О циркуляции вод в Татарском проливе в весеннее время

Известия ТИНРО

2006 Том 146

УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ

УДК 551.465.45

Б.С. Дьяков

О ЦИРКУЛЯЦИИ ВОД В ТАТАРСКОМ ПРОЛИВЕ В ВЕСЕННЕЕ ВРЕМЯ

По материалам гидрологических съемок НИСов ТИНРО в Татарском проливе в весенний период 1986, 1987, 1988, 1994 гг. проведено исследование межгодовой изменчивости геострофических течений и сравнение циркуляции вод в весенний и летний сезоны. Изменения в большей степени свойственны северной части Татарского пролива. Летом здесь могла существовать двухслойная стратификация течений диаметрально противоположных направлений, тогда как весной подобной ситуации не наблюдалось. Весной в поверхностном слое доминировали геострофические течения северо-западных направлений, в отличие от летнего периода, когда преобладала тенденция их распространения на юго-восток. В подповерхностном слое весной ветвь Цусимского течения распространялась до 49о25' с.ш. с циклоническим поворотом к азиатскому побережью, тогда как летом эта ветвь проникала гораздо севернее и с антициклоническим поворотом к берегам о. Сахалин, причем доминировала в северной части Татарского пролива (весной здесь господствовали течения южных направлений). В южной глубоководной части Татарского пролива геострофическая циркуляция вод была сходной: циклонический круговорот в западной части и поток антициклонической направленности — в восточной. Весной, как и летом, постоянными звеньями циркуляции являлись Приморское и Западно-Сахалинское течения, переменными — течения Шренка и Сахалинское.

Dyakov B.S. On water circulation in the Tatar Strait in spring // Izv. TINRO. — 2006. — Vol. 146. — P. 205-212.

Geostrophic currents are calculated on the data of oceanographic surveys obtained by TINRO in the Tatar Strait (Japan Sea) in the spring of 1986, 1987, 1988, and 1994. The spring circulation is revealed to be different from well-known scheme of summer geostrophic circulation in the Strait. The most peculiar difference is noted for the northern part of the Strait: the typical for summer two-layer circulation with countercurrents was not observed in spring, but northward currents dominated in the surface layer. The branch of Tsushima Current penetrated up to 49о25' N in spring, while in summer it distributed farther northward. In the southern deep-water part of the Tatar Strait, geostrophical circulation was similar in both seasons: cyclonic gyre in the western part of the Strait and anticyclonically curved flow in its eastern part. Permanent features of circulation in both seasons were the Primorye and West-Sakhalin Currents, but the Shrenk and Sakhalin Currents were unstable. Geostrophic transport of the Primorye Current was higher in spring, but the branch of Tsushima Current was weaker. Intensity of the West-Sakhalin Current depended considerably on activity of the Tsushima Current.

Течения в Татарском проливе исследовали Ю.В. Истошин (1959), А.К. Леонов (1960), В.Д. Будаева в соавторами (1981), В.Г. Яричин (1982), Т.И. Супрано-вич (1989), Г.И. Юрасов и В.Г. Яричин (1991), Б.С. Дьяков (2006). Последняя

работа посвящена межгодовой изменчивости геострофических течений в Татарском проливе в летний сезон. В настоящей статье рассмотрена геострофическая циркуляция вод в Татарском проливе в весенний период и ее отличие от циркуляции летнего сезона.

В основу работы положены материалы гидрологических съемок научно-исследовательских судов ТИНРО в Татарском проливе в июне — начале июля 1986, 1987, 1988, 1994 гг. Геострофические течения и расходы воды рассчитывались по программе, разработанной в лаборатории промысловой океанологии Ат-лантНИРО О.А. Бережинским и А.В. Зиминым. Основу этой программы составил динамический метод Н.Н. Зубова и О.И. Мамаева (1956). В качестве отсчет-ной принята поверхность 200 дбар. Приводка мелководных станций осуществлялась по методу М.М. Сомова (1937). Вертикальная протяженность (мощность) течений оценивалась на динамических разрезах по глубине залегания изотахи 1 см/с. Аппроксимация гидрологических данных осуществлялась полиномом 6-й степени. Июнь—июль приняты как месяцы гидрологической весны в Татарском проливе (Пищальник, Бобков, 2000).

Геострофические течения в Татарском проливе в июне 1988 и 1994 гг.

Проведем анализ циркуляции вод в Татарском проливе в июне холодного 1988 г. и теплого 1994 г. (Дьяков, 2003). Температура воды в Татарском проливе ниже горизонта 50 м, которая являлась объективным критерием термического состояния, была ниже в 1988 г. в сравнении с 1994 г. (рис. 1). В 1988 и 1994 гг. поля геострофических течений в Татарском проливе кардинально различались и, возможно, представляли собой два главных типа циркуляции.

Рис. 1. Температура

Fig. 1. Temperature

H I г

1 37 1 38 1 39

~1 I Г

140 141

~1 I I I I I Г"

142 1 43 137 1 38 1 39 1 40 141

Геострофическая

скорость, см/с

0.5-0.9

1 - 5

- 6 - 10

11-15

16-20

В июне 1988 г. Цусимское течение поступало в Татарский пролив одной ветвью — по 140°20' в.д. (рис. 2, А). Геострофические скорости потока не превышали 13 см/с, а его мощность равнялась 75-80 м. В Татарском проливе воды Цусимского течения проникали на север до 48о20' с.ш.; в районе этой широты они разделялись на два потока. Первый совершал циклонический поворот и присоединялся к холодному Приморскому течению. Второй поток после антициклонического поворота сливался с холодным Западно-Сахалинским течением. На выходе из Татарского пролива (46о05' с.ш.) мощность Приморского и Западно-Сахалинского течений была одинаковой — около 120 м, а геострофические скорости различались — скорость последнего была примерно вдвое больше (рис. 2, А). Вдоль о. Сахалин, севернее 48о20' с.ш., наблюдалось течение южного направления — Сахалинское (рис. 2, А, Дьяков, 2006), которое вливалось в Западно-Сахалинское течение (Юрасов, Яричин, 1991). Скорости этих течений достигали 20 см/с; мощность Западно-Сахалинского течения в соответствии с топографией дна была больше, чем Сахалинского. В северной части Татарского пролива (49о00'-50о30' с.ш.) движение вод осуществлялось по часовой стрелке. Возможной причиной антициклонической циркуляции в этом районе могла быть как динамическая неустойчивость Сахалинского течения, так и перераспределение плотности в результате изменчивости гидрометеорологических факторов.

Рис. 2. Динамическая топография (дин. мм) поверхностей 30 дбар 9-22 июня 1988 г. (А) и 10 дбар 4-12 июня 1994 г. (Б) в Татарском проливе

Fig. 2. Dynamic topography (dyn. mm) surfaces 30 dbar on June, 9-22, 1988 (А) and 10 dbar on June, 4-12, 1994 (Б) in the Tatar Strait

в.д.

Генерализованная схема течений в Татарском проливе для весны 1988 г., составленная с учетом динамических разрезов, показана на рис. 3 (А). Воды Цусимского течения поступали в Татарский пролив до 48о30' с.ш., где соединялись с Приморским и Западно-Сахалинским течениями. Вдоль о. Сахалин господствовали Сахалинское и Западно-Сахалинское течения. В северо-западной части Татарского пролива течение Шренка не наблюдалось; движение вод в этом районе происходило в противоположном течению Шренка направлении.

138

139

140

141

Рис. 3. Генерализованная схема течений в Татарском проливе в июне 1988 (А) и 1994 гг. (Б): 1ц — центральная ветвь Цусимского течения, 1в — восточная ветвь Цусимского течения,

2 — Сахалинское течение,

3 — Западно-Сахалинское течение, 4 — течение Шренка, 4п — противотечение Шренка, 5 — Приморское течение

Fig. 3. Generalized the scheme of geostrophical currents in the Tatar Strait in June, 1988 (А) and 1994 (Б): 1ц — central branch of the Tsushima Current, 1e — east branch of the Tsushima Current, 2 — the Sakhalin Current, 3 — the West-Sakhalin Current, 4 — the Shrenk Current, 4п — the Shrenk Coun-terflow, 5 — the Primorye Current

142 в.д.

В июне 1994 г. воды Цусимского течения вливались в Татарский пролив двумя ветвями — центральной и восточной (см. рис. 2, Б). Стрежни этих течений (по данным динамических разрезов) проходили соответственно по меридианам 139°50' и 140о50' в.д. Мощность центральной ветви составляла 70 м, а восточной — 175 м. Между 46°45' и 47о20' с.ш. часть вод восточной ветви Цусимского течения после антициклонического поворота соединялась с Западно-Сахалинским течением. Центральная ветвь Цусимского течения достигала 50о30' с.ш., однако большая часть ее вод на 49о с.ш. совершала циклонический поворот к

азиатским берегам и соединялась с Приморским течением. В северо-восточной части Татарского пролива наблюдалось течение северного направления — противотечение Шренка (Юрасов, Яричин, 1991). В крайней северной части Татарского пролива формировалось течение Шренка, которое распространялось на юг вдоль азиатского побережья и соединялось с Приморским течением. Мощность течения Шренка находилась в пределах 10-75 м. Приморское течение отмечалось до глубины 60-70 м, а Западно-Сахалинское — 100-120 м. Наибольшие геострофические скорости Приморского и Западно-Сахалинского течений составляли соответственно 10 и 20 см/с.

Генерализованная схема течений в Татарском проливе в июне 1994 г., составленная с учетом динамических разрезов, представлена на рис. 3 (Б). Течения Шренка и Приморское наблюдались вдоль азиатского побережья на всем меридиональном протяжении Татарского пролива. Западно-Сахалинское течение отмечалось южнее 47о30' с.ш., а севернее этой широты — противотечение Шренка.

Отличительные признаки циркуляции вод и термохалинной структуры в Татарском проливе в июне 1988 и 1994 гг.

В 1988 г. Приморское течение наблюдалось южнее 48о30' с.ш., а севернее этой параллели течения имели северное направление. В восточной части пролива отмечались хорошо развитые Сахалинское и Западно-Сахалинское течения. В 1994 г. вдоль всего западного побережья Татарского пролива течения Шренка и Приморское были направлены на юг; Сахалинское было слабым, а Западно-Сахалинское прослеживалось южнее 47о30' с.ш. Ветвь Цусимского течения в 1988 г. достигала 48о30' с.ш., тогда как в 1994 г. она распространялась гораздо севернее — до 51о с.ш. В 1988 г. циркуляция вод состояла из антициклонической в северной части пролива, циклонической и антициклонической — в южной части. В 1994 г. в Татарском проливе преобладала циклоническая циркуляция вод, кроме его юго-восточной части.

Главной причиной межгодовой изменчивости циркуляции вод в Татарском проливе послужили изменения объема переноса вод Цусимским течением, который являлся показателем его интенсивности. В 1994 г. последняя была больше в сравнении с 1988 г. Баланс геострофических расходов в слое 0-200 м на широте мыса Крильон (46о с.ш.) был положительным (вток превышал сток) и равнялся 0,45 Св в 1994 г. и 0,06 Св в 1988 г. В 1994 г. интенсификация ветви Цусимского течения способствовала усилению циркуляции вод в Татарском проливе, в том числе развитию течений Шренка и Приморского. В 1988 г. уменьшение интенсивности этой ветви Цусимского течения привело к ослаблению циркуляции вод в проливе, развитию Сахалинского течения и ослаблению течений вдоль материкового берега.

Интенсивность Цусимского течения и характер геострофической циркуляции в Татарском проливе являются производными от термохалинных условий. В 1988 г. восточная часть Татарского пролива была „холоднее", чем западная; в 1994 г. наблюдалась противоположная ситуация (см. рис. 1). Ниже горизонтов 30-50 м температура воды в Татарском проливе в 1988 г. была ниже, чем в 1994 г.

О сезонных изменениях геострофических течений в Татарском проливе

Гидрологические данные за июнь — начало июля 1986, 1987, 1988, 1994 гг. аппроксимировались полиномом 6-й степени, вследствие чего были построены карты динамической топографии 10 и 50 дбар (рис. 4). На этих картах просматриваются ветви Цусимского течения, Приморское и Западно-Сахалинское течения, причем в поверхностном слое — на глубине 10 дбар — центральная ветвь

50-

49-

48

47-

46-

45

137 52

50

49

48

47

46

45

Цусимского течения распространяется до 48о с.ш., а восточная — до 47о с.ш. Севернее этих широт в Татарском проливе доминируют геострофические течения северо-западных направлений. На глубине 50 дбар центральная ветвь Цусимского течения проникает до 49о с.ш. С этой широты у побережья евроазиатского материка начинает прослеживаться Приморское течение. Воды восточной ветви Цусимского течения распространяются к берегам южного Сахалина до 47о30' с.ш., где формируется Западно-Сахалинское течение. В северной части Татарского пролива наблюдаются течения южных направлений и северное звено Сахалинского течения.

Рис. 4. Динамическая топография поверхностей 10 (А) и 50 (Б) дбар в Татарском проливе в весенний период по обобщенным данным Fig. 4. Dynamic topography of surfaces 10 (А) and 50 (Б) dбар in the Tatar Strait during the spring period on the generalized data

143

На рис. 5 представлены генерализованные схемы геострофических течений 10 и 50 дбар в Татарском проливе в летний период (август—сентябрь). Эти схемы рассматривались ранее (Дьяков, 2006). Сравнение геострофических цир-куляций вод в Татарском проливе весной и летом позволило выявить определенные сезонные изменения, которые в большей степени свойственны северной части Татарского пролива. Летом в этой части пролива могла существовать двухслойная стратификация течений диаметрально противоположных направлений, тогда как весной подобной ситуации не отмечается. Весной в поверхностном

слое доминируют геострофические течения северо-западных направлений, в отличие от летнего периода, когда преобладает тенденция распространения их на юг, юго-восток. На глубине 50 м весной ветвь Цусимского течения распространяется до 49о25' с.ш. с циклоническим поворотом к азиатскому побережью, тогда как летом она проникает гораздо севернее и с антициклоническим поворотом к берегам о. Сахалин. Причем летом на этой глубине ветвь Цусимского течения доминирует в северной части Татарского пролива, а весной здесь господствуют течения южных направлений. В южной глубоководной части Татарского пролива геострофическая циркуляция вод весной и летом имеет сходной характер: циклонический круговорот в западной части и поток антициклонической направленности — в восточной. Весной, как и летом, постоянными звеньями циркуляции являются Приморское (южнее 48о30' с.ш.) и Западно-Сахалинское течения, переменными — течения Шрен-ка и Сахалинское. От весны 52-к лету расходы (интенсивность) ветвей Цусимского течения, которые входят в Татарский пролив, увеличиваются, при этом становятся больше расходы (интенсивность) одного из течений — Приморского или Западно-Сахалинского. Расход последнего в большей степени зависит от интенсивности Цусимского течения.

Рис. 5. Схемы геострофической циркуляции вод на глубинах 10 (А) и 50 (Б) дбар в Татарском проливе в летний период по обобщенным данным (Дьяков, 2006): 1 — ветвь Цусимского течения, 2 — Западно-Сахалинское течение, 3 — Приморское течение

Fig. 5. Scheme of geostroph-ical circulation of waters on depths 10 (А) and 50 (Б) дбар in Tatar Strait during the summer period on the generalized data (Дьяков, 2006): 1 — branch the Tsushima Current, 2 — the West-Sakhalin Current, 3 — the Primorye Current

143

45

137

138

139

140

141

142

143

Литература

Будаева В.Д., Макаров В.Г., Булгаков С.Н. Циркуляция вод в Татарском проливе и ее сезонная изменчивость // Тр. ДВНИГМИ. — 1981. — Вып. 83. — С. 35-43.

Дьяков Б.С. Межгодовая изменчивость циркуляции вод в Татарском проливе в летнее время // Из. ТИНРО. — 2006. — Т. 144. — С. 281-299.

Дьяков Б.С. Основные закономерности межгодовых и сезонных изменений гидрологических процессов в Японском море в связи с атмосферными условиями и их возможным влиянием на миграции, распределение и формирование промысловых скоплений рыб и тихоокеанского кальмара / ТИНРО. № 24938. — Владивосток, 2003. — 235 с.

Зубов Н.Н., Мамаев О.И. Динамический метод вычисления элементов морских течений. — Л.: Гидрометеоиздат, 1956. — 115 с.

Истошин Ю.В. Японское море. — М.: Географгиз, 1959. — 76 с.

Леонов А.К. Региональная океанография. — Л.: Гидрометеоиздат, 1960. — С. 306-450.

Пищальник В.М., Бобков А.О. Океанографический атлас шельфовой зоны острова Сахалин. — Южно-Сахалинск: СахГУ, 2000. — Ч. I. — 174 с.

Сомов М.М. Вычисление скоростей течения динамическим методом между гидрологическими станциями различной глубины // Метеорол. и гидрол. — 1937. — № 8. — С. 111-114.

Супранович Т.И. Максимальные и средние скорости течений в поверхностном слое Татарского пролива // Тр. ДВНИГМИ. — 1989. — Вып. 39. — С. 33-36.

Юрасов Г.И., Яричин В.Г. Течения Японского моря. — Владивосток: ДВО АН СССР, 1991. — 174 с.

Яричин В.Г. Некоторые особенности горизонтального движения вод в Японском море к северу от 40° с.ш. // Тр. ДВНИГМИ. — 1982. — Вып. 96. — С. 111-120.

Поступила в редакцию 15.02.06 г.