Атлас по океанографии берингова, охотского и японского морей

ОХОТСКОЕ МОРЕ Физико-географические характеристики и гидрометеорологические условия Охотское море расположено в северо-западной части Тихого океана у берегов Азии и отделяется от океана цепью Курильских островов и полуостровом Камчатка. С юга и запада оно ограничено побережьем острова Хоккайдо, восточным берегом острова Сахалин и берегом азиатского материка. Море значительно вытянуто с юго-запада на северо-восток в пределах сферической трапеции с координатами 43 043'-62 042' с. ш. и 135 010'-164 045' в. д. Наибольшая длина акватории в этом направлении равна 2463 км, а ширина достигает 1500 км. Площадь зеркала морской поверхности по некоторым оценкам составляет 1603 тыс. км2, протяженность береговой линии — 10 460 км, а суммарный объем вод моря — 1316 тыс. км3. По своему географическому положению оно относится к окраинным морям смешанного материково-окраинного типа. Охотское море соединяется с Тихим океаном многочисленными проливами Курильской островной гряды, а с Японским морем — через пролив Лаперуза и через Амурский лиман — проливами Невельского и Татарский. Среднее значение глубины моря составляет 821 м, а наибольшее — 3374 м (в Курильской котловине). Некоторые источники дают отличающиеся значения максимальной глубины — 3475 и даже 3521 м.

Основными морфологическими зонами в рельефе дна являются: шельф (материковая и островная отмель о. Сахалин), материковый склон, на котором выделяются отдельные подводные возвышенности, впадины и острова, и глубоководная котловина. Шельфовая зона (0−200 м) имеет ширину 180−250 км и занимает около 20% площади моря. Широкий и пологий, в центральной части бассейна, материковый склон (200−2000 м) занимает около 65%, а самая глубоководная котловина (более 2500 м), расположенная в южной части моря — 8% площади моря. В пределах участка материкового склона выделяются несколько возвышенностей и впадин, где глубины резко меняются (возвышенности Академии наук СССР и Института океанологии, впадины Дерюгина и ТИНРО). Дно глубоководной котловины представляет собой плоскую абиссальную равнину, а Курильская гряда является естественным порогом, отгораживающим котловину моря от океана.

Проливы, соединяющие Охотское море с сопредельными районами Японского моря и Тихого океана, обеспечивают возможность водообмена между бассейнами, который, в свою очередь, оказывают существенное влияние на распределение гидрологических характеристик. Проливы Невельского и Лаперуза относительно узки и мелководны, что является причиной относительно слабого водообмена с Японским морем. Проливы Курильской островной гряды, протянувшейся примерно на 1200 км, напротив, являются более глубоководными, а их суммарная ширина составляет 500 км. Наиболее глубоководными являются проливы Буссоль (2318 м) и Крузенштерна (1920 м).

Охотское море расположено в муссонной климатической зоне умеренных широт, однако, для северной части моря, которая глубоко вдается в Азиатский материк, ему свойственны и некоторые особенности климата арктических морей. Муссонный климат, обусловленный изменением местоположения и характером взаимодействия барических образований, а также положение моря на границе Азиатского материка и Тихого океана являются основными факторами, формирующими климат и гидрологический режим моря. Главными барическими образованиями, которые определяют условия циркуляции атмосферы и характер переноса воздушных масс, являются Алеутский минимум, Северо-Тихоокеанский максимум, Сибирский антициклон (зимой), а также дальневосточная депрессия и охотский антициклон (летом). Общий муссонный характер циркуляции и ветрового режима часто нарушается глубокими циклонами, которые проходят в направлении с юго-запада на северо-восток. Зима здесь, особенно в северной части моря, продолжительная и суровая, с частыми штормовыми ветрами и метелями. Лето прохладное, с большим количеством осадков и густыми туманами. Весна и осень короткие, холодные и облачные. В целом, Охотское море самое холодное из дальневосточных морей. Холодный период года длится здесь от 120−130 сут на юге до 210−220 сут на севере моря. Влияние охлаждающих факторов сказывается сильнее, чем отепляющих и результирующий теплообмен на поверхности является отрицательным. В целом, по своим климатическим условиям Охотское море является наиболее холодным из дальневосточных морей.

С мая по сентябрь над акваторией моря преобладают слабые ветры (2−5 м/с) южной четверти. Случаи кратковременного резкого усиления ветра (до 20 м/с и более) связаны с выходом в море отдельных циклонов и тайфунов с максимумом повторяемости в августе-сентябре. Обычно здесь отмечается 1−2, реже 3−4 случая выхода тайфунов в год. В холодное время года над морем господствуют сильные ветры северной четверти с наиболее вероятными значениями скорости 5−10 м/с (в отдельные месяцы 10−15 м/с). Повторяемость штормовых ветров скоростью более 15 м/с в среднем за год составляет около 10%. Вероятностные характеристики скорости и направления ветра заметно различаются для отдельных районов моря. Максимальные скорости ветра достигают значений 25−30 м/с в северо-восточной и западной частях моря, 30−35 м/с — в центральной и восточной и более 40 м/с — на юге. Осенне-зимние штормовые ветры по сравнению с летними отличаются большей силой и продолжительностью. Самыми неспокойными являются южный и юго-восточный районы моря. Значительная горизонтальная протяженность моря, частые и сильные ветры над акваторией способствуют развитию сильного ветрового волнения и зыби (высота волн от 4−6 до 10−11 м), а вся совокупность гидрометеоусловий создает предпосылки для опасного обледенения судов и сооружений, находящихся в море.

Величины среднегодовых значений температуры воздуха над Охотским морем постепенно понижаются с юга на север от 4−50 до −4…−50. Диапазон же средних месячных колебаний температур в этом направлении, напротив, возрастает от 15−180 до 30−360. Самым холодным месяцем является январь, а самым теплым — август. Минимальные фактические значения температуры воздуха, зафиксированные на прибрежных станциях, составляют −36…−510 на севере и −12…−160 в южных районах моря. Максимальные значения (31−360) наблюдались в юго-западной части моря. В холодный период года при смене синоптических ситуаций имеют место резкие колебания температуры воздуха в пределах всей акватории, размах которых может превосходить 200 [ 4, 9, 11, 14, 17].

Охотское море, наряду с Беринговым, является высокопродуктивной морской экосистемой и имеет исключительно важное промысловое значение для России.

Гидрологическая характеристика Гидрологический режим моря определяется особенностями его географического положения, значительной меридиональной протяженностью, суровыми климатическими условиями, характером вертикальной, горизонтальной циркуляции и водообмена с Тихим океаном и Японским морем, а также рельефом дна. У побережий существенное значение приобретают, кроме того, материковый сток, приливо-отливные явления, и конфигурация береговой черты. Совокупность этих факторов создает довольно сложную картину распределения гидрологических характеристик на поверхности и промежуточных горизонтах. В данном разделе кратко изложены основные сведения о пространственном распределении и изменчивости температуры и солености морской воды, водных массах, течениях, приливах и ледовых условиях Охотского моря, основанные на опубликованных работах [1, 2, 4, 11, 12, 17, 21, 23, 29, 33] и анализе графического материала Атласа. Все значения температуры воздуха и воды приведены в градусах Цельсия (oС), а солености — в промилле (1 г/кг = 1‰).

Горизонтальное распределение температуры воды Фактические характеристики поля горизонтального распределения температуры водына поверхности и глубинных горизонтах Охотского моря формируются и непрерывно изменяются под действием физических процессов разного масштаба и интенсивности, протекающих на поверхности и в толще вод моря. Колебания этих характеристик, как и в других дальневосточных морях, наиболее отчетливо выражены в поверхностном, деятельном слое моря, где отчетливо прослеживается их короткопериодная и суточная изменчивость, сезонный внутригодовой и межгодовой климатический ход, непериодические колебания различной природы. Физика этих процессов и региональные особенности термического режима акватории сравнительно хорошо изучены, а ассимиляция данных многолетних гидрологических наблюдений позволяет построить обобщенные схемы пространственного распределения температуры на различных горизонтах для всех месяцев года.

Температура воды на поверхности, за исключением отдельных летних месяцев, когда наблюдается более пестрая картина, в общем понижается с юга на север. На юге средние годовые значения температуры составляют 5−70, а на севере — около 2−30. Внутригодовые колебания температуры воды поверхностного слоя весьма значительны на всей акватории и быстро затухают с глубиной. Величина этих колебаний на поверхности моря составляет 10−190. Максимальные средние значения амплитуд внутригодовых колебаний отмечаются в самой южной части моря и несколько меньшие — во всей его западной части. Минимальные — у центральной и северной части прикурильского района. В период с мая по ноябрь среднемесячные величины температуры воды всюду положительны. За счет неравномерного прогрева и перемешивания поверхностного слоя, а также влияния адвективных процессов в это время года горизонтальное распределение температуры наиболее неоднородно. Если в мае средние значения температуры на поверхности изменяются от 0 до 50, то в августе, наиболее «теплом» месяце, эти значения увеличиваются до 8−180. Наиболее теплые воды располагаются в самой южной части моря у пр. Лаперуза и о. Хоккайдо. Необходимо отметить, что время наступления максимума температуры на поверхности в отдельных районах может отличаться на 1−2 месяца и несколько запаздывает на подповерхностных горизонтах. Уже в октябре температура воды на поверхности понижается примерно в два раза и в ноябре ее пространственное распределение переходит к зимнему типу. В феврале-марте, когда значительная часть акватории моря покрыта льдом, горизонтальные градиенты температурного поля сглаживаются и почти вся его поверхность характеризуется отрицательными значениями температуры, достигающими -1,0…-1,80. В юго-восточной части моря и к северо-западу от Курильских островов температура воды почти никогда не понижается до отрицательных значений.

Сезонные изменения абсолютных значений и горизонтального распределения температуры воды охватывают весь верхний деятельный слой (до 100−250 м) с хорошо развитым сезонным термоклином. Величина внутригодовых колебаний температуры на горизонте 50 м не превышает 3−40, а на глубинах 75−100 м — 2,0−2,50. На горизонте 50 м время наступления максимума температуры приходится на октябрь-ноябрь. В это время температура воды составляет 6−80 на юге и 0−20 в северо-западной части моря. В декабре на этой глубине появляются отрицательные значения температуры. На горизонте 100 м отрицательные значения температуры в северо-западной части моря сохраняются на протяжении всего года, а на 200 м в осредненных полях они почти не проявляются. Здесь температура в пределах всего бассейна моря изменяется от 0,50 до 1,5−2,00. На нижележащих горизонтах 200−1000 м среднемноголетние значения температуры повсеместно несколько повышаются (до 2,3−2,40 на горизонте 1000 м). Ниже 1000−1200 м величины температуры на различных горизонтах несколько ниже (1,95−2,000 на глубине 2000 м).

Как и для любого другого моря, приведенные выше сведения отражают фоновые характеристики крупномасштабного распределения и изменчивости температуры воды, которые могут варьировать от года к году (колебания климата) и детализироваться по мере накопления новых данных. Для решения многих практических задач, наряду с общими, фоновыми характеристиками морской среды, необходимы более детальные сведения о фактическом распределении ее параметров в отдельных районах, приближенные к реальному масштабу времени. Результаты исследований показали, что существенную роль в формировании более мелких, мезомасштабных неоднородностей температурного поля на поверхностных горизонтах играют фронтальные зоны, вихревые образования, отдельные циркуляционные ячейки и зоны апвеллинга вод, которые присутствуют в прибрежной зоне, на шельфе, в глубоководной котловине и являются объектом специального изучения. В атласе приведена обобщенная схема поверхностных термических фронтов Охотского моря, построенная по данным спутниковых наблюдений в теплый период года.

Вертикальное распределение температуры По характеру вертикального распределения температуры стратификация вод Охотского моря относится к субарктическому типу, в котором большую часть года хорошо выражены холодный (ХПС) промежуточный (подповерхностный — зимой) и болеетеплый глубинный слои. При более детальном рассмотрении здесь выделяют три основных разновидности этой структуры: охотоморскую, тихоокеанскую и курильскую, имеющие количественные различия в характеристиках водных масс. Наибольшей изменчивостью от района к району и, особенно во внутригодовом ходе, характеризуется структура вод верхнего деятельного слоя моря толщиной 100−150 м (на юго-востоке — 200−250 м). В различные месяцы температура воды на поверхности изменяется от -1,8 до +180. В теплый период года в результате прогрева и вертикального перемешивания в его верхней части формируются тонкий поверхностный квазиоднородный слой (ВКС) исезонный термоклин (СТ). Толщина ВКС составляет 10−20 м, а СТ — 15−25 м (местами более). Вертикальные градиенты в термоклине достигают значений 5−100/м. В это время между горизонтами 40−120 м отчетливо выделяется ядро ХПС, нижняя граница которого находится на глубинах 100−250 м (термический режим этого слоя рассмотрен выше). Адвективные процессы приводят к расщеплению ХПС и формированию в его структуре отдельных «ядер холода». Ниже этого слоя в течение всего года температура монотонно возрастает с глубиной, достигая локального максимума (2,2−2,40) в ядре ТПС на глубинах 800−1200 м. Необходимо отметить, что в отдельные годы отрицательные значения температуры могут наблюдаться на глубинах до 500 м. В глубинном слое ниже ядра ТПС температура постепенно уменьшается с глубиной до 1,7−1,90 у дна. Общее представление об особенностях пространственного распределения выделенных элементов стратификации и их временной динамике дают вертикальные зональные и меридиональные разрезы температурного поля, приведенные в атласе.

По данным суточных и более длительных рядов непрерывных наблюдений в теплый период года профили вертикального распределения температуры на поверхности и в слое температурного скачка испытывают существенные вариации во времени. Так величина внутрисуточных колебаний температуры воды на отдельных горизонтах в периферийных районах моря может достигать 8−120.

Горизонтальное распределение солености Крупномасштабные характеристики поля солености определяются особенностями влагооборота на поверхности Охотского моря (соотношением количества осадков и испарения, влиянием процессов льдообразования и таяния льда), материковым стоком в прибрежных районах, а также водообменом через проливы и переносом течениями вод из сопредельных районов. За счет совокупного воздействия этих процессов схемы пространственного распределения солености существенно неоднородны и значительно меняются от сезона к сезону. В течение года соленость поверхностного слоя в прибрежных и периферийных районах всей северо-западной части моря, изменяется в довольно широких пределах от 20−25 до 30−33%0. Летом и в начале осени соленость вод здесь меньше, чем зимой. Зимой она увеличивается за счет процессов льдообразования и уменьшения берегового стока. Максимум солености в этих районах наблюдается в период с декабря по март. В открытом море и в его юго-западной части диапазон этих изменений значительно меньше (31,0−33,5%0). Важную роль в формировании поля солености этого района играют процессы водообмена через проливы Лаперуза и Курильские. Здесь периоды наступления как максимума, так и минимума солености различаются для разных районов. Как результат, распределение солености на поверхности Охотского моря в отдельные месяцы характеризуется значительной перемежаемостью. В феврале на участках, свободных от ледяного покрова, среднемноголетние месячные значения солености на поверхности изменяются в пределах 32,6−33,3%0. В мае соленость в прибрежной материковой зоне и у о. Сахалин понижается до 30−32%0. В это время в открытом море она составляет 32,5−33,0%0, а у Курильских островов и о. Хоккайдо — 33,0−33,5%0. В августе-сентябре происходит максимальное распреснение всего поверхностного слоя. У северной оконечности о. Сахалин, в материковых заливах и бухтах прибрежной полосы соленость летом понижается до 20−30%0, а в открытом море — до 32,0−32,5%0. В ноябре-декабре соленость на всей акватории моря вновь увеличивается. В теплое время года даже на картах распределения осредненных значений солености по месяцам в отдельных участках прибрежной зоны (о. Сахалин, п-в Камчатка, Туйская губа и др.) отчетливо выражены зоны максимальных горизонтальных градиентов этой характеристикифронты солености.

С глубиной соленость, как в поверхностном, так и в нижележащих слоях, непрерывно возрастает в пределах всей акватории моря во все сезоны года. Диапазон ее пространственных и временных изменений резко сужается, а области максимальных и минимальных значений смещаются. Так, уже на горизонте 50 м средние значения солености на всей акватории изменяются от 32,0 до 33,5%0, а сезонные колебания не превосходят 0,5−1,5%0. На горизонте 100 м величина внутригодовых колебаний солености уменьшаются до 0,5−1,0%0 и горизонтальные градиенты поля солености сглаживаются. На горизонте 200 м фоновые величины пространственных изменений солености не превышают 0,2−0,3%0, а временных — 0,10−0,15%0. На горизонтах 500 и 1000 м значения солености несколько возрастают в направлении с юго-востока на север-запад (с 33,58 до 34,85%0 и с 34,18 до 34,42%0 соответственно), что связывается с особенностями распространения тихоокеанских вод и вертикальной циркуляцией. В нижележащих слоях соленость в целом продолжает слабо увеличиваться с глубиной, а диапазон пространственных изменений солености сужается от 34,37−34,54%0 (горизонт 1500 м) до 34,38−34,52%0 (2000 м).

Как и в случае поля температуры приведенные выше сведения отражают лишь крупномасштабные, фоновые характеристики горизонтального распределения солености в Охотском море. Имеющиеся материалы гидрологических съемок позволяют при необходимости уточнить отдельные детали этой картины и ретроспективно проследить за ее динамикой.

Вертикальное распределение солености Профили солености почти идентичны во все сезоны года и в целом характеризуются монотонным возрастанием солености от поверхности до дна. Как и в поле температуры сезонные изменения проявляются, главным образом, в пределах верхнего 50−100-метрового слоя (местами до 150−200 м). В теплое время года воды поверхностного слоя распресняются, вертикальные градиенты солености увеличиваются и здесь формируется сезонный галоклин. Ниже него до глубин 600−800 м (в центральной части бассейна) и 800−1000 м (на юге моря) располагается главный галоклин, в толще которого происходит постепенное уменьшение вертикальных градиентов. С началом развития зимнего конвективного перемешивания, сопровождающегося льдообразованием на обширных участках акватории, вертикальные градиенты солености в верхнем слое быстро уменьшаются вплоть до появления инверсных значений (смена знака градиента). Общее представление о вертикальной структуре поля солености дают зональные и меридиональные разрезы. В зависимости от местных гидрологических условий в отдельных заливах и проливах как абсолютные значения солености, так и ее стратификация могут существенно отличаться от аналогичных характеристик открытого моря.

Водные массы В районе центральной части Охотского моря, Курильской котловины и в периферийных районах выделяются несколько водных масс и их модификаций с присущими им гидрологическими характеристиками, источниками формирования и ареалом распространения. Эти водные массы образуют главные компоненты (отдельные слои и экстремумы) вертикальной структуры толщи вод. Основная масса вод моря имеет тихоокеанское происхождение. Для котловины Охотского моря свойственна западная разновидность субарктической структуры вод, главной особенностью которой является наличие холодного промежуточного (подповерхностного — зимой) слоя и подстилающего его слоя с максимумом температуры, составляющих самостоятельные водные массы. По своему происхождению, расположению и характеристикам здесь выделяют четыре основные водные массы: поверхностную, холодную промежуточную (подповерхностную), глубинную тихоокеанскую и придонную. В периферийных районах моря выделяются различные местные, сезонные разновидности и модификации водных масс, перечень и характеристики которых содержатся в таблицах. Их происхождение обусловлено различием географического положения и особенностями гидрологических процессов, протекающих на шельфе, в приэстуарных зонах, вблизи проливов и т. д. Поверхностная водная масса существует в теплое время года и характеризуется максимальными для всей водной толщи значениями температуры (до 18−190 на юге моря) и минимальными во все сезоны величинами солености (менее 20%0 в приэстуарных районах). Ее ядро находится на поверхности и она отличается максимальным диапазоном изменчивости характеристик во внутригодовом ходе. Холодная промежуточная (подповерхностная) водная масса формируется в результате охлаждения поверхности моря и осенне-зимней конвекции. Ее верхняя граница располагается под поверхностной водной массой на глубинах 25−50 м (на юге 75−175 м) и зимой выклинивается на поверхность, а холодное ядро находится на 40−120 м (на юге 150−200 м). Нижняя граница заглубляется с северо-запада на юго-восток с 200−250 м до 500−600 м. Зимой температура воды в слое, занимаемой верхней частью этой водной массы, опускается до отрицательных значений -1,5…-1,80 (в юго-западной части +0,5−1,00), которые сохраняются и в летнее время. Соленость в ядре слоя составляет 32,5−33,4%0. Теплое ядро глубинной тихоокеанской водной массы располагается между горизонтами 500 и 1200 м (в прикурильском районе). Температура воды в ядре составляет 1,3−2,50, а соленость 33,6−34,4%0. В слое придонной водной массы температура постепенно уменьшается с глубиной до 1,7−1,90 у дна, где соленость составляет 34,6−34,7%0. Водные массы отличаются друг от друга не только значениями термохалинных характеристик, но и гидрохимическими и биологическими показателями. В таблице приведены характеристики водных масс прибрежных районов Охотского моря.