«

»

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЯТЕЛЬНОГО СЛОЯ ВОД ЧЕРНОГО МОРЯ НА ОСНОВЕ СПУТНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Сриберко А.В., Андрианова О.Р., д.г.н., Батырев А.А., к.ф-м.н., Скипа М.И., к.т.н.

Государственное учреждение «Отделение гидроакустики Института геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины».


Введение. Современные спутниковые данные отличаются высоким пространственно-временным разрешением, возможностью информационной засветки обширных акваторий, включая экономические зоны и территориальные воды различных государств, что не всегда доступно контактным методам. Большая часть современных исследований термохалинных характеристик в Черном море с использованием спутниковой информации посвящена их изменчивости на поверхности моря [2, 3, 4, 5], выявлению и анализу трендов, верификации и калибровке спутниковых данных [1, 2, 3], в то время как возможности построения их вертикального распределения на основе дистанционных данных практически не изучены.

На сегодняшний день для решения различных прикладных задач приходится прибегать к косвенным методам определения вертикального распределения температуры и солености воды.

Таким образом, разработка данной методики является актуальной задачей, поскольку она дает возможность оперативно рассчитывать термохалинные характеристики по вертикали в любой точке на акватории Черного моря.

Цель. Целью работы является разработка методики расчета вертикального распределения температуры и солености воды в Черном море на основе спутниковой информации.

Материалы и методы. Исходными для расчетов были климатические, контактные и спутниковые данные. Методика расчетов основывалась на комплексном использовании статистических зависимостей и формулах ЮНЕСКО для расчета скорости звука [6] и солености воды. Расчеты вертикального распределения температуры воды в Черном море проводились по разработанной нами методике на основе спутниковой информации. В основу методики положено использование статистических зависимостей между температурой воды на соседних горизонтах по климатическим данным. Расчеты солености воды по вертикали проводились на основе значений скорости звука, температуры воды и гидростатическому давлению (глубине) в западной части Черного моря.

Значения скорости звука вычислялись по горизонтам с использованием уравнений регрессии.

Основные результаты и выводы. Расчеты температуры воды и скорости звука по вертикали на основе спутниковой информации показали статистически значимые результаты в период весна–осень. Коэффициент корреляции между фактическими измерениями и рассчитанными по спутниковым данным значениями составил 0,89 – 0,99 для этого периода. Среднеквадратическое отклонение для разницы значений скорости звука, рассчитанных по нашей методике и значений формулы ЮНЕСКО, не превышает 1,76 м/с для периода весна — осень (0,63 м/с для июля) Сравнение результатов расчетов солености по вертикали с фактическими значениями показало, что среднеквадратическая ошибка достаточно мала (для июля месяца она составила 0,55‰).

Выполненные исследования показали эффективность разработанной методики как на этапе оценки возможности ее применения с учетом гидрологических условий, так и для последующих расчетов вертикального распределения термохалинных характеристик морской среды по спутниковой информации. Данная методика может быть применима как в Черном море, так и в других регионах Мирового Океана.


Список используемой литературы

  1. Андрианова О.Р. Подспутниковая заверка и интерпретация данных космической съемки морской поверхности / О.Р. Андрианова, А.А. Батырев, М.И. Скипа, А.В. Сриберко // Космічна наука і технологія. – 2004. – Том 10. – № 4. – С.92 – 95
  2. Копелевич О.В. Использование спутниковых данных для исследования и мониторинга морей и океанов / О.В. Копелевич, С.С. Лаппо // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2005. – В.2. – Т. 1. – С.30-39.
  3. Люшвин П.В. Приближение спутниковых карт температуры поверхности воды (ТПВ) к картам ТПВ, построенным по данным контактных наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2005. – В.2. – Т.2. – С.140–144.
  4. Полонский А.Б. Десятилетняя изменчивость температуры и солености в Черном море / А.Б. Полонский, И.Г. Шокурова, В.Н. Белокопытов // Морской гидрофизический журнал. – 2013. – №6 –С.27–
  5. Ginzburg A. I. Sea surface temperature variability / Ginzburg A. I., Kostianoy A. G., Sheremet N. A. // The Black Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry, Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 2008, Vol. 5, Part Q, pp. 255-275, DOI 1007/698_5_067.
  6. Fofonoff N.P. Algorithms for computation of fundamental properties of seawater / N.P. Fofonoff, R.C. Millard Jr. – UNESCO , 1983. – 44 – 50 p.