Океанология, 2023, T. 63, № 3, стр. 499-502

Экспедиционные рейсы № 77 на НИС “Профессор Гагаринский” и № 97 на НИС “Академик М.А. Лаврентьев” были организованы Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева ДВО РАН для исследования межгодовой и короткопериодной изменчивости характеристик вод Японского и Охотского морей в связи с изменениями климата и растущей антропогенной нагрузкой, а также для изучения процессов продукции и деструкции органического вещества, распределения биогенных элементов, планктона, естественных и искусственных изотопов, метана и других химических параметров в период осенне-зимней перестройки циркуляции и структуры вод. Первая экспедиция выполнялась в Охотском и Японском морях в два этапа 1.10–1.11 и 2–10.11.2021 г. заходом в п. Корсаков (рис. 1). Вторая экспедиция выполнялась в период 7–28.12.2021 г. в Японском море (рис. 2). Руководитель обеих экспедиций – с.н.с. А. Ф. Сергеев.

Рис. 1.

Схема работ экспедиции ТОИ ДВО РАН на НИС “Профессор Гагаринский” (рейс № 77). Точками показано положение океанографических станций, треугольниками – положение АДС. На врезке: распределение температуры вод (°С) на мониторинговом разрезе в заливе Петра Великого 2 октября (а) и 6 ноября (б); (в) – спагетти-диаграмма течений на АДС у юго-восточного побережья Приморья в период 6 октября – 19 декабря 2021 г. на горизонтах 15, 18, 21 и 24 м (указаны). А – момент разворота течения 1 ноября.

Рис. 2.

(а) – схема работ экспедиции ТОИ ДВО РАН на НИС “Академик М.А. Лаврентьев” (рейс № 97). Точками показано положение океанографических станций, треугольниками – положение АДС; изобаты в метрах; (б) – распределение температуры воды (°C) на горизонте 300 м; (в) – распределение солености (епс) на разрезе вдоль 134° в.д.; положение станций СТД-зодирований показано рисками на верхней оси; ЦК – циклонический круговорот; ЦТ – северо-западная ветвь Цусимского течения.

Общее количество выполненных в экспедициях гидрологических станций с СТД-зондированиями с определением температуры, солености, кислорода, хлорофилла-а и мутности составило 192 (298 зондирований), при этом на 40 станциях выполнено 83 серии с отбором проб воды, из которых 12 глубоководных (до глубин 1000–3522 м) с отбором со стандартных горизонтов на стандартный гидрохимический анализ, содержание метана и других углеводородов. Гидрохимические анализы включали определение на борту содержания растворенного кислорода, рН, щелочности и биогенных элементов (по 340 определений), а также консервацию проб на метан (237 пробы). Выполнено 4 станции с отбором 22 проб воды большого объема (по 100 л) по вертикали на содержание изотопов ⁷Be; ²²⁶Ra; ²²⁸Ra; ¹³⁷Cs с последующим выделением на сорбенте на основе акриломарганцевого волокна. На 20 станциях с поверхности были отобраны пробы на ²²³Ra и ²²⁴Ra и на борту судна измерено их содержание. Количество проб на тритий составило 30 (21 глубинная). Поставлена и поднята АДС с экспозицией на глубине 83 м в течение 75 суток с акустическим профилографом течений, логгером СТД-параметров и датчиком содержания кислорода. Проводились наблюдения за морскими животными и птицами. На 35 станциях было отобрано 105 проб для микробиологических и метагеномных исследований ТИБОХ ДВО РАН.

В качестве основных предварительных результатов можно отметить следующее:

1. По данным глубоководных измерений на мониторинговых разрезах показан продолжающийся рост температуры придонных вод Центральной котловины Японского моря, отмечающийся на протяжении последних 26 лет наблюдений. Данные гидрохимических измерений указывают на продолжающиеся процессы эвтрофикации, ацидификации и деоксигенации в толще вод Японского моря. В настоящее время сохраняется тренд снижения содержания кислорода в толще вод, который сопровождается ростом содержания биогенных веществ, уменьшением водородного показателя (рН) и увеличением парциального давления углекислого газа (рСО₂).

2. Определены основные особенности смены циркуляции вод северной части Японского моря в осенне-зимний период. Подтверждено, что развитие апвеллинга в области циклонического круговорота в это время обеспечивает интенсивное охлаждение поверхностного слоя вод (рис. 2б). При этом заметен вклад топографического эффекта по краям круговорота в формировании структуры поля температуры в области глубинного апвеллинга.

3. Зарегистрировано развитие северо-западной ветви Цусимского течения, переносящей относительно теплую воду повышенной солености из района о. Хоккайдо к побережью Приморского края. Поступающие с востока воды Цусимского течения прослеживаются в поверхностном слое до 30–60 м на всех разрезах к востоку от 133° в.д. (рис. 2в).

4. Многолетний мониторинг радиоактивного загрязнения Японского моря показывает, что концентрации радиоактивного водорода (трития) вышли на фоновый уровень 1–1.5 ТЕ (тритиевых единиц) и последние годы практически не изменяются, что свидетельствует об очищении атмосферы от бомбового трития периода термоядерных испытаний.

5. Важным результатом экспедиции стали первые измерения короткоживущего изотопа ⁷Be (период полураспада 53.2 сут.). Уровни содержания данного изотопа на поверхности составили от 2 до 8 Бк/м³. Установлено, что на характер его распределения с глубиной существенно влияет взвешенное вещество.

6. Выполненный впервые подробный отбор проб метана от поверхности до дна на разрезе по 134° в.д. показал его повышенное содержание как в подповерхностных водах, поступающих с юга из Восточно-Китайского моря, так и в субарктических водах северной части моря, погружающихся на фронте и распространяющихся на юг как промежуточная водная масса пониженной солености.

7. Показана многофронтальная структура сахалинского апвеллинга, развивающегося в осенний период и приводящего к резкой смене термохалинных характеристик вод.

8. Обнаружена аномалия в развитии осеннего ветрового апвеллинга у побережья Приморья. Апвеллинг, обычно наблюдающийся продолжительное время в районе между 133° и 134° в.д., в этом году практически не был выражен. В то же время интенсивный апвеллинг наблюдался в заливе Петра Великого, что определяло резкую изменчивость гидрологических условий, обусловленную заходом на шельф холодных морских вод с температурой ниже 2°С и подъемом сезонного термоклина на 30 м (рис. 1а, 1б).

9. Измерения на АБС показали бимодальность и быструю перестройку Приморского течения от осени к зиме. На протяжении октября отмечался поток, направленный на восток-северо-восток, соответствующий осенней реверсивной моде течения (рис. 1в), но с 1 ноября течение поменяло свое направление на противоположное, и до конца наблюдений (19 декабря) сохранялся поток западно-юго-западного направления. На фоне доминирующего потока зарегистрированы короткопериодные изменения течений (6.5 и 12.5 сут.), связанные с формированием над кромкой шельфа вихрей синоптического масштаба.

10. Обнаружена ранее не наблюдавшаяся высокая численность китообразных в западной части Охотского моря в конце октября.

Источники финансирования. Экспедиция проводилась за счет средств, предоставленных Минобрнауки России. Исследования выполнялись в рамках госзадания ТОИ ДВО РАН на 2021 г. по темам №№ 4, 6, 9 и 11 (рег. №№ 121021500055-0, 121021700346-7, АААА-А20-120011090005-7 и 12121500052-9), а также международных программ “Исследование окраинных морей Азии КРИМС/ ПАЙСИС (CREAMS/PICES)” Северотихоокеанской организации по морским наукам (PICES) и “Глобальная система наблюдения океана для региона северо-восточной Азии (NEAR-GOOS)” ВЕСТПАК МОК-ЮНЕСКО.