Опубликовано: 11 ноября 2025 г.
Метки: научная периодика МГИ
Вышел в свет пятый в этом году номер «Морского гидрофизического журнала» и его переводной англоязычной версии Physical Oceanography
Выпуск посвящен исследованиям гидрофизических, химических и экологических процессов в морских акваториях России, от Арктики до Черного и Азовского морей. Рассмотрены вопросы термогидродинамики, вертикального перемешивания, распространения речных плюмов, а также современные методы спутникового мониторинга и экспериментальных измерений. Особое внимание уделено моделированию природных процессов, включая термодинамику морского льда и перенос импульса внутренними волнами. Представлены результаты экспедиционных работ, оценки антропогенного воздействия и анализа химического состава вод. Значимое место занимают разработки новых приборов и методов обработки данных, направленные на повышение точности и надежности исследований морской среды.
Содержание номера:
ТЕРМОГИДРОДИНАМИКА ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ
Слепышев А. А., Носова А. В. Вертикальный поток импульса, обусловленный внутренними волнами
В статье рассматривается вертикальный перенос импульса внутренними волнами при учете горизонтальной турбулентной вязкости и диффузии. Исследуется влияние выбора коэффициентов горизонтального турбулентного обмена на поток импульса и вертикальную компоненту скорости стоксова дрейфа. Показано, что при учете зависимости коэффициентов обмена от масштаба явления по закону «4/3» поток импульса по модулю выше, чем при постоянном значении коэффициентов, но ниже потоков с учетом стратификации. Та же закономерность сохраняется и для вертикальной составляющей скорости стоксова дрейфа.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Морозов А. Н. Вертикальное перемешивание в нижней части основного пикноклина Черного моря
Цель статьи – оценка коэффициента вертикальной турбулентной диффузии в слое толщиной 200 метров, включающем оксиклин и верхнюю часть сероводородной зоны Черного моря. В работе использовалась параметризация G03, позволяющая достигнуть заявленной цели на основе стандартных гидрологических данных. Доработаны уравнения параметризации для условий слоя с быстроменяющейся по глубине плотностной стратификацией. Рассчитаны параметры вертикального перемешивания для глубоководной части моря и в районе свала глубин по данным одной из летних экспедиций. Получено, что на верхней границе оксиклина коэффициент диффузии в районе свала глубин в два раза больше, чем в глубоководной части моря. В нижней части слоя значения коэффициента для двух районов одинаковы. В районе свала глубин его значение почти постоянно по глубине.
Зуйкова Э. М., Титченко Ю. А., Ковалдов Д. А., Караев В. Ю., Титов В. И. Струнный волнограф с экранированным проводом для измерения волнения
В статье приведено описание конструкции и результаты первых тестовых испытаний макета емкостного струнного волнографа, который может измерять поверхностное волнение с высотами волн от миллиметров до нескольких метров в соленой и пресной воде. Преимуществом емкостного волнографа, по сравнению с резистивным, является отсутствие снижения чувствительности из-за осаждения солей на проводящем проводе и замыканий от мелкого мусора, плавающего на поверхности. Предложен способ исключения взаимных наводок между струнами для создания «решеток» волнографов с целью регистрации двухмерного спектра поверхностных волн. Использование провода в струнах с изоляцией из сплошного фторопласта позволит измерять уровень жидкости в агрессивных средах.
Долгих Г. И., Долгих С. Г., Иванов М. П., Пелиновский Е. Н., Талипова Т. Г. Статистические характеристики фонового поля микросейсмических колебаний
Статья посвящена исследованию статистических характеристик фонового поля микросейсмических колебаний, зарегистрированного высокоточными лазерными деформографами на морской экспериментальной станции «м. Шульца» в Приморском крае. На основе данных 2019–2020 гг. в частотном диапазоне 0.05–0.5 Гц впервые проведен комплексный анализ отклонений распределения сигналов от нормального закона. Показано, что плотность распределения вероятностей наилучшим образом описывается рядом Грама – Шарлье, который точнее аппроксимирует экспериментальные данные по сравнению с гауссовым распределением. Выявлена тесная корреляционная связь между среднеквадратическими отклонениями ортогональных компонент, что указывает на влияние общих физических процессов. Полученные количественные оценки фонового шума необходимы для корректного выделения полезных сигналов, связанных с взаимодействием океанических, атмосферных и литосферных процессов.
Моисеева Ю. А., Пургина Д. В., Поливанова Т. К. Особенности химического состава вод устьевых областей рек Большого Сочи, северо-восточная часть Черного моря
В работе представлен макрокомпонентный состав и содержание биогенных элементов в поверхностных водах пяти рек Большого Сочи (Сочи, Мацеста, Хоста, Кудепста, Мзымта) в период осенне-зимних паводков. Химический состав вод соответствует классической системе река - море и в основном относится к гидрокарбонатно-кальциевому типу, за исключением реки Мацесты, для которой ключевым природным фактором является разгрузка минеральных подземных вод. Известное для реки Кудепсты высокое фоновое значение щелочности имеет природное происхождение, однако повышенные концентрации биогенных элементов (азота и фосфора) связаны с активной строительной деятельностью в районе устья. Критического превышения ПДК для вод хозяйственно-бытового назначения не выявлено.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МОРСКИХ СИСТЕМ
Завьялов Д. Д., Соломаха Т. А. Изменение характеристик двухфазной структуры морского льда под воздействием термических факторов в период его роста
Разработана модель термодинамики морского льда, учитывающая его двухфазную структуру. Проведен сравнительный анализ теплофизических свойств. Установлено, что учет жидкой фазы существенно влияет на точность расчета теплопроводности, особенно в начальной стадии льдообразования. Для льда разной солености определены временные периоды полной проницаемости ледяного покрова для рассола и формирования непроницаемого верхнего слоя. Модель позволяет рассчитывать положение максимума твердой фазы в толще растущего льда.
Цыганова М. В., Лемешко Е. М., Фомин В. В., Рябцев Ю. Н. Моделирование распространения речного плюма в прибрежной зоне бесприливного моря
Исследование посвящено численному моделированию распространения речного плюма (опресненной водной массы) и формирования вдольберегового течения в северо-западной части Черного моря (на примере Дуная) в условиях отсутствия ветра. С использованием трехмерной модели POM проведена серия расчетов для различных расходов реки и солености. Установлено, через ≈ 10 суток формируется квазистационарный режим, при котором ≈ 40 % речной воды переносится вдольбереговым течением, а ≈ 60 % продолжает циркулировать в ядре плюма. Получены количественные зависимости характеристик плюма (глубины, радиуса, положения центра) от баланса сил плавучести (число Бургера) и инерции (числа Фруда и Россби). Расход пресной воды в прибрежном течении пропорционален квадрату его доступной потенциальной энергии.
СПУТНИКОВАЯ ГИДРОФИЗИКА
Суетин В. С., Королев С. Н. Особенности результатов оптических наблюдений Черного моря из космоса летом 2015 года
В статье анализируются результаты спутниковых оптических съемок Черного моря летом 2015 г. Для повышения надежности итоговых выводов были сопоставлены квазисинхронные данные, полученные с разных спутников (Aqua, Terra, Suomi NPP) и рассмотрены спектральные зависимости коэффициента яркости морской поверхности. По результатам анализа спутниковых наблюдений показана необходимость учета проявлений погрешностей и искажений. После исключения из анализа ошибочных данных было установлено, что на большой площади в восточной глубоководной части моря в конце лета 2015 г. найденная по спутниковым данным концентрация хлорофилла а имела аномально высокие значения на уровне ~ 1–2 мг/м3.
Заболотских Е. В., Шапрон Б. Повышение пространственного разрешения каналов С-диапазона радиометра AMSR2 для мониторинга арктических морей с использованием каналов измерений на 36,5 ГГц
Исследована возможность улучшения пространственного разрешения радиометра Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) на каналах С-диапазона с помощью измерений на частоте 36,5 ГГц для изучения параметров подстилающей поверхности морей Арктики. На основе численного моделирования радиояркостной температуры (Тя) и данных реанализа ERA5 оценена чувствительность Тя атмосферному излучению, температуре поверхности и коэффициенту излучения подстилающей поверхности на каналах измерений на частоте 6,9 и 36,5 ГГц на горизонтальной и вертикальной поляризации, а также изменчивость указанных параметров в Арктике. В зависимости от типа поверхности на основании результатов моделирования предложены формулы расчета полей Тя на частоте 6,9 ГГц повышенного пространственного разрешения, использующие Тя на частоте 6,9 ГГц исходного разрешения и Тя на частоте 36,5 ГГц спутникового продукта уровня Level 1R.
ANALYSIS OF OBSERVATIONS AND METHODS OF CALCULATING HYDROPHYSICAL FIELDS IN THE OCEAN
Soloveva O.V., Tikhonova E.A., Alyomov S.V., Stepanyan O.V. Hydrocarbon Composition in Water and Coastal Sediments of the Southwestern Sea of Azov: A Case Study
Исследованы источники и пространственное распределение углеводородов в воде, взвеси и донных осадках юго-западной части Азовского моря у побережья Крыма. Концентрации углеводородов в воде превышали ПДК для рыбохозяйственных водоемов (0,05 мг/л), составляя в среднем 0,084 мг/л. Однако анализ алканов и диагностических индексов (CPI2 >1, пристан/фитан <1, отсутствие UCM) показал преимущественно биогенное, а не нефтяное происхождение этих углеводоров. Основные источники — наземная растительность, макрофиты и бактерии в условиях летнего прогрева вод. Накопление в песчаных донных осадках минимально. Таким образом, доказательств нефтяного загрязнения не обнаружено, а превышение ПДК обусловлено естественными биогеохимическими процессами.