Климатические и гидрофизические условия развития гипоксии вод на северо-западном шельфе Черного моря

Abstract

По данным метеорологических и океанографических наблюдений на северо-западном шельфе Черного моря за 1973 − 2000 гг. рассчитаны характеристики суммарной площади с наличием гипоксии вод под пикноклином в летне-осенний период и площади поверхностных вод в мае с соленостью менее 17,5 ‰. Определены сроки начала весеннего прогрева воздуха (стабильное превышение температуры 5°С). Выявлен статистически значимый положительный тренд температуры воздуха (0,8°С за 100 лет) в Одессе. Потепление наблюдалось преимущественно в зимний (1,5°С за 100 лет) и весенний (0,8°С за 100 лет) периоды, причем наиболее интенсивное − с начала 90-х годов прошлого столетия. На основе корреляционного анализа определена статистически значимая связь между крупномасштабными атмосферными процессами (индекс Североатлантического колебания и режим ветра), площадью поверхностных вод с соленостью менее 17,5 ‰ и суммарной площадью гипоксии в летне-осенние периоды. При положительном среднем (за январь – март) индексе Североатлантического колебания наблюдаются преимущественно ранняя весна с повышенной повторяемостью южных и западных ветров и последующее развитие процессов гипоксии на больших площадях северо-западного шельфа. Построена эмпирическая регрессионная модель прогноза суммарной площади летне-осенней гипоксии вод с предикторами: начало срока весеннего прогрева воздуха; площадь распространения вод с соленостью менее 17,5 ‰ в мае. Максимальная ошибка прогноза площади гипоксии не превысила 5,5 тыс. км2, что составляет менее 2% площади северо-западного шельфа Черного моря (севернее 45° с.ш.).

Using the data of meteorological and oceanographic observations of the Black Sea northwest shelf in 1973 – 2000, the characteristics of the total area with water hypoxia under the pycnocline in summer-autumn period and the area of the surface waters with salinity less than 17.5 ‰ in May are calculated. The terms of beginning of air heating in spring (stable temperature excess is 5°C) are defined. Statistically significant positive trend of air temperature (0.8°C for 100 years) in Odessa is revealed. Warming is observed mainly in winter (1.5°C for 100 years) and spring (0.8°C for 100 years); it was most intensive beginning from the early 90ies of the last century. Based on correlation analysis defined is the statistically significant relation between the large-scale atmospheric processes (the North Atlantic Oscillation index and the wind mode), the area of the surface waters with salinity less than 17.5 ‰ and the total area of hypoxia in summer-autumn periods. When the average (January – March) North Atlantic Oscillation index is positive, predominantly early spring with the heightened repeatability of southern and eastern winds and the subsequent development of hypoxia on large areas of the Black Sea northwest shelf are observed. The empirical regression forecast model of the total area of summer-autumn water hypoxia is constructed; it contains the following predictors: the beginning term of spring air heating, and the area of distribution of the waters with salinity less than 17.5 ‰ in May. Maximum error of the hypoxia area forecast does not exceed 5500 km2 that makes less than 2 % of the Black Sea northwest shelf to the north of 45°N.