Введение к работе
Актуальность. Исследование изменчивости гидрофизических полей - одна из основных задач современной океанологии. Особую актуальность подобные исследования приобретают в районах имеющих важное народнохозяйственное значение. Зона Курильской островной дуги представляет собой район интенсивного промысла и судоходства. Этот район весьма сложен в океанологическом отношении. Сложность гидрологической обстановки обусловлена наличием зоны обмена через Курильские проливы вод различной структуры (Тихий океан - Охотское море), переносимых разнонаправленными потоками прикурильских течений Охотского моря и Тихого океана. До настоящего времени нет достаточно полного представления о формировании и структуре термохалинных полей района Курильских островов, нет единого мнения о роли отдельных проливов в водообмене между Тихим океаном и Охотским морем. Остается открытым вопрос - в какой степени водообмен между морем и океаном определяет термохалин-ные характеристики вод районов прилегающих к зоне Курильских островов. Также остается недостаточно ясным такой важный здесь для судоходства вопрос - насколько сложная гидрологическая структура вод района Курильских островов влияет на гидроакустические свойства вод района. Все эти вопросы требуют специального рассмотрения, что и составило цель данной работы.
Задачи исследования. Решались следующие задачи:
-
Исследование структуры и циркуляции вод основных Курильских проливов (IV Курильский, Крузенштерна, Буссоль, Фриза) на основе материалов современных экспедиционных исследований.
-
Пространственное гидрологическое районирование зоны Курильских проливов и прилегающих районов на основе анализа значительного объема материалов исследований отечественных и японских экспедиций.
-
Выявление особенностей гидроакустической структуры вод (в частности - поля скорости звука), соответственно особенностям термохалинной структуры вод региона.
Новизна. В работе получены следующие новые результаты: а) впервые проведено исследование структуры и циркуляции вод зоны всех основных курильских проливов; обнаружено формирование более сложной,чем полагалось ранее, гидрологической структуры вод, проявляющееся в неоднозначности трансформации вод на шельфе островов (воды, имеющие характерные признаки курильской разновидности субарктической структуры вод - отрицательные аномалии
температуры и положительные аномалиями солености на поверхности в теплое полугодие, мощные и слабо выраженные промежуточные слои, сглаженные экстремумы промежуточных водных масс, в том числе положительная аномалия минимальной температуры ), на мелководье (гомогенизированные воды) и глубоководных областях проли-вов(хорошо стратифицированные воды); установлено, что при вихре-образовании и фронтогенезе в процессе контакта прикурильских течений происходит изменение положения границ и экстремумов промежуточных слоев, локализация однородных ядер минимальной температуры холодного промежуточного слоя; выявлена зависимость формирования структуры вод в зонах проливов от изменчивости водообмена вод в проливах, связанном с направлением потоков циркуляции вод этих зон;
б) впервые проведена типизация вертикальных термохалинных
структур вод всего региона Курильских островов; выделено пять раз
новидностей (или типов) структуры вод с соответствующими индекса
ми водых масс: тихоокеанский тип субарктической структуры, охото-
морский тип, южной части Охотского моря, зоны Курильских проливов,
зон мелководья, разделяющиеся фронтальными зонами различной
интенсивности; определены области распространения выделенных
типов структуры вод;
в) обнаружено, что картина гидрологического районирования ак
ватории Курильских проливов и прилегающих зон Охотского моря и
Тихого океана не является устойчивой из-за сложных гидрологических
условий рассматриваемого региона - распространение того или иного
типа структуры вод определяется интенсивностью развития того или
иного звена системы течений района, в значительной степени завися
щей от климатических условий;
г) получены новые сведения о гидроакустической структуре вод
зон основных Курильских проливов - обнаружено, что для зоны проли
вов характерны отрицательные аномалии скорости звука на поверх
ности, расширение границ плоскослоистого волновода, сглаженные
экстремумы кривой вертикального профиля скорости звука, "размыв"
оси звукового канала; в гомогенизированных водах зоны мелководья
наблюдается разрушение звукового канала вплоть до его исчезнове
ния;
д) впервые проведено исследование гидроакустической структу
ры всего региона Курильских островов соответственно выделенным
типам термохалинной структуры вод; выявлены особенности форми
рования поля скорости звука в каждой из выделенных модификаций
структур вод; определены характерные, соответствующие различным
структурам, формы вертикальных кривых скорости звука; установлено, что в зоне проливов и прилегающих районах наряду с плоскослоистыми волноводами формируются трехмерные акустические волноводы.
Практическая значимость. Ценность работы состоит:
Во-первых, в получении значительного объема справочного материала по гидролого-акустической структуре вод зоны Курильских проливов и прилегающих районов Охотского моря и Тихого океана (определении численных термохалинных индексов водных масс, слагающих вертикальную структуру вод, областей распространения различных типов структуры вод, определении строения и характеристик поля скорости звука соответствующих различным модификациям вертикальной структуры вод региона) весьма полезного при планировании промысла в исследуемом районе и в навигации.
Во-вторых, сделанные в работе выводы о наличии тесной связи пространственного распространения различных модификаций вертикальной структуры вод с изменчивостью интенсификации того или иного звена в системе течений региона ( в свою очередь зависящей от климатических условий региона), могут послужить фундаментом для гидрометеорологического прогнозирования.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на международном совещании ПАИСЕС (PICES) по Охотскому морю в г.Владивостоке в 1995г., на ежегодных научных конференциях в ТОЙ ДВО РАН в 1994, 1995гг., семинарах отделения океанологии ТОЙ ДВО РАН в 1994, 1995гг.
Фактический материал. В работе использованы материалы гидрологических наблюдений над термохалинными полями в зоне Курильских проливов и прилегающих районах Охотского моря и Тихого океана: 1) экспедиций ТОЙ ДВО РАН в 1989-1991гг.(данные получены современной зондирующей аппаратурой на гидрологических полигонах с дискретностью станций 5-7 миль и глубиной измерений до 1200м или до дна); 2) ТИНРО, 1980-1988гг., в Южно-Курильском районе (наблюдения проводились на ряде стандартных гидрологических разрезов и полигонов с сеткой станций на расстоянии 5-7 миль до глубины 200м); 3) морских метеорологических и океанографических наблюдений, опубликованных японским метеорологическим Агенством "The results of Marine Meteorological and oceanographical observations", Published by Japan Meteorological Agency, 1963-1972), (гидрологические измерения проводились на разрезах со станциями 5-Ю миль вдоль Курильской островной гряды , а также через проливы, максимальная глубина измерений - от 1200 до 4000м, минимальная - до дна в мелководных районах).
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации составляет 101 страницу, включая 18 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 48 источников, из них 39 русскоязычных.
