Прибрежные течения и разрушение берегов МОРя

Владимир Крыленко
Влияние течений прибрежной зоны на разрушение берегов МОРя

Несмотря на сравнительно небольшие размеры Чёрного моря, пространственная изменчивость поля течений достаточно велика. На его акватории можно выделить три зоны с резко различающимися режимами течений: зона прибрежной антициклонической завихренности течений (ПАЗ), центральная зона циклонической завихренности течений (ЦЗ) и разделяющая их зона стрежня ОЧТ. Зона ПАЗ формируется на правой периферии ОЧТ, между его стрежнем и шельфом, в результате бокового сдвига скорости (максимальный горизонтальный градиент скорости может достигать здесь 10-11 см/с на милю). Интенсивное меандрирование стрежня ОЧТ и боковой сдвиг скорости приводят к образованию (в вершинах антициклонических меандров) прибрежных антициклонических вихрей (ПАВ) (В.Б.Титов с соавт., 2002). Вся система меандров и вихрей движется вдоль берега в направлении генерального потока ОЧТ со скоростью 3.7-5.5 км/сут. Это перемещение в пространстве меандров и вихрей создает в прибрежной зоне особый режим течений, обусловленный орбитальным (правовращательным) движением в антициклонических вихрях. В отсутствие ПАВ прибрежное течение совпадает по направлению с ОЧТ. Однако при прохождении ПАВ течение в его лобовой части сначала отклоняется вправо в сторону берега, а затем следует параллельно берегу, но в противоположном ОЧТ направлении, и, наконец, в тыловой части ПАВ, продолжая поворачивать вправо, идет от берега в море, смыкается с ОЧТ и приобретает свое первоначальное направление. Этот цикл изменения прибрежного течения повторяется при прохождении каждого ПАВ. Таким образом, в результате поочередного действия ОЧТ и ПАВ, прибрежное течение за каждый цикл дважды меняет свое направление на 180°, совершая возвратно-поступательные движения вдольберегового направления. При этом образуются два диаметрально противоположных сектора с наибольшей повторяемостью направления течений, т.е. формируется бимодальный режим. (В.Б.Титов с соавт., 2002). Типичная структура геострофических течений на поверхности моря показана на рис.2.8. Прибрежные течения имеют четко выраженный бимодальный режим, с преобладанием повторяемости течений западного и северо-западного секторов, что обусловлено генеральной циркуляцией вод (ОЧТ). Повторяемость течений восточного и юго-восточного секторов, связанных с ПАВ, уменьшается по мере удаления от берега, и за пределами зоны ПАЗ эти сектора отсутствуют (бимодальный режим сменяется здесь мономодальным режимом). Другой характерной чертой режима течений в ПАЗ является низкая скорость генерального (осредненного) потока (V), составляющая в большинстве случаев менее 10 см/с. В то же время изменяющаяся часть потока многократно превышает стационарную составляющую, вследствие чего коэффициент вариации прибрежного течения Kv >> 1, что указывает на интенсивную временную изменчивость течений - в несколько раз по скорости и в пределах 360° по направлению (В.Б.Титов с соавт., 2002).

А.И.Гинзбург с соавт. (2002) (Список литературы по ТЕМе - смотрите:
http://www.proza.ru/2014/03/17/269 ), исследуя отделение прибрежных антициклонических вихрей от Кавказского берега и их трансформация в вихри открытого моря, установили, что отделение вихрей от побережья может иметь, по крайней мере, две причины.
     Условные обозначения основных элементов циркуляции вод:
ОЧТ - Основное черноморское течение, ПАВ -прибрежные антициклонические вихри, ЦВ - циклонические вихри, ЦМ - циклонические меандры,
БАВ - Батумский антициклонический вихрь

Первая состоит во влиянии ветрового поля на перемещение водных масс, вторая - во взаимодействии вихря существенно меньшего размера с присоединенным циклом антициклона. когда он оказывается вовлеченным в орбитальное движение этого циклона. Перемещаясь по его периферии, вихрь некоторое время образует с циклоном вихревую пару, что, повидимому, усиливает отток вод ОЧТ от берега. При этом отход вихря от берега сопровождается сильными изменениями в структуре ОЧТ, его отклонением в сторону открытого моря, расширением и разделением на несколько струй, что усиливает взаимодействие вод ОЧТ с водами открытого моря. Усилению горизонтального перемешивания в северовосточной части моря способствовала также плотная упаковка из трех выстроившихся в квазимеридиональном направлении диполей с присоединенным циклоном на его южной периферии. Диаметры антициклонов могут меняться примерно от 40км (сентябрь-октябрь 1997г., и последняя декада 1999г.) до 100км (осень 1993г., летом-осенью 1999г.), их вертикальный масштаб - примерно от 150м (в сентябре 1999г.) до 350м (глубоководный антициклон осенью 1993г.), скорости на отдельных участках траектории - от 0 до 17-20см/с, средние скорости перемещения от побережья в глубоководный район - от 1 (1993г.) до 20см/с (сентябрь 1999г.) (В.Б.Титов с соавт., 2002). Время жизни антициклонов после их отделения от побережья может быть менее двух недель (в сентябре 1999г.), но может и превышать 3-6 месяцев (крупный антициклон осенью 1993г.).

Прибрежная полоса, не включенная в циркуляцию основного вихря, чаще всего выходит за пределы 50-метровой изобаты, имея обычно ширину 3-4 км, а в отдельных случаях достигая 10 км. Нередко в этой зоне, особенно у мысов, могут развиваться свои циркуляционные ячейки. Пятилет гидрофизический эксперимент близ Геленджика (измерения с буя в4 милях от берега уточнили одну из главных особенностей течений на шельфе: ярко выраженный характер распределения их направления; основными модами являются два противоположных направления течения - 310° и 130°, точно соответствующих ориентировке береговой черты, которая и придает преимущественное вдольбереговое направление; вероятность течений, направленных по нормали к изобатам, почти на порядок меньше, чем у течений вдольберегового направления (Геоэкол., 2001; Н.А.Айбулатов,1990). Поток несколько дней движется попеременно то на северо-запад, то на юго-восток, причем смена направлений происходит очень резко, как у реверсивных течений. Зависимость направления течения от ориентировки берега заключается в том, что течение всегда стремится быть направленным параллельно берегу, даже в тех случаях, когда преобладают ветры, дующие по нормали к береговой черте. Повторяемость течений на глубинах 10-40м и 70м, направленных к берегу или от него, ничтожно мала. Одним из главных гидрологических параметров, определяющих интенсивность переноса осадочного материала и примесей на шельфе, являются скорости течений и их распределение по профилю (по нормали к изобатам) и вдоль изобат. Средняя скорость поверхностного течения возрастает по мере удаления от берега и на расстоянии 20-25 км от берега в 4 раза больше, чем в прибрежной зоне (исключая прибойную зону). Возрастание средней скорости течений идет сначала довольно быстро, но, начиная с 4,5-6,5км, резко уменьшается и составляет на протяжении 10км 6см/с; максимальная скорость течения отмечается в нижней части шельфа и над верхней частью континентального склона. Средняя скорость поверхностных течений достигает 30-40 см/с при максимуме 80см/с; такие скорости отмечаются вдоль всей бровки шельфа, максимальная скорость течений в целом направлена параллельно генеральному простиранию береговой линии и изобатам (В.Б.Титов, 1985).

Как уже отмечено ране, основные источники терригенных осадков на северо-восточном шельфе Черного моря - эрозия берегов и вынос наносов рек. Результаты моделирования показали, что мезомасштабные вихри обладают значительной взвесенесущей способностью; при определенных условиях вихрь способен перенести 290тыс.т взвеси, что превышает годовой сток наносов рек, впадающих в море в этом районе (Г.И.Шапиро с соавт., 2002). В то же время практически все описанные выше виды течений и вихрей можно считать исчезающе мало активными факторами разрушения берегов.

           ДЗАГАНия ЕЛЕНа
           Владимир Крыленко  17 МАРТа 2014