Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.

Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.

Рассматриваются результаты экспедиций, проходивших в июле 2007 и сентябре 2008 гг. в центральном районе северной части Черного моря. В качестве эхолотов использовались бортовой и погружаемый акустические доплеровские профилемеры течений (ADCP) с рабочей частотой 150 и 300 кГц, соответственно. На осн...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Дата:2012
Автори: Морозов, А.Н., Лемешко, Е.М., Ролик, В.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Морський гідрофізичний інститут НАН України 2012
Теми:
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56823
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг. / А.Н. Морозов, Е.М. Лемешко, В.В. Ролик // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 275-283. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56823
record_format dspace
spelling Морозов, А.Н.
Лемешко, Е.М.
Ролик, В.В.
2014-02-25T19:29:30Z
2014-02-25T19:29:30Z
2012
Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг. / А.Н. Морозов, Е.М. Лемешко, В.В. Ролик // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 275-283. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.
1726-9903
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56823
551.463.2(262 )
Рассматриваются результаты экспедиций, проходивших в июле 2007 и сентябре 2008 гг. в центральном районе северной части Черного моря. В качестве эхолотов использовались бортовой и погружаемый акустические доплеровские профилемеры течений (ADCP) с рабочей частотой 150 и 300 кГц, соответственно. На основе данных погружаемого ADCP WHM300 RDI выявлено, что звукорассеивающий слой хорошо выражен в дневное время суток и проявляется в записях прибора в виде одиночного максимума. Центр слоя располагается, в среднем, на 40 м ниже максимума частоты плавучести, непосредственно под холодным промежуточным слоем (8 °С).
Розглядаються результати експедицій, що проходили в липні 2007 та вересні 2008 рр. в центральному районі північної частини Чорного моря. В якості ехолотів використовувалися бортовий і занурювальний акустичні допплерівський профілемери течій (ADCP) з робочою частотою 150 і 300 кГц відповідно. На основі даних погружаемого ADCP WHM300 RDI виявлено, що звукорассеівающіх шар добре виражений в денний час доби і проявляється в записах приладу у вигляді одиночного максимуму. Центр шару розташовується, в середньому, на 40 м нижче максимуму частоти плавучості, безпосередньо під холодним проміжним шаром (8 °С).
The results of the cruises that took place in July 2007 and September 2008 in the central region of the northern Black Sea are discussed. The board and submersible acoustic Doppler currents profilemer (ADCP) with an operating frequency 150 and 300 kHz respectively are used as the sonar. On the base on submersible ADCP WHM300 RDI data it was revealed that the sound scattering layer is well expressed in the daytime and is shown in the records of the unit as a single peak. The center of layer is located, on average, on 40 m below the maximum frequency of buoyancy directly under cold intermediate layer (8 °C).
Работа выполнена в рамках проектов НАН Украины «Черное море как имитационная модель Мирового океана», «Фундаментальная океанология» и при поддержке PERSEUS-FP7, контракт №287600.
ru
Морський гідрофізичний інститут НАН України
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
spellingShingle Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
Морозов, А.Н.
Лемешко, Е.М.
Ролик, В.В.
Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
title_short Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
title_full Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
title_fullStr Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
title_full_unstemmed Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг.
title_sort звукорассеивающие слои глубоководной части черного моря, прилегающей к крымскому полуострову, adcp-наблюдения 2007 и 2008 гг.
author Морозов, А.Н.
Лемешко, Е.М.
Ролик, В.В.
author_facet Морозов, А.Н.
Лемешко, Е.М.
Ролик, В.В.
topic Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
topic_facet Мониторинг прибрежной и шельфовой зон морей
publishDate 2012
language Russian
container_title Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
publisher Морський гідрофізичний інститут НАН України
format Article
description Рассматриваются результаты экспедиций, проходивших в июле 2007 и сентябре 2008 гг. в центральном районе северной части Черного моря. В качестве эхолотов использовались бортовой и погружаемый акустические доплеровские профилемеры течений (ADCP) с рабочей частотой 150 и 300 кГц, соответственно. На основе данных погружаемого ADCP WHM300 RDI выявлено, что звукорассеивающий слой хорошо выражен в дневное время суток и проявляется в записях прибора в виде одиночного максимума. Центр слоя располагается, в среднем, на 40 м ниже максимума частоты плавучести, непосредственно под холодным промежуточным слоем (8 °С). Розглядаються результати експедицій, що проходили в липні 2007 та вересні 2008 рр. в центральному районі північної частини Чорного моря. В якості ехолотів використовувалися бортовий і занурювальний акустичні допплерівський профілемери течій (ADCP) з робочою частотою 150 і 300 кГц відповідно. На основі даних погружаемого ADCP WHM300 RDI виявлено, що звукорассеівающіх шар добре виражений в денний час доби і проявляється в записах приладу у вигляді одиночного максимуму. Центр шару розташовується, в середньому, на 40 м нижче максимуму частоти плавучості, безпосередньо під холодним проміжним шаром (8 °С). The results of the cruises that took place in July 2007 and September 2008 in the central region of the northern Black Sea are discussed. The board and submersible acoustic Doppler currents profilemer (ADCP) with an operating frequency 150 and 300 kHz respectively are used as the sonar. On the base on submersible ADCP WHM300 RDI data it was revealed that the sound scattering layer is well expressed in the daytime and is shown in the records of the unit as a single peak. The center of layer is located, on average, on 40 m below the maximum frequency of buoyancy directly under cold intermediate layer (8 °C).
issn 1726-9903
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56823
citation_txt Звукорассеивающие слои глубоководной части Черного моря, прилегающей к Крымскому полуострову, ADCP-наблюдения 2007 и 2008 гг. / А.Н. Морозов, Е.М. Лемешко, В.В. Ролик // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2012. — Вип. 26, том 1. — С. 275-283. — Бібліогр.: 25 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT morozovan zvukorasseivaûŝiesloiglubokovodnoičastičernogomorâprilegaûŝeikkrymskomupoluostrovuadcpnablûdeniâ2007i2008gg
AT lemeškoem zvukorasseivaûŝiesloiglubokovodnoičastičernogomorâprilegaûŝeikkrymskomupoluostrovuadcpnablûdeniâ2007i2008gg
AT rolikvv zvukorasseivaûŝiesloiglubokovodnoičastičernogomorâprilegaûŝeikkrymskomupoluostrovuadcpnablûdeniâ2007i2008gg
first_indexed 2025-11-24T21:03:21Z
last_indexed 2025-11-24T21:03:21Z
_version_ 1850494444595314688
fulltext 275 УДК 551 .463 .2 (262) А.Н .Морозов*, Е .М.Лемешко*, В.В .Ролик** *Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь ** Академия ВМС Украины им. П.С. Нахимова, г.Севастополь ЗВУКОРАССЕИВАЮЩИЕ СЛОИ ГЛУБОКОВОДНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ, ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К КРЫМСКОМУ ПОЛУОСТРОВУ, ADCP-НАБЛЮДЕНИЯ 2007 И 2008 ГГ. Рассматриваются результаты экспедиций, проходивших в июле 2007 и сентяб- ре 2008 гг. в центральном районе северной части Черного моря. В качестве эхоло- тов использовались бортовой и погружаемый акустические доплеровские профиле- меры течений (ADCP) с рабочей частотой 150 и 300 кГц, соответственно. На основе данных погружаемого ADCP WHM300 RDI выявлено, что звукорассеивающий слой хорошо выражен в дневное время суток и проявляется в записях прибора в виде одиночного максимума. Центр слоя располагается, в среднем, на 40 м ниже макси- мума частоты плавучести, непосредственно под холодным промежуточным слоем (8 °С). В 80 % случаев слой обнаруживается в нижней части оксиклина (условная плотность σθ = 15,4 – 15,6 кг/м3), в 20 % – в субкислородной зоне (σθ = 15,6 – 15,8 кг/м3). Звукорассеивающий зоопланктон детектируется прибором от поверхно- сти моря до нижней границы субкислородной зоны (σθ = 15,9 кг/м3). Данные судо- вого ADCP 150 RDI показали значительную изменчивость характеристик обратного рассеяния звука на горизонтальных масштабах порядка 3 – 5 км. Глубинный звуко- рассеивающий слой в рассматриваемом районе формируется преимущественно зо- опланктоном Calanus Euxinus (копепода), что определено по характерному времени его подъема с глубины к поверхности моря в вечернее время. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : звукорассеивающий слой, ADCP, Черное море. Одним из основных источников рассеяния звука в океане является зоо- планктон [1], что создает благоприятные условия для изучения его поведе- ния [2 – 5], обилия [6 – 8] и распределения [9, 10] с помощью средств акти- вной акустики. Акустические приборы обеспечивают более высокую опера- тивность и пространственно-временное разрешение измерений в сравнении с традиционными биологическими станциями, однако не позволяют опре- делять видовой и размерный состав звукорассеивающего зоопланктона. В Черном море характеристики рассеяния звука и их взаимосвязь с обилием зоопланктона изучались с использованием одночастотного погру- жаемого эхолота с рабочей частотой 80 кГц [6, 7]. Результаты измерений показали наличие двух разделенных по глубине звукорассеивающих слоев, которые наблюдались в дневное время суток [8, 10]. Более поздние иссле- дования выявили, что доминирующим источником акустического рассеяния в верхнем слое Черного моря на частотах 120, 150 и 200 кГц являются два вида зоопланктона: Sagitta setosa (хетогната) и Calanus euxinus (копепода) [2, 3]. Оба вида имеют суточный цикл миграции. В темное время суток пла- нктон поднимается к поверхности моря, а дневное время проводит на боль- ших глубинах, формируя узкие звукорассеивающие слои, с характерными размерами 1 – 3 м [2, 3]. © А .Н .Морозов , Е .М .Лемешко , В .В .Ролик , 2012 276 S. setosa и C. euxinus являются важными элементами пищевой цепочки Черного моря [11] и поэтому их исследованию уделяется большое внима- ние. При изучении зоопланктона эффективно используются как сеточные траления [12 – 14], так и акустические методы [2, 3]. Наиболее активно аку- стические средства применялись в последнее десятилетие для изучения по- ведения зоопланктона в южной части моря [2, 3]. В северной части Черного моря акустические измерения представлены в меньшей степени [10]. Цель настоящей статьи – систематизация и представление данных акусти- ческих измерений на частотах 150 и 300 кГц, собранных в ходе экспедиций 2007 и 2008 гг. в акватории Черного моря, прилегающей к Крымскому п-ову. Материалы и методы. В работе использованы материалы экспедиций, проходивших в акватории Черного моря, прилегающей к Крымскому п-ову, с 18 по 22 июля 2007 г. на борту НИС “Эксперимент” и с 6 по 15 сентября 2008 г. на борту НИС “Pathfinder”. На рис.1 приведено расположение выб- ранных станций (кружочки) в 2007 г. и разрезов (черные линии, помечен- ные заглавными буквами) в 2008 г. В экспедиции 2007 г в качестве эхолота использовался погружаемый акустический доплеровский профилемер течений (LADCP) [15] WHM300 (Work Horse Monitor, ра- бочая частота 300 кГц) RDI. Скорость движения прибора во время зонди- рования составляла 0,5 м/с. Установки прибора: дис- кретность по глубине 4 м, дискретность по времени 1 с. Для расчета характе- ристик обратного рассея- ния звука использовались значения интенсивности эхосигнала во втором сегменте глубины, центр которого удален от преобра- зователей прибора на расстояние 10 м. Первый сегмент исключался из рас- смотрения вследствие зашумленности данных. Результирующие профили ограничивались слоем от 20 м до глубины зондирования. CTD-измерения выполнялись зондом ШИК. В экспедиции 2008 г судно было оснащено бортовым VMADCP RDI, с ра- бочей частотой 150 кГц. Запись данных велась непрерывно. Установки прибо- ра: дискретность по глубине 4 м, дискретность по времени 5 с, число сегмен- тов глубины 60 (240 м). Фактически, достоверные данные были получены в слое от 14 до 100 – 140 м. Для CTD-измерений использовался зонд SeaBird9. В качестве акустической характеристики в работе рассматривается по- перечное сечение обратного рассеяния (далее по тексту “акустическое сече- ние”). Значение акустического сечения (σCS) рассчитывалось по интенсив- ности эхосигнала (EIm) с учетом рекомендаций [16] и соотношения [16, 17]: mcDBMDBW cs EIKLRRPC +−⋅++−=     ⋅ ]lg102[ 4 lg10 2α π σ , (1) Р и с . 1 .Схема расположения станций в 2007 г. (●) и разрезов в 2008 г. (▬A и ▬ B). 277 где C – постоянная, PDBW – мощность излучения в децибелах (дБ) по отно- шению к 1 Вт, LDBW = 10·lg(LTr) – длина излучаемого импульса (LTr) в дБ по отношению к 1 м, α – коэффициент поглощения звука в дБ/м, множитель “2” учитывает прохождение сигнала до объема измерения и обратно, R – расстояние в метрах, KC – коэффициент преобразования единиц RDI в дБ. PDBW измеряется каждый цикл. KC в среднем составляет 0,45. Коэффициент ослабления α полагался равным 0,045 и 0,073 дБ/м для частот 150 и 300 кГц соответственно [18]. Вследствие неопределенности С значения акустичес- кого сечения представляются в относительных единицах. Результаты и обсуждение. В экспедиции 2007 г. измерения выполня- лись исключительно в светлое время суток, как в шельфовой зоне, так и в глубоководной части моря. В данной работе использованы материалы 19 станций, выполненных в районе моря с глубиной более 200 м (рис.1). На рис.2 приведены распределения акустического сечения по глубине и плотности. Серые тонкие линии на рисунке представляют распределения, полученные на отдельных станциях. Толстыми черными линиями представ- лены распределения, изопикнически осредненные по всему массиву дан- ных. В подавляющем большинстве случаев профили акустического сечения имеют один хорошо выраженный максимум, соответствующий центру зву- корассеивающего слоя. Наличие только одного максимума на профиле мо- жет объясняться сезонным изменением популяции S. setosa, которая в тече- ние лета и ранней осени представлена молодыми особями, не проявляющи- ми выраженного суточного цикла миграции [3, 13, 14] и, таким образом, в формировании глубинного звукорассеивающего слоя доминирует C. euxinus. В окрестности максимума профили адекватно воспроизводятся гауссо- вым распределением с шириной окна от 3 до 7 м. Вследствие значительной продолжительности зондирующего импульса 4 м, полученные оценки ши- рины окна будут превышать фактическую ширину звукорассеивающего слоя (1 – 3 м). Глубина залегания максимума акустического сечения меняе- тся, от станции к станции, в диапазоне глубин 80 – 120 м (рис.2, а). В зависимости от плотности положение звукорассеивающего слоя огра- Р и с . 2 .Распределения акустического сечения по глубине (а) и плотности (б) в 2007 г.: распределения на отдельных станциях (–––), осредненное по ансамблю станций распределение (▬▬). 278 ничивается диапазоном 15,4 – 15,8 кг/м3 (рис.2, б). Известно, что в Черном море в диапазоне плотностей 15,4 – 15,7 кг/м3 располагается максимум кон- центрации нитратов [19]. Совпадение положения звукорассеивающих слоев и максимума концентрации нитратов, позволяет предположить существование их взаимосвязи. Следуя [20], мигрирующий зоопланктон в ночное время потребляет органическое вещество преимущественно в верхнем фотическом слое, а в дневное время выделяет его часть в виде растворенных нитрогенов на соответствующих глубинах. Суточные мигранты могут обеспечивать зна- чительную часть общего вертикального потока нитрогенов и представляют пульсирующий источник последних в слое их дневного обитания. В соответствии с [2], глубина дневного обитания C. euxinus характеризу- ется значениями концентрации кислорода 25 – 35 µМ О2 (0,8 – 1,15 мг O2 л -1). В Черном море вертикальное распределение растворенного кислорода устойчиво связано с распределением плотности. В настоящее время разде- ляют три зоны распределения концентрации кислорода [21]: кислородная зона – от поверхности до 14 кг/м3, концентрация 250 – 350 µМ О2; ниже следует оксиклин до 15,5 – 15,6 кг/м3, концентрация в нижней его части бы- стро уменьшается до 10 – 20 µМ О2; под ним располагается субкислородная зона, где концентрация кислорода медленно уменьшается до порога обна- ружения при плотности 15,9 – 16 кг/м3. На рис.3 приведена зависимость значения акустического сечения в максимуме от плотности для каждой стации экспедиции. Глубинный звукорассеивающий слой в 80 % случаев обнаруживается в нижней части оксиклина. В 20 % – в субкислородной зо- не. Значения в максимуме изменяются от 43 до 678 (среднее 237, с.к.о. 131) и на ка- чественном уровне характеризуют неодно- родность горизонтального распределения зоопланктона. Количественная оценка био- массы зоопланктона по акустическим дан- ным сопряжена с необходимостью опре- деления его видового и размерного состава, и дает хорошее согласование с моделями [22] на частотах более 200 кГц [23]. В случае ограниченного ви- дового состава зоопланктона зависимость биомассы от акустического попе- речного сечения может проявляться в виде степенной функции, показатель, которой определяется на основе сопоставления акустических измерений с результатами сеточного траления [24]. На рис.4 распределение акустического сечения по плотности представ- лено в полулогарифмическом масштабе. В таком представлении хорошо про- является граница между верхним деятельным и нижним “мертвым” слоями моря, которая проходит при плотности 15,9 кг/м3, соответствующей нижней границе субкислородной зоны (15,9 – 16,0 кг/м3) [20]. В верхнем слое обрат- ное рассеяние звука на частоте 300 кГц формируется живыми организмами с размерами более 1 мм и характеризуется значениями акустического сечения > 10. Непосредственно перед границей раздела наблюдается резкое умень- 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 Плотность, кг/м3 0 200 400 600 800 М а к си м у м с е ч ен и я Р и с . 3 .Зависимость значе- ния акустического сечения в максимуме от плотности. 279 шение акустического сечения. В нижнем слое акустическое сечение характеризуется значениями < 10 и слабой изменчивостью, предположительно определяется неживым взвешенным веществом. На рис.5 приведены изопикнически осредненные по ансамблю стаций, выде- ленных на рис.3 пунктиром, профили аку- стического сечения, температуры и час- тоты плавучести. В среднем, по данным экспедиции, звукорассеивающий слой рас- полагается непосредственно под нижней границей холодного промежуточного слоя (8 °С) на глубине залегания изотермы 8,05 °С и на 35 м ниже максимума часто- ты плавучести. Максимумы осредненных распределений находятся на глубине 104 м (15,57 кг/м3). Экспедиция, проходившая в сентяб- ре 2008 г., охватила значительную часть Черного моря вблизи побережья Крыма [25]. В данной статье использован 4-х ча- совой фрагмент записи судового ADCP, любезно предоставленный участниками рейса от МГИ НАН Украины. На рис.6, а приведено пространственное распреде- ление логарифма акустического сечения на разрезе А (рис.1), на рис.6, б – про- филь плотности, полученный на восточ- ном конце разреза. Распределение пока- зывает наличие нескольких звукорассеи- вающих слоев, которые можно разделить по глубине: первый 15 – 25 м, второй 25 – 50 м, третий 80 – 100 м, четвертый 110 – 120 м. Наиболее выразительно горизон- тальная изменчивость распределения зо- опланктона проявляется во втором слое, который залегает непосредственно под сезонным термоклинном (плотность 14 кг/м3) и предположительно, формируется S. setosa [1]. В этом слое характерные горизонтальным масштабы пульсаций составляют 3 – 4 км и соответствуют масштабам изменчивости поля скорос- ти течений (2 – 4 мили) [11]. Третий слой обнаруживается в диапазоне пло- тностей 15,4 – 15,7 кг/м3, с максимумом акустического сечения при 15,5 кг/м3. По диапазону плотностей этот слой соответствует наблюдавше- муся в экспедиции 2007 г. и формируется C. euxinus. Самый нижний слой фор- Р и с . 4 .Распределение акусти- ческого сечения по плотности (обозначения как на рис.2, б). Р и с . 5 .Осредненные профи- ли акустического сечения CS, температуры T, частоты пла- вучести N. 280 а б Р и с . 6 .Пространственное распределение логарифма акустического сече- ния в светлое время суток на разрезе А (а) и профиль плотности на его вос- точном конце (б). Шкалы соответствуют верхней и нижней частям графика. мируется C. euxinus, находящимся в состоянии диапаузы в субкислородной зоне на протяжении дневного и ночного времени суток [2, 14]. На рис.7 приведено пространственно-временное распределение логари- фма акустического сечения на разрезе В в вечернее время (пунктирная ли- ния соответствует времени заката). Стрелками на рисунке обозначено время начала подъема мигрирующего планктона с глубины (а), окончание его вы- хода с глубинного слоя (б) и завершение подъема в приповерхностный слой (в). Время подъема планктона через холодный промежуточный слой, уста- новленное по эхограмме, составляет около 45 ми и происходит со скорос- тью 2 – 2,8 см/с, подъем зоопланктона завершается через 1 ч после заката. Характеристики вечерней миграции зоопланктона соответствует характери- стикам миграционного цикла C. euxinus [2] и подтверждают доминирование копеподы в формировании глубинного звукорассеивающего слоя в районе проведения измерений. Р и с . 7 .Пространственно-временное распределение логарифма акустического сечения на разрезе В (рис.1) в вечернее время. Пу- нктирная линия – время заката (16:06 UTC). Стрелки указывают на начало подъема планктона (а), окончание его выхода с глубин- ного слоя (б) и завершение подъема в поверхностный слой (в). 281 Заключение. Акустические измерения, выполненные в ходе экспедиций 2007 и 2008 гг. вблизи берега Крыма, показали хорошее соответствие с име- ющимися представлениями о распределении и поведении звукорассеивающе- го зоопланктона, характерными для южной части Черного моря. Использова- ние акустических средств позволило установить характерные глубины зале- гания звукорассеивающего слоя относительно распределения гидрологичес- ких параметров, и характерные горизонтальные масштабы неоднородности распределения зоопланктона в районе наблюдений. По характеристикам ве- черней миграции зоопланктона показано, что глубинный звукорассеивающий слой в летний и осенний сезоны преимущественно формируется копеподой C. euxinus. В целом использование ADCP представляется полезным при проведе- нии биологических измерений, и после выполнения соответствующих калиб- ровочных сличений, может быть использовано для получения количественной оценки биомассы зоопланктона в звукорассеивающих слоях. Работа выполнена в рамках проектов НАН Украины «Черное море как имитационная модель Мирового океана», «Фундаментальная океанология» и при поддержке PERSEUS-FP7, контракт №287600. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики.– Л.: Судостроение, 1978.– 448 с. 2. Mutlu E. Acoustic identification of the concentration layer of copepod species, Calanus euxinus // Mar. biol.– 2003.– 142.– P.517-523. 3. Mutlu E. Diel vertical migration of Sagitta Setosa as inferred acoustically in the Black Sea / Mar. biol.– 2006.– v.149, № 3.– P.573-584. 4. Falk-Petersen S., Leu E., Berge J., Kwasniewski S., Nygard H., Rostad A., Keskinen E., Thormar J., Quilllfeldt C., Wold A., Gulliksen B. Vertical migration in high Arctic waters during autumn 2004 // Deep-Sea Research II.– 2008.– 55.– P.2275-2284. 5. Cisewski B., Strass V.H., Rhtin M., Kragefsky S. Seasonal variation of the diel vertical migration of zooplankton from ADCP backscatter time series data in the Lasarev Sea, Antarctica // Deep-Sea Research I.– 2010.– 57.– P.78-94. 6. Токарев Ю.Н. Гидроакустические характеристики деятельного слоя и их связь с составом и обилием планктона / Планктон Черного моря. Под ред. А.В.Кова- лёва, З.З.Финенко.– Киев: Наукова думка, 1993.– С.205-215. 7. Токарев Ю.Н. Основы биофизической экологии гидробионтов.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006.– 342 с. 8. Сибирцова Е.Н., Токарев Ю.Н. Районирование морей Средиземноморского бас- сейна по акустическим характеристикам верхнего продуктивного слоя // Мор- ський екологічний журнал.– 2010.– Т.IX, № 3.– С.63-76. 9. Wiebe P.H., Mountain D.G., Stanton T.K., Greene C.H., Lough R.G., Kaartvedt S., Dawson J., Copley N.J. Acoustical study of the spatial distribution of plankton on Georges Bank and the relationship between volume backscattering strength and taxonomic composition of the plankton // Deep-Sea Research.– 1996.– part II, 43.– P.1971-2001. 10. Сибирцова Е.Н. Особенности вертикального распределения фауны звукорассе- ивающих слоев в Черном море в осенний период // Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Бiол.– 2010.– № 3 (44).– С.234-237. 282 11. Виноградов М.Е., Сапожников В.В., Шушкина Е.А. Экосистема Черного моря.– М.: Наука, 1992.– 112 с. 12. Yuneva T.V., et al. Nutritional condition of female Calanus euxinus from cyclonic and anticyclonic regions of the Black Sea // Mar. Ecol. Prog. Ser.– 1999.– v.189. – P.195-204. 13. Besiktepe S., Unsal M. Population structure, vertical distribution and diel migration of Sagitta setosa (Chaetognatha) in the south-western part of the Black Sea // J. Plankton Research.– 2000.– v.22, № 4.– P.669-683. 14. Erkan F., Gucu A.C., Zagorodnyaya J. The diel vertical distribution of zooplankton in the Southeast Black Sea // Turk. J. Zool.– 2000.– 24.– P.417-427. 15. Firing E., Gordon R. Deep ocean acoustic Doppler profiling // Proc. IEEE 4 th Working Conf. in Current Measurements.– Clinton, MD, Current Measurement Technology Committee of the Ocean Engineering Society, 1990.– P.192-201. 16. Deines K.L. Backscatter estimation using broadband acoustic Doppler current profiler // Proc. IEEE/OES 6th Working Conference on Current Measurement Technology, 1999.– P.259-264. 17. Морозов А.Н., Лемешко Е.М. Оценка концентрации взвеси по данным ADCP WHM1200 // Системы контроля окружающей среды.– Севастополь: ЭКОСИ- Гидрофизика, 2010.– вып.14.– С.42-46. 18. Gordon R.L. Acoustic Doppler Current Profiler Principles of Operation: A Practical Primer // RD Instruments, 1996.– 54 p. 19. Konovalov S.K., Murray J.W. Variations in the chemistry of the Black Sea on a time scale of decades (1960 – 1995) // J. Mar. Sys.– 2001.– 31.– P.217-243. 20. Longhurst A.R., Harrison W.G Vertical nitrogen flux from the oceanic photic zone by diel migrant zooplankton and nekton // Deep-Sea Research.– 1988.– 35.– P.881-889. 21. Yakushev E.V., Chasovnikov V.K., Murray J.W., Pakhomova S.V., Podymov O.I., Stunzhas P.A. Vertical hydrochemical structure of the Black Sea // Hdb Env Chem.– 2008.– v.5, Part Q.– P.277-307. 22. Stanton T.K., Chu D., Wiebe P.Y. Sound scattering by several zooplankton groups. II. Scattering models // J. Acous. Soc. America.– 1998.– 103.– P.236-253. 23. Sutor M., Clows T.J., Peterson W.T., Lamb J. Comparison of acoustic and net sampling systems to determine patterns in zooplankton distribution // J. Geophys. Res.– 2005.– 110.– C10S16, doi:10.1029/2004JC002681.– 11 p. 24. Flagg C.N., Smith S.L. On the use of the acoustic Doppler current profiler to measure zooplankton abudance // Deep-Sea Res.– 1989.– v.36, № 3.– P.455-474. 25. Джиганшин Г.Ф., Полонский А.Б. Кинематическая структура и мезомасштабная изменчивость Основного Черноморского течения вблизи побережья Крыма (по данным инструментальных измерений в сентябре 2008 г.) // Морской гидрофи- зический журнал.– 2011.– № 1.– С.25-35. Материал поступил в редакцию 23 .04 .2012 г . АНОТАЦІЯ Розглядаються результати експедицій, що проходили в липні 2007 та вересні 2008 рр. в центральному районі північної частини Чорного моря. В якості ехолотів використовувалися бортовий і занурювальний акустичні допплерівський профілемери течій (ADCP) з робочою частотою 150 і 300 кГц відповідно. На основі даних погружаемого ADCP WHM300 RDI виявлено, що звукорассеівающіх шар до- бре виражений в денний час доби і проявляється в записах приладу у вигляді оди- ночного максимуму. Центр шару розташовується, в середньому, на 40 м нижче ма- ксимуму частоти плавучості, безпосередньо під холодним проміжним шаром 283 (8 °С). У 80% випадків шар виявляється в нижній частині оксікліна (умовна густина σθ = 15,4 – 15,6 кг/м3), в 20% – у субкіслородной зоні (σθ = 15,6 – 15,8 кг/м3). Звуко- рассеівающіх зоопланктон детектується приладом від поверхні моря до нижньої межі субкіслородной зони (σθ = 15,9 кг/м3). Дані суднового ADCP 150 RDI показали значну мінливість характеристик зворотного розсіювання звуку на горизонтальних масштабах порядку 3 – 5 км. Глибинний звукорассеівающіх шар в розглянутому районі формується переважно зоопланктоном Calanus Euxinus (копепод), що визна- чено по характерному часу його підйому з глибини до поверхні моря у вечірній час. ABSTRACT The results of the cruises that took place in July 2007 and September 2008 in the central region of the northern Black Sea are discussed. The board and submersible acoustic Doppler currents profilemer (ADCP) with an operating frequency 150 and 300 kHz respectively are used as the sonar. On the base on submersible ADCP WHM300 RDI data it was revealed that the sound scattering layer is well expressed in the daytime and is shown in the records of the unit as a single peak. The center of layer is located, on average, on 40 m below the maximum frequency of buoyancy directly under cold intermediate layer (8 °C). In 80% of cases the layer is found in the bottom part of oxy- cline (conditional density σθ = 15,4 – 15,6 kg/m3), 20 % – in suboxygen zone (σθ = 15,6 – 15,8 kg/m3). Sound-scattering zooplankton is detected by the device from the sea surface to the bottom of suboxygen zone (σθ = 15,9 kg/m3). The data of shipboard ADCP RDI 150 are showed significant variability of the backscattered sound on the horizontal scale of the order of 3 – 5 km. Deep sound scattering layer in this region is mainly formed by zooplankton Calanus Euxinus (copepod), which is determined by the characteristic time of it lifting from sea depth to the surface in the evening.

Схожі ресурси