Опубликовано: 19 января 2026 г.
Метки: публикация МГИ, Морозов А.Н.
Исследование вертикального перемешивания в Чёрном море, проведённое старшим научным сотрудником Морского гидрофизического института РАН (МГИ РАН) Алексеем Морозовым, выявило ранее неизвестные особенности обмена веществ между глубинными и поверхностными слоями моря. Работа link:https://link.springer.com/article/10.1134/S0001437025700183[опубликована[ в журнале «Океанология» и открывает новые перспективы для понимания процессов, влияющих на экосистему и климат региона.
Вертикальное перемешивание является определяющим фактором в жизни моря, обеспечивая перенос тепла, соли, кислорода и питательных веществ между слоями воды. Особенно важен этот процесс в пикноклине — слое, где плотность воды меняется наиболее резко и который традиционно считается барьером для вертикального обмена. Именно на этом слое сосредоточил своё внимание автор исследования.
«Принято считать, что пикноклин препятствует обмену между верхним слоем моря и глубинными водами. В целом так и есть, что подтверждает наше исследование. Но мы обнаружили интересную особенность: в районе Основного черноморского течения, в относительно узкой полосе шириной около 20 километров, интенсивность вертикального перемешивания в три раза выше, чем в центре моря и на периферии», — объясняет Алексей Морозов.
Для анализа использовались данные, собранные во время 95-го рейса НИС «Профессор Водяницкий» летом 2017 года в северной части Чёрного моря. Применив современную параметризацию G03, разработанную зарубежными коллегами и адаптированную к условиям Чёрного моря, исследователь смог рассчитать коэффициенты вертикальной турбулентной диффузии и оценить потоки тепла, соли и кислорода через основной пикноклин.
Результаты показали, что максимальные значения коэффициента диффузии (1,3×10⁻⁶ м²/с) наблюдаются именно в зоне Основного черноморского течения, причём максимум смещён на 20-30 километров вправо от его центра. В этой области потоки тепла достигают 0,3 Вт/м², соли — 6,3×10⁻⁵ г/(м²·с), а кислорода — 2,8×10⁻⁴ мл/(м²·с), что в 1,5-3 раза превышает значения в других районах моря.
«По сути, это похоже на озоновую дыру — открывается окно, через которое проходит ультрафиолет. Здесь, в районе Основного черноморского течения, в относительно узкой полосе происходит усиленный обмен теплом, солями и биогеохимическими элементами между нижними и верхними слоями», — поясняет ученый, используя наглядную аналогию.
Новизна работы заключается не только в самом факте обнаружения этой особенности, но и в методическом подходе. Впервые для Чёрного моря была применена параметризация, позволяющая по данным одной экспедиции получить пространственное распределение характеристик вертикального перемешивания. При этом автору пришлось модифицировать существующие методики, адаптировав их к специфическим условиям бесприливного Чёрного моря.
Практическая значимость исследования связана с возможностью использования полученных результатов для валидации численных моделей циркуляции Чёрного моря. В работе чётко обозначены области, в которых в будущем необходимо будет проводить более детальные измерения с использованием дорогостоящих микроструктурных зондов.
«Полученные данные являются предварительными, они открывают возможности для дискуссий и обозначают вопросы, которые необходимо решить для более точного понимания процессов вертикального обмена в Чёрном море», — отмечает автор статьи.
Понимание механизмов вертикального перемешивания очень важно для прогнозирования изменений в экосистеме Чёрного моря, оценки его роли в региональном климате и разработки стратегий устойчивого использования морских ресурсов. Обнаруженное «окно» усиленного обмена в районе Основного черноморского течения может оказаться тем самым механизмом, который поддерживает биологическое разнообразие моря и определяет особенности распределения кислорода, питательных веществ и других жизненно важных компонентов в его толще.
Исследование выполнено в рамках темы госзадания «Анализ, диагноз и оперативный прогноз состояния гидрофизических и гидрохимических полей морских акваторий на основе математического моделирования с использованием данных дистанционных и контактных методов измерений».