РАЗДЕЛ 2
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ТЕЧЕНИЙ У КРЫМСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ, В КЕРЧЕНСКОМ ПРОЛИВЕ И В РАЙОНЕ АРХИПЕЛАГА АРГЕНТИНСКИЕ ОСТРОВА (МЕСТО РАСПОЛОЖЕНИЯ УКРАИНСКОЙ АНТАРКТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ "АКАДЕМИК ВЕРНАДСКИЙ")
2.1. Дополнительные функции КПК, как средства для оперативной оценки характеристик течений в навигационном слое моря
В течение 1997-2004 г.г. у западного побережья Азовского моря и на отдельных участках побережья Крыма, в районах Судакской бухты, Ялты, Симеиза, на участке между мысом Сарыч и поселком Кацивели, а также в бухтах Ласпи, Балаклавской и у побережья Севастополя Институтом биологии южных морей НАН Украины и Севастопольским государственным гидрографическим предприятием велись океанографические экспериментальные исследования. Их целью было проектирование, постановка и дальнейшее развития серии марикультурных (мидийных) хозяйств.
Для выбора площадок постановки основных якорных систем и несущих конструкций будущих мидийных ферм, прямоугольными галсами, ориентированными примерно по нормали к береговой черте, были проведены массовые прецизионные промеры дна. В ходе выполнения промерных работ предпринимались попытка расчета системы прибрежных течений исследуемых акваторий, используя возможности КПК. Речь идет о достаточно точном определении (при помощи включенной в функциональную схему КПК системы GPS) суммарного сноса судна под влиянием течений и ветра в процессе его перемещения на галсах исследуемых полигонов.
Векторы течений на поверхности моря рассчитывались на базе известного навигационного метода [21], основанного на знании вектора суммарного сноса судна и данных об истинном ветре.
,
где - вектор течения,
- вектор суммарного сноса судна,
- вектор ветра,
? - коэффициент парусности судна.
Данный достаточно надежный и широко распространенный в прошлом в навигации и океанографии метод, использовался известными мореплавателями и океанологами различных стран. Как известно, при его помощи были открыты многочисленные крупномасштабные системы течений Мирового Океана. Не так давно этот метод, например, был применен Ричардсоном [22] для исследования структуры и закономерностей сезонного цикла крупномасштабной системы экваториально-тропических течений в Атлантическом океане.
Практика использования КПК в Черном и Азовском морях для определения системы течений в верхнем слое вод в ходе промерных работ выявила мощную дополнительную функцию комплекса, заключавшуюся в возможности достаточно точного и оперативного определения скорости и направления полного вектора течения на ходу судна на основе навигационного метода. В связи с этим программное обеспечение КПК было дополнено блоком расчета и графического представления векторов течений на поверхности моря, которые рассчитывались в ходе каждой гидрографической съемки. Это введение существенно расширило возможности комплекса, как аппаратурного измерительного средства, что позволило использовать его для решения широкого круга задач прикладной океанографии.
Так, например, для оценки динамики вод на участках крымского побережья с целью дальнейшего развития здесь мидийных ферм [23]. Для исследования течений в практически неизученном с позиций океанографии районе архипелага Аргентинские острова, где расположена Украинская антарктическая станция "Академик Вернадский". В целях оперативного поиска скоплений криля в традиционных районах промысла этого рачка, в морях Скотия и Уэдделла, в районе дуг Южных Шетландских и Южных Оркнейских островов [24].
Ниже рассмотрены результаты этих исследований.
2.2. Течения прибрежной зоны Крыма
При анализе схем векторов течений на поверхности моря, полученных при помощи КПК в 1997-2004 годах на участке побережья Крыма между Судакской бухтой и Севастополем, оказалось, что они хорошо согласуются с данными измерений течений, периодически выполнявшихся инструментально в отдельных точках исследуемого побережья. К тому же полученные при помощи КПК схемы течений достаточно хорошо укладывались в известные представления о закономерностях вдольбереговой циркуляции вод у Крымского полуострова [25-48], связанными с преобладающим влиянием в системе прибрежных течений струи Основного Черноморского течения (ОЧТ).
Вместе с тем, схемы течений, рассчитанные навигационным методом при помощи КПК, выявили довольно устойчивое по направлению струи прибрежных течений, направление которых было противоположным направлению ОЧТ. Скорость этих течений, как правило, не превышала 5 см/с.
Также был обнаружен ряд закономерностей в структуре прибрежной циркуляции, которые не отмечены в литературе; выделены типовые динамические ситуации у Крымского полуострова.
Показано, что система течений в бухтах качественным образом отличается от течений открытых "прямолинейных" участках побережья Крыма.
Анализ исходных данных для каждого из рассматриваемых и более или менее обеспеченных наблюдениями за течениями локальных участков побережья, а также схем течений, рассчитанных при помощи КПК, позволил выявить целый ряд разнообразных динамических ситуаций. В результате их обобщения все многообразие векторных полей на поверхности моря для открытых участков Крымского побережья, от Севастополя до Судака, было сведено к трем условным типовым картинам (рис. 2.1).
Ситуация 1. В этом случае динамика вод определяется струей Основного Черноморского течения (ОЧТ), стрежень которого расположен, примерно, над глубинами 50-70 м. Скорость в стрежне течения 40-60 см/с. Вдоль берега наблюдается узкая струя слабого (скорость не более 5-8 см/с) прибрежного течения, направление которого противоположно направлению ОЧТ.
Ситуация 2. Основная струя ОЧТ прижата к берегу. Ее стрежень находится над изобатами 20-50 м, а скорость в нем достигает 50-60 см/с. Динамика вод определяется сравнительно кинематически однородным в меридиональных сечениях потоком преимущественно западного направления. В данной ситуации, как и в предыдущей, также присутствует узкая с