Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Солевой состав вод замкнутого Каспийского моря отличается от океанского. Поэтому, применение международных уравнений состояния для этого водоема приводит к большой погрешности. В настоящее время практикуется расчет солености и плотности вод Каспия по содержанию одного из ионов - хлора. Однако, применение в данном случае гипотезы о квазипостоянстве солевого состава далеко не всегда может обеспечить надежный результат, особенно при изучении обширных опресненных акваторий моря, характеризующихся изменчивым гидрологическим режимом.
Качественное улучшение определений солености и плотности вод Каспия подразумевает использование в роли непосредственно измеряемого параметра относительной электропроводимости, которая в отличие от хлорности представляет интегральную характеристику морской воды. Как свидетельствует опыт исследования океана, такой подход позволяет значительно повысить точность океанологических работ. Кроме того, электропроводимость измеряется in situ с помощью CTD-зондов. все более широко, но пока необоснованно использующихся на Каспии. Активное внедрение в океанологическую практику электросолемеров и CTD-зондов невозможно без новейших данных 'О соотношениях хлорность/относительная электропроводимость/соленость/плотность в каспийской воде и разработки на их основе алгоритмов расчета солёности и плотности по электропроводимости.
Создание современной методической основы получения солености и плотности вод Каспийского моря подразумевает исследование изменчивости концентраций основных солеобразующих компонентов и ее связи с колебаниями стока, минерализацией рек и сезонными процессами в море. При этом необходимо учитывать, что морская вода -это сложная физико-химическая система с характерными свойствами и процессами, которые ввиду своеобразия гидролого-гидрохимических
- 4 -условий Каспийского моря могут иметь большое значение для формирования солевого состава его вод.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - изучение пространственно-временной изменчивости и особенностей солевого состава вод Каспийского моря, научное обоснование и разработка новой, отвечающей современным требованиям методики определения их солености и плотности.
Для достижения поставленной цели в рамках диссертации были сформулированы следующие конкретные задачи:
на основе общего комплексного подхода к изучению солевого режима морей и с учетом физико-химических особенностей вод Каспийского моря разработать методическую базу исследования их солевого состава;
изучить поведение главных компонентов солевого состава каспийских вод в условиях нестабильного уровенного режима;
исследовать пространственную и внутригодовую изменчивость солевого состава каспийских вод и оценить масштабы погрешности расчетов солености и плотности, определяемые непостоянством солевого состава;
рассчитать параметры уравнений состояния для вод Каспийского моря, соответствующие основным международным стандартам.
Работа выполнена в рамках ГНТП "Мировой океан", проекты "Моря России", "Морские устья и геохимические барьеры", ряда тем ЦНТП Росгидромета "Исследования Арктики и Антарктики, гидрометеорологического режима Мирового океана и морей России", проекта РФФИ "Исследование иерархий водно-солевых систем природных вод и описание их термодинамического состояния".
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: 1. Применение гипотезы о постоянстве межионных соотношений для исследований Каспийского моря, требующих большой точности, не всегда оправдано, так как солевой состав его вод подвержен значительно большей изменчивости, нежели солевой состав
- 5 -вод океана.
-
Для уменьшения методической ошибки определения солености и плотности каспийских вод рекомендуется использовать в качестве базового параметра океанологических расчетов относительную электропроводимость, а не концентрацию одного из ионов.
-
На основе совместного применения теоретических и экспериментальных методов анализа физико-химических характеристик воды получены отвечающие современным требованиям уравнения состояния вод Каспийского моря.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы определяется следующим:
применен комплексный научно-методический подход к всестороннему изучению солевого состава вод Каспийского моря, ' сочетающий универсальные методы исследования водоемов морского типа с учетом специфики объекта;
исследовано поведение солевого состава каспийских вод в пределах всего природного диапазона их минерализации, установлены границы применимости гипотезы о квазипостоянстве солевого состава;
оценена степень консервативности основных ионов солевого состава каспийской воды и численно описаны их соотношения в широком диапазоне солености;
впервые основной солевой состав каспийских вод исследован с помощью статистических методов, что стало возможным благодаря созданию обширного и цельного массива данных по солевому составу;
впервые изменения солевого состава вод Каспийского моря сопоставлены с колебаниями речного стока и ходом уровня;
исследована внутригодовая и региональная изменчивость солевого состава каспийских вод:
впервые получены параметры уравнений состояния вод Каспийского моря, сопоставимые с современными требованиями океаноло-
гии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные в работе результаты могут быть применены для следующих практических целей:
расчет солености, плотности, концентраций компонентов солевого состава каспийских вод при экспедиционных, экспериментальных и модельных исследованиях моря;
расчет плотности каспийских вод по полному солевому составу для учета непостоянства межионных соотношений;
приведение к единому сопоставимому виду разновременных данных по солености и плотности;
прогноз состояния солевой системы Каспия при сильных изменениях объема моря.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались на IX научной конференции по промысловой океанологии (Калининград. 1993), на Всероссийской научной конференции "Экосистемы морей России в условиях антропогенного пресса" (Москва, 1994), на семинарах отдела гидрологии морей и морских устьев рек ГОИН (1995), лаборатории гидрохимии эпиконтинентальных морей ГОИН (1996). на научном семинаре кафедры океанологии географического факультета МГУ (1996).
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 189 страниц, включая список литературы из 126 названия (44 - иностранные), 19 таблиц, 32 рисунка.
