Актуальность исследований



бет4/5
Дата14.03.2019
өлшемі1 Mb.
түріАвтореферат
1   2   3   4   5

6.3.1. Краткая характеристика заливов

Мурманское побережье изрезано многочисленными губами и заливами разного масштаба и морфологии. Выделяются:



  1. Открытые заливы – широкие, глубокие краевые бассейны с открытым выходом в морскую акваторию;

  2. Губы – узкие, глубокие заливы длиной в первые километры;

  3. Эстуарии – воронкообразные заливы в устьях крупных рек;

  4. Бухты – небольшие, мелководные краевые бассейны, изометричной или воронкообразной формы;

  5. Салмы – узкие проливы между крупными островами и побережьем.

6.3.2. Краткая характеристика гидрологического режима заливов

Гидрологический режим прибрежных вод Мурманского побережья обусловлен ветровым волнением, вдольбереговыми и приливно-отливными течениями, пресным стоком с суши. Среднемноголетняя годовая температура поверхностных вод в центральной части Мурманского побережья составляет 3.8±0.11ºС, среднемноголетняя соленость поверхностного слоя воды – 33.57±0.07‰, ни один погодный фактор не оказывает существенного воздействия на соленость поверхностных вод (Митяев, 2014).



6.3.3. Взвешенное осадочное вещество в заливах

Варангер-фиорд. В центральной части залива концентрация ВВ в летний период года по всей толще воды в среднем составляет 0.55 мг/л (n=27).

Мотовский залив. В центральной части залива в летний период года концентрация ВВ в среднем составляет 1.1 мг/л (n=18). В губах Ура, Ара средняя концентрация ВВ в среднем составляет 1.30 мг/л. В губах Восточная Лица, Титовка средняя концентрация ВВ составляет 1.69 мг/л.

Кольский залив. В Кольском заливе концентрация ВВ в поверхностном слое воды в летний период года в среднем составляет 0.86 мг/л (n=28). Наблюдается закономерное уменьшение концентрации ВВ от южного колена к северному.

Губа Териберка. В центральной части губы Териберка концентрация ВВ в среднем составляет 0.56 мг/л (n=10).

Губы Ярнышная и Дальнезеленецкая. Наиболее детально пространственно-временные изменения концентраций ВВ изучены в губе Ярнышная и губе Дальнезеленецкой, где средние концентрации ВВ изменяются от 0.45 до 1.2 мг/л (n=310).

Таким образом, во всех заливах Мурманского побережья концентрация ВВ низкая, редко превышающая 3 мг/л.



6.3.4. Пространственные изменения концентрации взвешенного вещества

6.3.4.1. Латеральное изменение концентраций взвешенного вещества

Фоновыми значениями для губы Ярнышной являются концентрации ВВ 0.6-1.2 мг/л (вероятность обнаружения 0.628, n=97), в губе Дальнезеленецкой – 0.45-1.05 мг/л (вероятность обнаружения 0.685, n=213). В губе Дальнезеленецкой диапазон изменения концентрации ВВ по площади губы достигает 1.43 мг/л. Распределение концентраций ВВ жестко подчинено общей закономерности: максимальные концентрации ВВ прижаты к бортам залива. В губе Ярнышная диапазон изменения концентрации ВВ по площади губы достигает 2.26 мг/л. По распределению концентраций ВВ в губе выделяется внешняя (формируемая под влиянием открытой акватории моря, с низкими концентрациями ВВ), внутренняя (создаваемая активным влиянием пресных вод) и центральная части (испытывающая влияние морских и внутренних вод).

Изменение концентрации ВВ в латеральном направлении происходит не только при удалении от береговой линии, но и при изменении солености морской воды. Формирование барьерных зон в зонах смешения речных и морских вод детально рассмотрено А.П. Лисицыным (1983) и В.В. Гордеевым (1983). Вдоль оси губы Ярнышной резкие, скачкообразные изменения концентрации ВВ наблюдаются при солености от 1-2 до 17-18‰. При смешение соленых и пресных вод происходит не только повышение концентрации ВВ, но и повышение температуры воды (при соленость 1.5-2.5‰). При солености морской воды выше 20‰ концентрация ВВ в латеральном направлении меняется плавно, а зависимость концентрации ВВ от солености воды слабая.

6.3.4.2. Вертикальное изменение концентраций ВВ

Наиболее часто встречаются два типа распределения ВВ по вертикали. Первый тип – постепенное увеличение концентраций ВВ с глубиной. Второй тип – снижение концентрации ВВ от поверхности к промежуточному горизонту (термоклину), с последующим увеличением концентрации ВВ в придонном слое. Данные типы распределения ВВ по вертикали составляют 85-90% (при n=195) от всех вертикальных распределений ВВ в заливах Мурманского побережья. Что свидетельствует о обогащение придонных горизонтов ВВ и отсутствие промежуточных горизонтов накопления взвесей в толще воды.



6.3.4.3. Запас взвешенного вещества в толще воды

Запас ВВ («валовой») в толще воды определяется тремя факторами: концентрацией ВВ, вертикальным распределением ВВ и глубиной моря. Всегда максимальный запас ВВ приурочен к более глубоководным, осевым частям заливов. Аналогичная картина наблюдается и в губе Чупа Карельского берега Белого моря. Максимальный запас ВВ в губе Ярнышной зафиксирован в августе 2012 г. и составил 66 г над 1 м2 дна. В губе Дальнезеленецкой запас ВВ не превышает 30 г над 1 м2 дна.

В губе Ярнышной и Дальнезеленецкой в «валовом» запасе вещества ВОВ меньше, чем литогенного вещества, что принципиально отличает эти губы от губы Чупа Карельского побережья Белого моря. Так как, скорость сноса терригенного вещества с водоразделов Белого моря выше, чем на Мурманском побережье, то такие различия, вероятно, связаны с разной продуктивностью органического вещества в этих губах.

Таблица 2. Запас и вертикальный поток ВВ в губах Белого и Баренцева морей



Район

Тонн над одним км2 дна

Тонн в сутки на один км2 дна

ВВ

ВОВ

ВЛВ

ВВ

ВОВ

ВЛВ

губа Чупа

18.5±1.0

10.1±0.9

8.4±1.0

1.0±0.1

0.1±0.02

0.9±0.03

губа Ярнышная

19.0±1.9

6.4±0.7

12.6±1.4

2.0±0.4

0.2±0.06

1.8±0.5

губа Дальнезеленецкая

7.7±0.7

2.4±0.2

5.3±0.3

0.7±0.06

0.08±0.03

0.6±0.1

Оценка общего запаса ВВ (и его компонентов) на изучаемых акваториях губ показала, что в губе Ярнышной общий запас ВВ в среднем составляет 66.5±4 тонн (ВОВ – 15.5±2.6 тонн, ВЛВ – 51±4.2 тонн). В губе Дальнезеленецкой общий запас ВВ в среднем составляя 9.6±1.4 тонн (ВОВ – 3±0.4 тонн, ВЛВ – 6.6±0.9 тонны). В губе Чупа общий запас ВВ в среднем составляя 450±21 тонн (ВОВ – 252±20 тонн, ВЛВ – 210±18 тонн).

При нормировании запаса вещества на единицу площади в губе Чупа и губе Ярнышная количество ВВ сопоставимо, но состав ВВ принципиально разный (табл. 2). Губа Дальнезеленецкая стоит обособленно от двух других губ.



6.3.5. Временные изменения концентрации взвешенного вещества

6.3.5.1. Сезонное изменение концентраций взвешенного вещества

В губах минимальные средние концентрации ВВ наблюдаются в осенне-зимний период, максимальные – в весенне-летний сезон. В губах Мурманского побережья межгодовые изменения средних концентрации ВВ летнего периода достигают 30%, в осенний период межгодовых изменений концентрации ВВ не наблюдается.



6.3.5.2. Короткопериодические изменения концентрации взвешенного вещества

Концентрация ВВ за сутки в одной и той же точке губ Ярнышная и Дальнезеленецкая (в летне-осенний период) в среднем изменяется на 16.0±2.8% (n=37). Вероятность изменения концентрации ВВ 0-24% составляет 0.857, изменения более чем на 35% – события единичные. Близкие значения получены и для губы Чупа, где в летне-осенний период концентрация ВВ в среднем изменяется на 19.0±2.7% (n=47).

Не менее интенсивные изменения концентрации ВВ происходят за 3 часа (половина фазы прилива и отлива). В летний период короткопериодические изменения концентрации ВВ в среднем равны 21.7±3.3% (n=39). Аналогичные изменения зафиксированы и на Белом море (губа Чупа) – 17.2±2.3% (n=30).

Таким образом, во всех исследованных губах постоянно происходит перераспределение ВВ как по площади губ, так и в толще воды. В этой связи необходимо отметить, что зафиксировано 3 случая (n=84) отсутствия суточных изменений концентрации ВВ и еще 6 случаев, когда эти изменения не превышали 3%. Такие события составляют 10% от объема выборки.



6.3.6. Факторы, влияющие на концентрацию взвешенного вещества

Анализ гидрологических и метеорологических факторов, влияющих на временные изменения концентрации ВВ, показал, что универсальным фактором являются приливоотливные течения. В прилив содержание ВВ понижается, в отлив – увеличивается. Вторым фактором выступает соленость морской воды. В губе Дальнезеленецкой выявлена отрицательная корреляционная связь концентрации ВВ с соленостью морской воды (rсп=-0.63, n=99, р=0.99). В губе Ярнышной концентрация ВВ имеет положительную корреляционную связь с соленостью морской воды (rсп=0.36, n=48, р=0.99). Третий фактор – температура воды. В губе Дальнезеленецкая концентрация ВВ имеет положительную корреляционную связь с температурой морской воды (rсп=0.53, n=99, р=0.99). В губе Ярнышной концентрация ВВ имеет отрицательную корреляционную связь (rсп=-0.41, n=48, р=0.99) с температурой морской воды. Четвертый фактор – скорость ветра. На Мурманском побережье концентрация ВВ в фотическом слое воды имеет положительную корреляционную связь со скоростью ветра (rсп=0.56, n=16, р=0.95). Пятый фактор ‒ количество атмосферных осадков. Слабая положительная корреляционная связь концентрации ВВ и количества атмосферных осадков выявлена в губе Дальнезеленецкая (rсп=0.24, n=40, р=0.95). Аналогичные зависимости получены для губы Чупа.

Анализируя факторы, влияющие на концентрацию ВВ в морской воде, становится очевидным, что отсутствие временных изменений концентрации ВВ – явление практически невероятное. Даже температура приземного слоя воздуха влияет на концентрацию ВВ в фотическом слое воды (губа Ярнышная rсп=-0.77, n=16, р=0.95).

6.3.7. Результаты исследования взвешенного вещества в заливах Мурманского побережья

В целом в заливах Мурманского побережья отмечается низкая концентрация ВВ, редко превышающая 3 мг/л. Высокие концентрации ВВ (до 6.41 мг/л) выявлены при солености около 2‰.

По результатам исследований ВВ в заливах Мурманского побережья и прибрежной акватории Баренцева моря можно наметить три типа районов с разным поведением и концентрацией ВВ.


  1. Районы Iого типа – фиорды и широкие открытые глубоководные заливы с большим пресным стоком (Варангер-фиорд, Кольский и Мотовский заливы). Средняя концентрация взвеси более 0.8 мг/л.

  2. Районы IIого типа – небольшие губы и бухты с незначительным пресным стоком (губы Териберка, Ярнышная и Дальнезеленецкая). Средняя концентрация взвеси 0.5-0.8 мг/л.

  3. Районы IIIого типа – прибрежные акватории моря с глубинами более 100 м. Средняя концентрация взвеси менее 0.5 мг/л.

В среднем в заливах и береговой зоне Мурманского побережья постоянно в толще воды находится 2-5·102 тыс. тонн взвешенного вещества.

6.4. Вертикальный поток осадочного вещества в заливах Мурманского побережья

Исследования вертикальных потоков вещества в двух губах Мурманского побережья (Дальнезеленецкой и Ярнышной) выявили достаточно существенные различия значений потока вещества в зависимости от геоморфологических и гидрологических особенностей заливов.



Губа Дальнезеленецкая:

Впадина бухты Оскара. В бухте средние значение вертикального потока составляют 1.5±0.34 г·м-2·сут-1. Наиболее часто значения вертикального потока в бухте меняются в интервале 0.55-1.3 г·м-2·сут-1, вероятность – 0.542.

В течение 13 лет летние значения потока вещества в бухте Оскара изменялись циклично. Первый цикл 2003-2009 гг., с максимумом в 2006 г., второй 2009-2014 г. с максимумом в 2012 г. В целом после 2006 г. фиксируются низкие значения потока вещества. Высокие значения потока в 2012 г. совпадают со временем перестройки литоральной зоны.

Наиболее высокие значения потока фиксируются в зимний период (в среднем >4.7 г·м-2·сут-1). В летний и осенний периоды значения потоков вещества в среднем <1 г·м-2·сут-1. Низкие значения потока вещества фиксируются в весенний период (в среднем 0.6 г·м-2·сут-1). Таким образом, в период максимальной поставки осадочного вещества происходит его транзит через бухту.

Бухта Дальний пляж. В бухте Дальний пляж среднее значение вертикального потока вещества составляет 2.05±0.57 г·м-2·сут-1. Наиболее часто значения вертикального потока в бухте меняются в интервале 0.25-1.25 г·м-2·сут-1, вероятность – 0.555.

В течение 10 лет значения потока вещества в летне-осенние периоды изменялись незначительно, кроме 2010 г. и 2012 г. Наиболее высокие значения потока вещества фиксируются в зимний период (в среднем 6.4 г·м-2·сут-1). В весенний и осенний периоды значения потоков вещества в среднем около 1.4 г·м-2·сут-1. Наиболее низкие значения потока вещества фиксируются в летний период (в среднем менее 1.25 г·м-2·сут-1). Таким образом, в бухте Дальний пляж сезонная динамика вертикального потока вещества отличается от потока в бухте Оскара главным образом в отношении весеннего периода.



Район Центрального плато. В центральной части губы расположено поднятие морского дна, где значения вертикального потока вещества в среднем 1.08±0.45 г·м-2·сут-1. Наиболее часто значения вертикального потока меняются в интервале 0.15-0.75 г·м-2·сут-1, вероятность – 0.696.

Можно выделить двухгодичные изменения значений потока вещества (2006-2007, 2008-2009, 2010-2011 гг.), которые формируют единый шестилетний цикл. После аномального 2012 г. значения потока вещества низкие и достоверно не отличаются. Наиболее высокие значения потока вещества фиксируются в зимне-весенний период в среднем >6.2 г·м-2·сут-1. Наиболее низкие – в летний период (в среднем <0.55 г·м-2·сут-1).

Выявляется принципиальное отличие между вертикальным потоком вещества в бухтах губы и на разделяющем их поднятии – уменьшение значений потока в летний период на Центральном плато, при увеличении аналогичных значений в бухтах.

Среднемноголетние показатели вертикального потока вещества по губе Дальнезеленецкая:



  • среднегодовые – 1577±249 мг·м-2·сут-1 (n=92),

  • среднезимние – 4075±1759 мг·м-2·сут-1 (n=11),

  • средневесенние – 895±450 мг·м-2·сут-1 (n=6),

  • среднелетние – 1001±232 мг·м-2·сут-1 (n=51),

  • среднеосенние – 1116±244 мг·м-2·сут-1 (n=24).

Перестройка литоральной и верхней сублиторальной зон губы, произошедшая в 2012 г., фиксируется в вертикальном потоке во всех частях губы. Следовательно, значения потока могут служить критерием экологической устойчивости прибрежных акваторий, причем сигнал о возможных изменениях был получен за два года до преобразования губы.

Губа Ярнышная:

В центральной котловине губы Ярнышная среднемноголетние значения вертикального потока составляют 4.09±0.68 г·м-2·сут-1. Наиболее часто значения вертикального потока меняются в интервале 1.6-2.8 г·м-2·сут-1, вероятность – 0.438. В 2010 г. и 2012 г. происходит резкое увеличение весовых значений потока. Межсезонные различия весовых значений потока вещества не выходят за пределы доверительных интервалов.

Рис. 14. Вертикальные потоки вещества в губе Ярнышной. А – вдоль оси губы, Б – вкрест оси губы

Изучение вертикальных потоков вещества по оси губы Ярнышной показали, что значения потока вещества на ригелях значительно ниже, чем в центральной котловине губы (рис. 39). Наиболее низкие значения потока фиксируются на внутреннем ригеле (в среднем 399±71 мг·м-2·сут-1). На внешнем ригеле средние показатели потока вещества составляют 1.7±0.7 г·м-2·сут-1.

Значения потока вещества у бортов залива ниже, чем в осевой части котловины (рис. 14). В западном борту залива средние значения потока вещества составляют 2.23±0.69 г·м-2·сут-1. В восточном борту – 0.51±0.05 г·м-2·сут-1.

Среднемноголетние показатели вертикального потока в губе Ярнышная:


  1. среднегодовые – 2973±488 мг·м-2·сут-1 (n=18),

  2. средние зимне-весенние – 3099±359 мг·м-2·сут-1 (n=2),

  3. среднелетние – 2831±626 мг·м-2·сут-1 (n=12),

  4. среднеосенние – 2855±612 мг·м-2·сут-1 (n=4).

Таким образом, по всей губе Ярнышная латеральные изменения значений потока вещества значительно более значимые, чем временные изменения. В целом значения потока вещества в губе Ярнышная в два раза выше, чем в губе Дальнезеленецкой.

Губа Чупа (Карельский берег Белого моря).

В центральной котловине губы среднемноголетние значения вертикального потока составляют 2.51±0.27 г·м-2·сут-1. Наиболее часто значения вертикального потока меняются в интервале 1.6-3.4 г·м-2·сут-1, вероятность – 0.691. В целом отмечается увеличение значений потока от летнего к осеннему периоду, с последующим снижением значений потока в подледных условиях.

Самые низкие значения потока по оси губы фиксируются во внешней области – 986±209 мг·м-2·сут-1, что 1.5-3 раза меньше, чем во внутренней части губы. Значения потока вещества в бухтах и бортах губы значительно ниже, чем в осевой части. В северном борту губы средние значения потока вещества составляют 797±180 мг·м-2·сут-1, в южном – 442±85 мг·м-2·сут-1. В бухтах губы средние значения вертикального потока составляют 382±70 мг·м-2·сут-1, что сопоставимо с потоком вещества в южном борту губы.

Среднемноголетние показатели вертикального потока вещества в губе Чупа:



  • среднегодовые – 1250±155 мг·м-2·сут-1 (n=86),

  • среднезимние – 972±155 мг·м-2·сут-1 (n=7),

  • среднелетние – 1300±205 мг·м-2·сут-1 (n=60),

  • среднеосенние – 1200±150 мг·м-2·сут-1 (n=19).

В целом значения потока вещества в губе Чупа ниже, чем в губах Мурманского побережья.

6.4.1. Сравнение вертикальных потоков вещества в губах Мурманского побережья с губой Чупа Карельского берега Белого моря

Первое, что необходимо отметить, это высокие годовые значения вертикального потока вещества по всем изученным губам, по сравнению с открытыми акваториями моря (Лисицын и др., 1994, Навигацкий, Шевченко, 2006). Значения потоков в губе Чупа и губе Дальнезеленецкой близки, но резко отличаются значения зимних периодов, несомненно, это связано с разными условиями осадконакопления.

Сезонные изменения весовых показателей вертикального потока губы Ярнышной и губы Чупа схожи между собой малым диапазоном изменений, возможно, это связано с морфологией губ.

Минимальные показатели вертикального потока выявляются в губе Чупа, что вероятно, связано с масштабом губы, так как здесь условия седиментации ближе к открытой акватории моря. Максимальные показатели вертикального потока вещества фиксируются в губе Ярнышной, где содержится максимальное количество литогенного вещества (на единицу площади).

Тогда, можно предположить, что на объем осаждаемого вещества оказывают влияние три фактора: морфология и масштаб краевого бассейна, и запас литогенного вещества в толще воды.

6.4.2. Соотношение запаса взвешенного вещества и вертикальных потоков вещества

В губе Ярнышной относительно высокие значения потока вещества фиксируются в западном борту, центральном и внешнем районах губы. Наблюдается устойчивое увеличение доли ВОВ в вертикальном потоке от котловины в осевой части губы Ярнышной во всех направлениях.

В губе Чупа максимальные значения вертикального потока вещества фиксируются во внутренней и центральной части губы. Наблюдается закономерное снижение доли органического вещества в вертикальном потоке от бухт к бортам и далее к осевой части губы.

В губе Дальнезеленецкая наблюдается равномерное распределение значений вертикального потока вещества и увеличение доли органического вещества в вертикальном потоке от бухт к мелководному плато.

При общем сходстве вертикального потока вещества в губе Ярнышная и губе Чупа отмечается и принципиальное отличие.

Сходство:



  1. Близкий состав вещества, участвующего в вертикальном потоке;

  2. Снижение доли ВОВ в вертикальном потоке в направлении наиболее глубоководных частей губы;

  3. Снижение значений вертикального потока, где вода движется под действием силы Кориолиса в направлении устьевых частей губ.

Различие:

  1. Вертикальный поток во внутренних областях губ: в губе Чупа во внутреннем районе происходит основное осадконакопление, в губе Ярнышной внутренний район – это область транзита вещества.

Сравнение «валовых» запасов ВВ, ВОВ и ВЛВ с их количеством, осевшем в МСЛ, позволяет определить долю каждого компонента ВВ, участвующего в осадконакоплении (рис. 15).

В губе Ярнышной в среднем по акватории губы осаждается 7.5±1.2% ВВ, 4.4±1.1% ВОВ и 8.8±3.0% ВЛВ. Четко выделяется зона транзита вещества – из внутреннего района через восточный борт к открытой акватории моря.

В губе Чупа в среднем по изучаемой части губы осаждается 7.0±1.0% ВВ, 1.4±0.3% ВОВ и 11±0.9% ВЛВ. Четко выделяется два направления уменьшения интенсивности осадконакопления: с запада на восток и от осевой глубоководной части к бортам и бухтам губы. В устьевой части губы осадконакопление практически не происходит.

Рис. 15. Доля осаждающегося вещества от запаса этих компонентов в толще воды.

А – губа Ярнышная, Б – губа Чупа, В – губа Дальнезеленецкая.

Наиболее парадоксальная ситуация наблюдается в губе Дальнезеленецкой. В среднем по акватории губы осаждается 2.8±0.3% ВВ, 0.9±0.1% ВОВ и 4.6±1.1% ВЛВ. При этом, однако, зафиксировано импульсное осаждение вещества в зимне-весенний период 2011-2012 гг., когда в среднем отложилось 37.4±17.9% ВВ (n=6), 3.9±2.5% ВОВ и 42.4±12.1% ВЛВ, а в районе бухты Дальнего пляжа на дно поступило около 73% ВВ. В целом губа Дальнезеленецкая это область транзита вещества, хотя осадконакопление в ней не прерывается.




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет