Солнце, воздух и вода: климат и гидрология (1/4)
Карта береговой линии Азовского моря
Читатель, вероятно, уже обратил внимание на то, что многие важные черты геологического строения и рельефа территории тесно связаны с Азовским морем и его предшественниками. Море влияет также на климат прилегающей суши и вместе с ним определяет возможности использования побережья для отдыха и туризма. Поэтому обратимся к Азовскому морю, особенностям его климата и гидрологии.
Азовское море получило свое нынешнее имя лишь несколько столетий назад от турецкого названия города Азов, которое, как полагают, в свою очередь происходит от Азак, или Азум, — имени какого-то местного феодала. Древние греки называли море Меотис лимне — «озеро меотов», парода, обитавшего на его берегах. Римляне дали ему ироническое имя Палус Меотис — «болото меотов».
Азовское море является внутренним водоемом и его можно рассматривать как залив Черного моря, с которым оно соединено Керченским проливом длиной около сорока километров. Это название пролив получил сравнительно недавно от города Керчи, расположенного на его берегу. Древние греки называли пролив Боспор Киммерийский — «бычий брод киммерийский». Северная граница пролива пролегает между мысом Хрони на Керченском полуострове и мысом Ахиллеон на Таманском полуострове, которые удалены друг от друга на пятнадцать километров.
Азовское море, без учета крупных заливов Таганрогского и Сиваша, имеет в плане эллиптическую форму. Оно вытянуто по длинной оси, с северо-востока на юго-запад, всего на 360 километров. Средняя глубина моря составляет 7 м, а максимальная — 13 метров. Это самое мелкое море Мирового океана. Оно вмещает около трехсот кубических километров воды. В связи с малой массой и глубиной влияние Азовского моря на климат окружающей суши проявляется слабо и заметно сказывается только в узкой полосе побережья.
Метеорологические и гидрологические наблюдения в крымском Приазовье ведутся с 1925 года на гидрометеостанции «Мысовое», которая находится у Желяевского (Карантинного) мыса Казантипа, а с 1934 года — на гидрометеостанции «Стрелковое», расположенной на Арабатской стрелке. Станции с более солидным стажем и объемом наблюдений находятся в Керчи и Геническе.
Положение крымского Приазовья на юге умеренного пояса определяет значительное поступление солнечной энергии. Продолжительность солнечного сияния здесь составляет 2300-2350 часов в год. Наибольшее число ясных и солнечных дней приходится на время с апреля по октябрь. Обилие солнечных дней явилось главным критерием для строительства на побережье солнечной электростанции.
Климат территории степной приморский, умеренно континентальный, с короткой умеренно мягкой зимой и продолжительным теплым летом. В холодный период года характерна неустойчивая умеренно холодная, пасмурная и ветреная, а в теплый период — устойчивая очень теплая солнечная погода.
По данным многолетних наблюдений, средняя годовая температура воздуха незначительно возрастает от Арабатской стрелки к Керченскому проливу, в Мысовом она составляет 11°С. Самые холодные месяцы — январь и февраль, а самые теплые — июль и август. Средняя температура воздуха самого холодного месяца составляет -1,1°С, а самого теплого — +23,9°С, Абсолютный минимум достигал -2б°С, а абсолютный максимум — + 37°С. В Геническе эти значения составляют соответственно +32° и +38°С. Отрицательные температуры воздуха характерны и течение 70-85 суток. Жаркий период со среднемесячной температурой воздуха 20°С и выше длится с первой половины июня по первую половину сентября.
Вода мелкого Азовского моря быстро прогревается летом и охлаждается зимой. Ее средняя годовая температура незначительно увеличивается от Арабатской стрелки к Керченскому проливу и составляет у берегов Казантипа +12°С.
Азовское море принадлежит к числу замерзающих водоемов. Известно, что температура замерзания морской воды ниже, чем пресной, и уменьшается с увеличением солености. Азовская вода у берегов Керченского полуострова начинает замерзать при температуре от -0,5°С до -0,7°С и с декабря по март включительно покрывается льдом. Все море замерзает только в суровые зимы. Тогда температура воды снижается до -1, -2°С.
В течение зимы лед обычно образуется и стаивает несколько раз, так как для этих мест характерны частые оттепели. В южную часть моря поступают льды и из более северных районов. Они дрейфуют под воздействием ветров и течений в направлении против часовой стрелки и частично выносятся через Керченский пролив в Черное море. В суровые зимы, повторяющиеся в среднем один раз в пять лет, толщина льда достигает 40-90 см. Дрейфующие льды нагромождаются друг на друга и образуют у берега торосы высотой до пяти-десяти метров. В такие зимы морозная погода может продолжаться непрерывно до полутора месяцев.
Глава первая
ПЕРЕД ДОРОГОЙ
Глава вторая
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ
База знаний
Территория
Внутреннее Азовское море расположено на юге европейской России. Оно соединяется узким (до 4 км), мелким (4—5 м) Керченским проливом с Черным морем. Граница между морями проходит по линии м. Такиль — м. Панагия.
Азовское море — самое мелководное и одно из самых маленьких морей мира. Его площадь — 39 тыс. км 2 , объем воды — 290 км 3 , средняя глубина — 7 м, наибольшая глубина — 13 м.
Море имеет сравнительно простые очертания. Северный берег — ровный, обрывистый, с намывными песчаными косами. На западе коса Арабатская
Стрелка отделяет от моря 2 . Глубины — 0,5—1,5 м, наибольшая глубина — 3 м. Ежегодно в Сиваш поступает до 1,5 км 3 азовской воды. В результате сильного испарения вода Сиваша превращается в насыщенный солевой раствор (рапу), соленость которой достигает 170‰. Так же как и Кара-Богаз-Гол на Каспии, Сиваш обладает разнообразными химическими ресурсами. В нем содержатся миллионы тонн поваренной соли, сульфата магния, сульфата натрия, брома и др. С давних пор на Сиваше существуют соляные промыслы. Способом садки из сивашских рассолов извлекают также мирабилит»>залив Сиваш , соединяющийся с морем Геническим проливом. На юго-востоке тянется на 100 км дельта Кубани с обширными плавнями и многочисленными протоками. Кубань впадает в вершину открытого Темрюкского залива. На северо-востоке вдается в сушу на 140 км самый большой залив моря — Таганрогский, вершина которого представляет собой дельту Дона.
Гидрология
Почти весь речной сток в море (более 90%) дают Дон и Кубань. Подавляющая часть стока приходится на весенне-летний сезон.
Основной обмен вод Азовского моря происходит через Керченский пролив с Черным морем. По среднемноголетним данным, из Азовского моря поверхностным потоком ежегодно вытекает около 49 км 3 воды, а нижним течением в него поступает около 34 км 3 черноморской воды. Результирующий сток воды из Азовского моря в Черное примерно равен 15 км 3 /год.
Климат
Климат глубоко вдающегося в сушу Азовского моря отличается континентальностью. Для него характерны холодная зима, сухое и жаркое лето. В осенне-зимний сезон погода определяется влиянием отрога Сибирского антициклона с преобладанием восточных и северо-восточных ветров со скоростью 4—7 м/с. Усиление воздействия этого отрога вызывает сильные ветры (до 15 м/с) и сопровождается вторжениями холодного воздуха. Среднемесячная январская температура –1— 5°, во время северо-восточных штормов она понижается до –25—27°.
Весной и летом преобладает теплая, ясная погода со слабыми ветрами. В июле среднемесячная температура по всему морю равна 23—25°, а максимальная — более 30°. В этот сезон, особенно весной, над морем довольно часто проходят средиземноморские циклоны, сопровождаемые западными и юго-западными ветрами со скоростью 4—6 м/с, а иногда и шквалами.
Количество атмосферных осадков на восточном побережье моря равно 500 мм в год, на западном — около 300 мм.
Небольшие размеры и малые глубины моря способствуют быстрому развитию ветрового волнения. Через несколько часов после начала ветра волнение достигает установившегося состояния и так же быстро затухает при прекращении ветра. Волны короткие, крутые, в открытом море достигают высоты 1— 2 м, иногда до 3 м.
Межгодовые колебания уровня моря, определяемые долговременными изменениями составляющих водного баланса, составляют несколько сантиметров. Сезонные изменения уровня в основном зависят от режима речного стока. Годовой ход уровня характеризуется его повышением в весенне-летние месяцы и понижением осенью и зимой, размах колебаний в среднем 20 см.
Преобладающие над морем ветры вызывают значительные сгонно-нагонные колебания уровня. Наиболее значительные подъемы уровня отмечались в Таганроге — до 6 м. В других пунктах возможны нагоны 2—4 м (Геническ, Ейск, Мариуполь), в Керченском проливе — порядка 1 м.
При резких изменениях атмосферного давления и ветра в Азовском море могут возникать сейши — свободные стоячие колебания уровня. На акваториях портов возбуждаются сейши с периодами от нескольких минут до нескольких часов. В море отмечаются сейши с суточным периодом величиной 20—50 см.
Рельеф дна
Отмелые берега моря переходят в ровное плоское дно. Глубины плавно увеличиваются с удалением от берегов. Самые большие глубины находятся в центральной части моря, глубины в Таганрогском заливе — от 2 до 9 м. В Темрюкском заливе известны грязевые вулканы.
Рельеф дна и течения Азовского моря
Течения
Течения в море возбуждаются главным образом ветром. Наклон уровня, создающийся в результате действия ветра, служит причиной компенсационных течений. В предустьевых районах Дона и Кубани прослеживаются стоковые течения.
Под действием западных и юго-западных ветров в море образуется циркуляция вод против часовой стрелки. Циклоническая циркуляция возбуждается и при восточных и северо-восточных ветрах, которые сильнее в северной части моря. При таких же ветрах, но более сильных в южной части моря течения имеют антициклонический характер. При слабых ветрах и штилях отмечаются незначительные течения переменных направлений.
Поскольку над морем преобладают слабые и умеренные ветры, наибольшую повторяемость имеют течения со скоростями до 10 см/с. При сильных ветрах (15—20 м/с) скорости течений равны 60—70 см/с.
В Керченском проливе при ветрах северных направлений наблюдается течение из Азовского моря, а при ветрах с южной составляющей — поступление в море черноморской воды. Преобладающие скорости течений в проливе возрастают от 10—20 до 30—40 см/с в самой узкой его части. После сильных ветров в проливе развиваются компенсационные течения.
Ледовитость
На Азовском море ежегодно образуются льды, причем ледовитость (площадь, занятая льдом) сильно зависит от характера зимы (суровая, умеренная, мягкая). В умеренные зимы к началу декабря лед образуется в Таганрогском заливе. В течение декабря припай устанавливается вдоль северного берега моря, а несколько позже — у остальных берегов. Ширина полосы припая — от 1,5 км на юге до 6 — 7 км на севере. В центральной части моря лишь в конце января — начале февраля появляется плавучий лед, который затем смерзается в ледяные поля большой сплоченности (9—10 баллов). Наибольшего развития ледяной покров достигает в первой половине февраля, когда его толщина 30—40 см, в Таганрогском заливе — 60—80 см.
Ледовые условия в течение зимы отличаются неустойчивостью. При смене холодных и теплых воздушных масс и ветровых полей над морем неоднократно происходит взламывание и дрейф ледяных полей, образование торосов. В открытом море высота торосов не превышает 1 м, а у Арабатской Стрелки может доходить до 5 м. В мягкие зимы центральная часть моря, как правило, свободна от льда, он наблюдается лишь вдоль берегов, в заливах и лиманах.
Очищение моря от льда в умеренные зимы происходит в течение марта сначала в южных районах и устьях рек, затем на севере и позже всего в Таганрогском заливе. Средняя продолжительность ледового периода — 4,5 месяца. В аномально теплые и суровые зимы сроки образования и таяния льда могут смещаться на 1—2 месяца и даже больше.
Температура воды и солёность
Зимой почти на всей акватории температура воды на поверхности отрицательная или близка к нулю, лишь у Керченского пролива повышается до 1—3°. Летом по всему морю температура на поверхности однородная — 24—25°. Максимальные значения в июле — августе в открытом море до 28°, а у берегов могут превышать 30°.
Мелководность моря способствует быстрому распространению ветрового и конвективного перемешивания до дна, что приводит к выравниванию вертикального распределения температуры: ее перепад в большинстве случаев не превышает 1°. Однако летом при штиле образуется слой скачка температуры, ограничивающий обмен с придонными слоями.
Температура воды и соленость на поверхности Азовского моря летом
Пространственное распределение солености в условиях естественного притока речных вод было довольно однородным, горизонтальные градиенты наблюдались только в Таганрогском заливе, на выходе из которого преобладала соленость 6—8‰. На акватории открытого моря соленость находилась в пределах 10—11‰. По вертикали почти во всех районах градиенты наблюдались эпизодически, в основном в связи с поступлением черноморских вод. Сезонные изменения не превышали 1‰, только в Таганрогском заливе они увеличивались под влиянием внутригодового распределения стока.
Поскольку на большей части акватории моря не наблюдается существенных различий вод по температуре и солености, водные массы здесь не выделяются. Таганрогский залив заполняют пресные и солоноватые морские воды, границу между которыми ориентировочно определяет соленость 2‰.
В 60 — 70-х гг. в бассейне Азовского моря возросли изъятия пресных вод для хозяйственных целей, что обусловило сокращение речного стока в море и соответственно увеличение поступления черноморских вод. Это совпало с периодом пониженной увлажненности в водосборном бассейне моря, и под влиянием всех факторов с 1967 г. началось увеличение солености. В 1976 г. средняя соленость в море достигла максимальной величины — 13,7‰. В Таганрогском заливе она возросла до 7—10‰ на выходе из залива — до 12‰. Стала ощутимее пространственная неравномерность солености, в прикерченском районе, особенно в маловодные годы, ее значения повышались до 15—18‰, т.е. до величин, никогда не наблюдавшихся в море с начала столетия.
Соляные промыслы в заливе Сиваш
Усиление распространения черноморских вод в придонных слоях моря привело к росту вертикальных градиентов солености и плотности, ухудшило условия перемешивания и вентиляции придонных вод. Возросла вероятность образования дефицита кислорода (гипоксии) и создания заморных условий для организмов.
Однако в 80-е гг. сток Дона увеличился, что благоприятно отразилось на солености. К концу 80-х гг. соленость вновь понизилась, и в настоящее время осолонения Азовского моря не происходит.
Хозяйственное значение и экологические проблемы
При естественном водном режиме до начала 50-х гг. Азовское море отличалось исключительно высокой биологической продуктивностью. С речным стоком в море поступало большое количество питательных веществ, причем 70—80% вносилось с весенним паводком.
Это обеспечивало обильное развитие фитопланктона, зоопланктона и бентоса. Площадь пойменных и лиманных нерестилищ в низовьях Дона и Кубани достигала 40 — 50 тыс. км 2 . Эти факторы, а также хороший прогрев моря, низкая соленость, достаточное насыщение вод кислородом, длительный вегетационный период, быстрая оборачиваемость биогенных веществ определяли благоприятные условия для жизни ихтиофауны, насчитывающей 80 видов. Недаром древние греки называли Азовское море Меотидой, что значит «кормилица».
В 30-е гг. XX века общий улов рыбы в Азовском море доходил до 300 тыс. т, причем более половины составляли ценные виды рыб (осетровые, судак, лещ и др.).
Зарегулирование в 1952 г. Дона (создание Цимлянского водохранилища), сокращение объема стока на 13—15 км 3 /год, другие последствия хозяйственной деятельности в бассейне моря вызвали серьезные негативные изменения в экосистеме моря.
Снижение годового стока Дона на 30%, значительное сокращение объема половодья вызвали уменьшение площадей нерестилищ, нарушили условия воспроизводства пресноводных видов рыб.
Сильно изменилось количество и состав поступающих в море биогенных веществ, их распределение в течение года. Большая часть взвешенных веществ оседает в Цимлянском водохранилище; значительно уменьшилось их количество, вносимое в море весной и в начале лета; сократилось поступление минеральных форм фосфора и азота и резко возросло количество органических форм, труднее усваиваемых организмами. Доходящие до моря биогенные вещества в основном потребляются в Таганрогском заливе и в малом количестве выносятся в открытое море.
Повысилось загрязнение речных и морских вод различными вредными химическими веществами — пестицидами, фенолами, в некоторых районах моря — нефтепродуктами. Наибольшее загрязнение наблюдается в приустьевых районах Дона и Кубани и на акваториях, прилегающих к крупным портам. Указанные экологические изменения привели к резкому падению биологической продуктивности моря. В несколько раз уменьшилась кормовая база рыб, сократились общие уловы в основном ценных видов рыб.
Водохозяйственная ситуация в бассейне моря весьма напряженная. В настоящее время в море поступает в среднем около 28 км 3 речной воды в год. При таком объеме стока имеется возможность сохранения его солености в пределах до 13—14‰. Дальнейший рост водопотребления в бассейне водоема недопустим, так как это вызовет необратимый рост солености до уровня черноморской и приведет к ухудшению условий для обитания наиболее ценных морских организмов.