MODERN SPATIAL-TEMPORAL VARIABILITY OF UPWELLING IN THE NORTH-WESTERN BLACK SEA AND OFF THE CRIMEA COAST
https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-4-96-108
Abstract
The processes of development and transformation zones of the wind upwelling in the north-western Black Sea and off the coast of Crimea in the warm season (May-October) are analyzed on the basis of many years data on wind field and the water surface temperature, satellite observations and results of numerical simulation. The presence of seven of the upwelling zones is confirmed, each of which is characterized by a specific spatial-temporal variability of the surface temperature of the water. Coastal upwelling accompanied by lowering the temperature by more than 5 .C in 12 hours most often is observed in the north-western Black Sea (on average 3–4 cases per warm season). Off the southern coast of Crimea upwelling of this type is observed 1–2 times per season. The greatest number of upwellings is recorded in June. Over the past 30 years due to the weakening of the wind, the total number of cases of the wind upwelling in the northwestern part of the Black Sea decreased by about 23%, and in the south-western coast of the Crimea is almost three times. In principle, this favors the development of recreational infrastructure in the region. However, reducing the frequency of occurrence of upwelling is accompanied by a significant increase in temperature of the surface layer in the warm season that leads to an aggravation of the vertical density gradients in the upper layer of the sea and can cause eutrophication of coastal surface waters and near-bottom hypoxia. A rare case of lowering the temperature, covering the entire north-western part of the Black Sea and the coastal areas of the Crimea was analyzed. This example shows that in some areas the horizontal advection (not upwelling) can serve as the main reason for the sharp drop in temperature of the upper layer of the coastal part of the sea.
About the Authors
A. B. PolonskiiRussian Federation
M. A. Muzyleva
Russian Federation
References
1. Андросович А.И., Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Численная модель и расчеты циркуляции вод северо-западной части Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 1994. № 5. С. 28–42.
2. Архипкин В.С., Еремеев В.Н., Иванов В.А. Апвеллинг в пограничных областях океана. Севастополь: МГИ НАН Украины, 1987. 46 с. Препринт.
3. Белоусов В.В., Воскресенская Е.Н., Гармашов А.В. Сравнительный анализ характеристик ветра по модельным расчетам с помощью GFDL, по данным ре-анализа JRA-25 и стандартным наблюдениям // Системы контроля окружающей среды. Средства, информ. технологии и мониторинг. 2010. Вып. 14. С. 164–167.
4. Берлинский Н.А. Механизм формирования придонной гипоксии в шельфовых экосистемах // Водные ресурсы. 1989. № 4. С. 112–121.
5. Блатов А.С., Иванов В.А. Гидрология и гидродинамика шельфовой зоны Черного моря (на примере южного берега Крыма). Киев: Наукова думка, 1992. С. 30–76.
6. Брянцев В.А., Фащук Д.Я. Причины черноморских заморов // 5-ая Всесоюзная конференция: “Вопросы промысловой океанологии Мирового океана”. Калининград. 1979. С. 23–26.
7. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР / Отв. ред. Ф.С. Терзиев. Т. 4. Гидрометеорологические условия. Вып. 1. Черное море. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. 430 с.
8. Доценко С.А. Изменчивость термохалинной структуры и циркуляции вод в Одесском регионе // Гидрометеорология и охрана окружающей среды / Тез. докл. на юбилейной междунар. конф., посвященной 70-летию Одесского гос. экол. ун-та. Одесса. 2002. С. 248–249.
9. Иванов В.А., Михайлова Э.Н. Апвеллинг в Черном море. Севастополь: НПЦ “ЕКОСИ-Гидрофизика”, 2008. 92 с.
10. Ловенкова Е.А. Полонский А.Б. Климатические характеристики апвеллинга у побережья Крыма и их изменчивость // Метеор. и гидрол. 2005. № 5. С. 44–52.
11. Михайлова Э.Н., Музылёва М.А., Полонский А.Б. О причинах понижения температуры поверхности воды в Каркинитском заливе Черного моря // Морской гидрофиз. журнал. 2011. № 6. С.28–35.
12. Михайлова Э.Н., Музылёва М.А., Полонский А.Б. и др. Пространственно-временная изменчивость характеристик апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма в 2005– 2008 гг. // Системы контроля окружающей среды. Средства, информ. технологии и мониторинг. 2009. Вып.12. С. 318–321.
13. Полонский А.Б., Музылева М.А. Характеристика межгодовой изменчивости ветрового режима и апвеллинга в Одесском заливе // Системы контроля окружающей среды. Средства, информационные технологии и мониторинг. 2008. Вып. 10. С. 333–336.
14. Справочник по климату Черного моря. М.: Гидрометеоиздат, 1974. 405 с.
15. Титов В.Б. Сезонная и многолетняя изменчивость климатических условий над акваторией Черного моря // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / Под ред. А.Г. Зацепина, М.В. Флинта. М.: Наука, 2002. С. 9–20.
16. Толмазин Д.М., Шнайдман В.А., Ациховская Ж.М. Проблемы динамики вод северо-западной части Черного моря. Киев: Наукова думка, 1969. 130 с.
17. Allen J.S. Upwelling and Coastal Jets in a Continuously Stratified Ocean // J. Phys. Oceanogr. 1973. № 3. Р. 245–257.
18. Govorushko S.M. Upwelling and Downwelling: Description, Mechanisms and Biological and Climatic Significance // Upwelling: Mechanisms, Ecological Effects and Treats to Biodiversity / Ed. by W.E. Fischer and A.B. Green. N.Y.: Nova Science Publ. Inc., 2013. P. 77–88.
19. http://ds.data.jma.go.jp/.
20. Ilyin Yu.P. Observed long-term changes in the Black sea physical system and their possible environmental impact // Towards a “Mediterranization” of the Black Sea. Physical and biological changes / CIESM Workshop 39. 3–6 June. Trobzon. Turkey. 2009. P. 27–43.
21. Polonsky A.B. Upwelling in the Northern Black Sea: Description, Mechanisms and Impact on the Chlorophyll-A Concentration // Upwelling: Mechanisms, Ecological Effects and Treats to Biodiversity / Ed. by W.E. Fischer and A.B. Green. N.Y.: Nova Science Publ. Inc., 2013. P. 59–76.
Review
For citations:
Polonskii A.B., Muzyleva M.A. MODERN SPATIAL-TEMPORAL VARIABILITY OF UPWELLING IN THE NORTH-WESTERN BLACK SEA AND OFF THE CRIMEA COAST. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2016;(4):96-108. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/0373-2444-2016-4-96-108