РАЗДЕЛ 2
ВОЗМОЖНОСТЬ КОНТРОЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ВОД И ПЕРЕНОСА ВЗВЕШЕННОГО ВЕЩЕСТВА В КЕРЧЕНСКОМ ПРОЛИВЕ НА БАЗЕ СПУТНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ. ИЗМЕНЕНИЯ В СИСТЕМЕ
ТЕЧЕНИЙ ПРОЛИВА, ВЫЗВАННЫЕ СООРУЖЕНИЕМ
ТУЗЛИНСКОЙ ДАМБЫ
В настоящем разделе на основе совместного анализа спутниковых снимков в видимом диапазоне, инструментальных контактных наблюдений за течениями, оптическими свойствами вод и загрязняющими веществами, продемонстрирована возможность идентификации и отслеживания системы течений, загрязненных участков, а также источников и путей переноса взвешенного вещества в Керченском проливе на базе спутниковой информации. Рассмотрены изменения в некоторых параметрах состояния экосистемы Керченского пролива, вызванные сооружением тузлинской дамбы.
Выявлено, что воды Черного и Азовского морей обладают различными оптическими свойствами. Это позволяет надежно идентифицировать их на спутниковых снимках, отслеживать динамику локальных течений, определять возможные источники и пути распространения взвешенного вещества, участки загрязнения нефтепродуктами и органикой антропогенного происхождения.
Отмеченное выше свойство (различие в оптических характеристиках и, в частности, в природной цветности вод азовского и черноморского происхождения) для идентификации системы течений со спутника в рассматриваемом регионе использовано впервые. В более ранних работах [49-53] при исследовании течений в Черном море на базе спутниковой информации применялись сведения по альтиметрии и результаты слежения за дрифтерами.
На основе анализа имеющейся в нашем распоряжении информации показано, что строительство дамбы в Керченском проливе повлекло за собой ряд негативных последствий, связанных с качественными изменениями циркуляции вод, общей интенсификацией системы течений, эрозией острова Тузла, заносимостью Керченской бухты.
Используемые в настоящем разделе спутниковые снимки предоставлены старшим научным сотрудником отдела спутниковой гидрофизики МГИ НАН Украины, кандидатом физико-математических наук С.В. Станичным, за что автор выражает ему благодарность. Вся спутниковая информация принята с ИСЗ TERRA, сканер MODIS, комбинация каналов 1 и 2, разрешение 250 м для акватории прилива и 15 м для района острова Тузла.
Наблюдения над течениями в подспутниковых экспериментах, которые анализируются в настоящем разделе, были выполнены при помощи автономных регистраторов течений МГИ-130. В ходе каждого эксперимента данный прибор вывешивался с борта маломерного заякоренного судна. Регистрация течений на каждой из станций в северной части Керченского пролива осуществлялась на двух горизонтах - у поверхности и у дна с дискретностью 1 минута. Экспозиция прибора - от 10 до 30 минут.
При составлении схем циркуляции вод в проливе привлекались данные по течениям, заимствованные из работ А.А.Саркисова и А.А.Щипцова (ссылки далее по тексту), которые были получены, главным образом, навигационным методом в ходе производства гидрографических работ после строительства тузлинской дамбы.
2.1. Особенности термохалинной структуры и оптических свойств вод, взаимодействующих в Керченском проливе. Некоторые характеристики загрязнения вод. Течения и взвесь, возможность их идентификации со спутника.
Анализ многочисленных спутниковых снимков акватории Керченского пролива, а также отдельных контактных (синхронных со спутниковыми наблюдениями) определений оптических характеристик поверхностных вод, свидетельствует о том, что воды Азовского и Черного морей, которые взаимодействуют в проливе и определяют его локальную систему течений, существенным образом отличаются своими оптическими свойствами и, в частности, природной цветностью [12-15].
Для вод Азовского моря, содержащих высокие концентрации взвешенного вещества, типична повышенная мутность и собственная цветность. На цветных спутниковых снимках воды Азовского и Черного морей отчетливо различаются цветовой гаммой (рис. 2.1). На черно-белых снимках они имеют соответственно белый (иногда серый) и черный цвет. Причем яркость белой окраски прямо пропорциональна концентрации суммарного взвешенного вещества в верхнем слое вод (см. рис. 2.5, 2.9-2.11). Это свойство, позволяющее выделять соответствующие потоки на спутниковых снимках и отслеживать динамику локальных течений, а также определять источники и пути распространения взвешенного вещества в Керченском проливе, использовано в настоящем разделе.
Для доказательства обозначенных закономерностей ниже приведен анализ серии океанографических экспериментов, которые были реализованы в 2003-2005 годах на акватории Керченского пролива при непосредственном участии автора.
Район контактных океанографических исследований - Керченская бухта и северная часть Керченского пролива (рис. 2.2). Эмпирические сведения, полученные в ходе указанных экспериментов, содержат информацию о векторах течений на поверхности и в придонном слое, о полях температуры, солености, гидрохимических элементах, оптических свойствах вод, концентрации некоторых загрязняющих веществ. Из семи съемок для комплексного анализа были отобраны две (эксперименты, проведенные 11 ноября 2004 г. и 15 мая 2005 г.), реализованные при безоблачном небе. Подбор был произведен таким образом, чтобы съемки отражали типичные для пролива динамические ситуации; первая была выполнена при генеральном переносе вод из Черного моря в Азовское, вторая - когда наблюдался поток вод из Азовского моря в Черное. Каждому из этих экспериментов в отделе спутниковой гидрофизики МГИ НАН Украины были подобраны соответствующие космические снимки в видимом диапазоне.
Рассмотрим каждую из ситуаций более детально. При этом начнем с более поздней съемки, так как она оказалась наиболее информативной в плане комплексности подспутникового океанографического эксперимента.
Ситуация, зафиксированная 15 мая 2005 г.
Течения. Анализ схем течений для верхнего и придонного слоев вод показал следующее. Генеральный перенос вод в проливе был направлен