Опубликовано: 24 июля 2024 г.
Метки: публикация МГИ, вычислительные технологии и математическое моделирование
Специалисты Морского гидрофизического института РАН провели исследование волнового режима бухты Ласпи на Южном берегу Крыма. Впервые была изучена степень влияния штормового волнения на донную растительность этой акватории. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря».
Бухта Ласпи еще 40 лет назад считалась эталоном природной экосистемы Черного моря. Она характеризовалась изобилием уникальных местообитаний донной растительности — цистозиры, филлофоры, взморника. Появление в конце 1980-х гг. берегозащитного мола в бухте и разрушение ее берегового склона в результате активной застройки побережья могло стать причиной нарушения гидродинамического режима, что, в свою очередь, повлекло за собой размыв галечного пляжа и дополнительное поступление терригенного материала, который образовался из-за строительства. За более чем 30-летний период в бухте произошли серьезные изменения — сократились запасы ценных видов водорослей, изменился видовой состав растительности и конфигурации береговых границ. Ученые задались целью выяснить, что стало причиной этих негативных процессов — антропогенное воздействие или природные факторы.
С помощью современных методов математического моделирования были рассчитаны параметры волн и течений при штормах различной силы и повторяемости. Моделирование волновых полей в акватории бухты Ласпи выполнялось с помощью численной модели Simulating WAves till SHore (SWASH). Модель позволяет проводить расчеты волновых полей в прибрежной зоне в широком диапазоне пространственно-временны́х масштабов с учетом нелинейности, рефракции, дифракции и отражения волн.
Расчеты проводились на мощном вычислительном кластере института.
«Мы проанализировали, как распределяется энергия волн по акватории бухты при штормах, которые случаются раз в год, в 5, 10 и 25 лет. Оказалось, что наибольшему воздействию подвержены береговые склоны в области глубин от 2 до 12 метров. При этом в центральной части бухты, где также наблюдается деградация донной растительности, волновые нагрузки невелики», — рассказала один из авторов исследования, научный сотрудник отдела вычислительных технологий и математического моделирования ФГБУН ФИЦ МГИ кандидат физико-математических наук Александра Белоконь.
Ученые пришли к выводу, что исчезновение водорослей в средней части бухты, скорее всего, вызвано не штормовым воздействием, а увеличением мутности воды из-за антропогенных факторов. В ближайшее время планируется провести моделирование распространения в акватории бухты взвешенных частиц, образовавшихся в результате береговой застройки.
Исследования волновых характеристик в бухте Ласпи могут быть использованы при разработке рекомендаций по проведению хозяйственной деятельности в акватории бухты и оценке влияния штормового волнения на фитоценоз донной растительности.
Подобные исследования имеют большое практическое значение для обеспечения безопасности мореплавания, проектирования береговой инфраструктуры и сохранения уникальной экосистемы бухты Ласпи.
Работа выполнена в рамках темы госзадания ФГБУН ФИЦ МГИ № FNNN-2021-0005 «Прибрежные исследования» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.