов GFS. При адаптации модельного комплекса к условиям прогностической области использовался метод телескопизации пространственных криволинейных расчетных сеток с различной разрешающей способностью. Верификация моделей проводилась путем сравнения результатов моделирования с данными наблюдений за изменчивостью уровня моря в портах Одесского района северо-западной части Черного моря (Черноморск, Одесса, Южный), а также с данными о скорости и направлении ветра, дрейфовых течений, характеристик ветрового волнения, которые были зарегистрированы датчиками гидрометеорологического буя, стационарно установленного в Одесском заливе, в рассматриваемые периоды. На основе анализа результатов верификации комплекса интегрированных численных математических моделей Delft3D-FLOW + SWAN сделан вывод о том, что данный комплекс имеет хорошие перспективы использования в системе оперативного прогноза изменчивости океанографических параметров состояния морской среды украинской части акватории Азово-Черноморского бассейна в варианте с ассимиляцией прогностической метеорологической информации, получаемой при помощи глобальной модели прогноза погоды GFS.

Обговорено перспективи використання спрощеної 2-D гідродинамічної моделі для прогнозування ініційованих вітром відгінно-нагінних коливань рівня моря в районах морських портів (Чорноморськ, Одеса, Южний) Одеського району північно-західній частині Чорного моря. Просторово-часова мінливість вітрових умов на межі розділу "море-атмосфера" задається на основі даних глобальної чисельної моделі прогнозу погоди GFS (Global Forecast System). Наведено опис математичної структури гідродинамічної моделі і результати її адаптації до умов модельованої області моря. Представлено результати верифікації моделі у варіанті з засвоєнням даних про мінливість вітрових умов з архівів GFS-аналізу і GFS-прогнозів за 2010, 2016 і 2017 рр. Верифікація виконувалася шляхом порівняння розрахованих при моделюванні і встановлених на основі даних спостережень (з дискретністю 6 годин) викликаних вітром денівеляцій рівня моря в портах Чорноморськ, Одеса, Южний. Кількісна оцінка точності розрахунку виконувалася для випадків, коли денівеляціі рівня за даними спостережень перевищували значення середньоквадратичного відхилення всього ряду. З наборів вибірок, які відповідають цій умові, були сформовані нові ряди спостережених і розрахованих за моделлю значних відгінно-нагінних денівеляцій рівня моря в кожному з портів. З використанням цих рядів були одержані оцінки середньоквадратичної помилки розрахунків, допустимої помилки розрахунків, коефіцієнта кореляції між фактичними і розрахованими величинами денівеляцій рівня, забезпеченості методу розрахунку при допустимій помилці розрахунків. Встановлено, що в разі використання при моделюванні даних GFS-аналізу вітру (з просторовою роздільною здатністю 0,5 % за широтою та довготою) забезпеченість розрахунку значних денівеляцій рівня моря становить 84 - 85 %, а при використанні даних GFS-архіву прогнозів вітру (з просторовою роздільною здатністю 0,25 %) - 88 - 91 %. Зроблено висновок про те, що модель має добрі перспективи застосування для оперативного прогнозу викликаних штормовим вітром коливань рівня моря у варіанті з асиміляцією прогностичної інформації щодо просторово-часової мінливості вітрових умов, яка одержується за допомогою глобальної моделі прогнозу погоди GFS.

В соответствии с положениями Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между Государственным учреждением "Госгидрография" Министерства инфраструктуры Украины и Государственным учреждением "Научный гидрофизический центр НАН Украины" в 2018 г. проведены три совместные комплексные научно-исследовательские экспедиции: речная экспедиция "Днепр-2018" в акватории Каневского водохранилища р. Днепр, морская экспедиция "Черное море-2018" (акватория северо-западной части Черного моря), речная экспедиция "Дунай-2018" (акватории устья Быстрое, Очаковского устья и Соломонова рукава дельты Дуная). Цель исследований - океанографическое и гидрографическое изучение морских и речных акваторий для повышения эффективности навигационно-гидрографического обеспечения безопасности судоходства и создания совместного банка океанографических данных Национальной академии наук Украины, Министерства инфраструктуры Украины и Морской администрации. С помощью современных высокоэффективных приборов измерены скорости течений, горизонтальные поля и вертикальное распределение температуры, солености воды, растворенного в ней кислорода и водородный показатель упомянутых районов акваторий. В результате комплексного дистанционного гидроакустического изучения рельефа дна и донных отложений по площади и разрешению по характеристикам отраженных сигналов изучены гидрофизические и геофизические параметры (геоакустические характеристики и литологические типы донных отложений, обратная и объемная реверберация водной толщи) обследованных районов акваторий. Выполнена съемка рельефа дна, в том числе на навигационном фарватере, а также на отдельных опасных для навигации объектах. Получены эмпирические данные для их применения на практике и дальнейших теоретических обобщений в области гидрографии и океанографии. Данные переданы в банк океанографических данных.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.9(922.8)7

Рубрики:

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Льодовий покрив є одним з найбільш важливих факторів, який зумовлює стан поверхні моря. Дослідження і прогнозування його параметрів представляє не тільки науковий, а і значний практичний інтерес для морських галузей господарства. Навіть на частково замерзаючих морях - Чорному і Азовському, льодова обстановка буває доволі складною і потребує використання криголамів. Урахування фактичних і прогностичних льодових умов суттєво зменшує ризик проходження суден в льодах і оптимізує використання криголамів. Сучасні глобальні кліматичні зміни відобразились на змінах характерних показників льодового режиму в північно-західній частині Чорного моря і в Азовському морі. Дослідження показали, що за останні 30 років кількість м'яких зим збільшилась на 15 %, а суворих - зменшилась на 19 %. Скоротилась також тривалість льодового періоду - на декаду в Азовському морі і на місяць в Чорному морі. Це визначає необхідність перевірки методів прогнозу льодових явищ. На теперішній час в практиці гідрометеорологічного обслуговування використовують методи прогнозу льодових явищ, які розроблені у 80-х рр. XX ст. і які не враховують кліматичні зміни, що відбулись за останні роки. Основним недоліком емпірико-статистичних методів є той факт, що статистичні залежності мають обмеження щодо строку придатності. Мета роботи - оцінка змін льодових умов в Чорному і Азовському морях за останні 20 років і перевірці методу прогноз дат появи льоду і дат очищення від льоду. Аналіз показав, що за досліджуваний період поява льоду настає пізніше, а очищення від льоду відбувається раніше у порівнянні з середніми багаторічними датами. Перевірка методу прогнозу вказаних дат, який зараз застосовується, показала незадовільні результати, які не відповідають потребам практики. На основі регресійного аналізу запропоновано нові модифіковані рівняння для прогнозу дат появи льоду і дат очищення від льоду в північно-західній частині Чорного моря і в Азовському морі. Забезпеченість прогнозів за модифікованими рівняннями склала 70 - 94 %, отже, прогностичні рівняння можуть бути рекомендовані для практичного використання.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.9(922.8)3

Рубрики:

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Прикладные океанографические и гидрографические исследования состояния морской среды особенно актуальны в связи с разработкой информационных технологий моделирования и прогнозирования состояния окружающей среды и изменений климата для усиления защищенности человечества от связанных с океаном угроз и для безопасности деятельности в море и прибрежной зоне. Цель исследований - формирование гидрографического фрагмента банка океанографических данных (БОД) на основе результатов экспедиционных научных исследований морской и речной среды. Во время проведения комплексных океанографических экспедиций были отработаны усовершенствованные методология и организация выполнения совместных морских и речных исследований с использованием специализированных судов государственного учреждения (ГУ) "Госгидрография", а также научного оборудования и технических средств изучения водной среды ГУ "Научный гидрофизический центр Национальной академии наук Украины". Одна из основных составляющих разработанной технологии - созданный и модернизированный мобильный гидроакустический комплекс, который устанавливался на судах для обеспечения экспедиционных исследований. Разработанная методика дистанционной профильной геоакустической съемки морского (речного) дна позволяет получать информацию о беспрерывных профилях слоев донных отложений, а на основе анализа акустических трасс - информацию о геоакустических свойствах этих слоев. Для обработки информации гидроакустического комплекса с целью получения геоакустических параметров морского и речного дна разработаны современный математический аппарат и программное обеспечение. Океанографические исследования показали целесообразность использования материалов, полученных в результате дистанционного спутникового зондирования морских акваторий в режиме online, для более детального анализа экспедиционных океанографических данных. В процессе трех экспедиций собрана новая информация об океанографических параметрах для пополнения специализированных баз данных гидрографического фрагмента БОД. Научная новизна экспедиционных результатов состоит в получении новых океанографических данных, собранных при выполнении указанных прикладных научных исследований и зафиксированных на носителях информации, а также в усовершенствовании технологий сбора океанологических данных для формирования гидрографического фрагмента БОД с целью дальнейших теоретических обобщений в океанографии. Результаты экспедиционных исследований будут применяться для корректуры морских и речных навигационных карт с учетом фактического океанографического состояния аномальных участков исследованых акваторий и пополнения специализированных баз данных гидрографического фрагмента БОД.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.9(922.8)7

Рубрики:

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Льодовий покрив є одним з найбільш важливих факторів, який зумовлює стан поверхні моря. Дослідження і прогнозування його параметрів представляє не тільки науковий, а і значний практичний інтерес для морських галузей господарства. Навіть на частково замерзаючих морях - Чорному і Азовському, льодова обстановка буває доволі складною і потребує використання криголамів. Урахування фактичних і прогностичних льодових умов суттєво зменшує ризик проходження суден в льодах і оптимізує використання криголамів. Сучасні глобальні кліматичні зміни відобразились на змінах характерних показників льодового режиму в північно-західній частині Чорного моря і в Азовському морі. Дослідження показали, що за останні 30 років кількість м'яких зим збільшилась на 15 %, а суворих - зменшилась на 19 %. Скоротилась також тривалість льодового періоду - на декаду в Азовському морі і на місяць в Чорному морі. Це визначає необхідність перевірки методів прогнозу льодових явищ. На теперішній час в практиці гідрометеорологічного обслуговування використовують методи прогнозу льодових явищ, які розроблені у 80-х рр. XX ст. і які не враховують кліматичні зміни, що відбулись за останні роки. Основним недоліком емпірико-статистичних методів є той факт, що статистичні залежності мають обмеження щодо строку придатності. Мета роботи - оцінка змін льодових умов в Чорному і Азовському морях за останні 20 років і перевірці методу прогноз дат появи льоду і дат очищення від льоду. Аналіз показав, що за досліджуваний період поява льоду настає пізніше, а очищення від льоду відбувається раніше у порівнянні з середніми багаторічними датами. Перевірка методу прогнозу вказаних дат, який зараз застосовується, показала незадовільні результати, які не відповідають потребам практики. На основі регресійного аналізу запропоновано нові модифіковані рівняння для прогнозу дат появи льоду і дат очищення від льоду в північно-західній частині Чорного моря і в Азовському морі. Забезпеченість прогнозів за модифікованими рівняннями склала 70 - 94 %, отже, прогностичні рівняння можуть бути рекомендовані для практичного використання.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.9(922.8)3

Рубрики:

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета дослідження - на основі спостережень температури і солоності води з високою, як за часом, так і у просторі, роздільною здатністю, ідентифікувати структури поверхневого шару океану, які перетнуло судно на трансатлантичному переході в листопаді - грудні 2018 р. Окрім вказаного, визначити географічне положення цих структур, характерні для них діапазони мінливості та просторові градієнти океанографічних характеристик, що спостерігалися. Метод дослідження полягав у тому, щоб порівняти результати аналізу інформації, одержаної на початку літа 2018 р., за допомогою одного з сучасних, призначених для безперервних попутних спостережень, вимірювальних комплексів з інформацією по тих же районах, одержаної в минулі роки і відображеної в науковій літературі. В результаті було виділено такі океанічні структури як Бенгальська течія, Південний субтропічний фронт, Субантарктичний фронт і зона його злиття з Антарктичним полярним фронтом. Просторові градієнти характерні для фронтів від 6 до 25 разів перевищували градієнти на міжфронтальних просторах. На ділянках трансатлантичного розрізу в західній півкулі, протяжністю від півтора до двох тисяч морських миль, відзначено дуже велику схожість мінливості температури і солоності, які фізично не пов'язані між собою. Коефіцієнт кореляції між ними на одному з відрізків, довжиною в 1600 миль, дорівнював 0,96. Надане пояснення цьому явищу. Як один з висновків, слід розглядати припущення, що це явище - не рідкісний випадок. Воно має бути цілком звичайним у великих зонах змішування теплих, високо солоних субтропічних вод і значно менш солоних і холодних антарктичних. Це припущення потрібно перевірити. Відзначено якісну схожість результатів спостережень з інформацією одержаною з веб-сайту Служби моніторингу морського середовища Copernicus.

Сучасний швидкий розвиток морських наук та інновацій у світі зумовлює дедалі ширше використання отриманих ними фундаментальних і прикладних результатів, зокрема пов'язаних з морем технологій, практично в усіх сферах людського буття. У державній політиці розвинених морських країн дослідження і розробки, спрямовані на краще розуміння ролі Світового океану та можливостей його використання для вирішення екологічних, соціально-економічних та безпекових завдань, давно входять до числа найбільш пріоритетних. Розкриваючи базові проблеми організації і функціонування вітчизняної морської наукової та інноваційної діяльності, що подальше зволікання з виробленням стратегії такої діяльності не лише може призвести до остаточної втрати нашою країною статусу морської держави, а й ускладнить перспективи її подальшого соціально-економічного розвитку та послабить систему національної безпеки. Запропоновано концептуальні засади стратегії розвитку морської наукової та інноваційної діяльності в Україні.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д237.2 + Д221.9(922.8)

Рубрики:

Вітер

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д221.35 + Д221.9(922.8)

Рубрики:

Рівень моря

Регіональна океанологія

Шифр НБУВ: Ж25662 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Станції біологічного очищення (СБО) стічних вод м. Одеса ("Північна" і "Південна") є найбільш потужними постійно функціонуючими джерелами біогенного забруднення прибережних вод Одеського району північно-західної частини Чорного моря (ПнЗЧМ) та Хаджибейського лиману. Виконано порівняльний аналіз змін, які відбулись з початку XXI ст. у якісному складі зворотних вод СБО "Північна" і "Південна" та кількості надходження з ними до морського середовища біогенних речовин, а також можливого впливу цих змін на евтрофікацію прибережних вод Одеського району та Хаджибейського лиману. Встановлено, що незважаючи на значне (в 1,7 - 2 рази) зменшення в останнє десятиріччя обсягів скидів зворотних вод з СБО, надходження з ними до морського середовища нітратів і нітритів збільшилось в 4 - 6 разів. В той же час надходження органічної речовини, амонійного азоту і фосфатів зменшилось. Очисні споруди міста Одеса було введено в експлуатацію в 70-х рр. минулого століття. На них використовується типова для того часу технологія біологічної очистки стічних вод від сполук біогенних елементів в аеротенках в аеробних умовах, яка у відношенні до очищення від сполук азоту є незакінченою, оскільки кінцевим її продуктом є нітратний азот у великих концентраціях. Після надходження до морського середовища він споживається водоростями за первинного продукування органічної речовини, і, таким чином, знову перетворюється в органічний азот. Відзначено, що оскільки прибережні води Одеського району ПнЗЧМ і Хаджибейского лиману мають високий рівень трофності, а баланс між вмістом мінерального азоту і фосфору в їх водах, у порівнянні зі стандартним стехіометричним співвідношенням Редфілда, в теперішній час порушено у бік нестачі запасів мінерального азоту, то додаткове надходження нітритів і нітратів до морського середовища зі зворотними водами СБО може, за певних умов, сприяти цвітінню водоростей і призводити до загострення негативних наслідків евтрофікації. Зроблено висновок про те, що для зменшення потоку надходження нітратів до морського середовища, на СБО "Північна" та "Південна" має бути впроваджена сучасна технологічна схема поглибленого біологічного очищення стічних вод від сполук азоту, яка забезпечує реалізацію не тільки процесу нітрифікації, але й денітрифікації.