Течения

Течения в Амурском заливе в основном определяются непериодической компонентой, приливая компонента слаба. Основные факторы, определяющие течения - сток р. Раздольной и ветер.

На формирование течений влияет Приморское течение, которое проникает в Амурский залив из залива Петра Великого. В общем течения малы и неустойчивы. Это объясняется тем, что каждая из слагающих их компонент действует в различное время с разной интенсивностью и часто в противоположном направлении (исключая речной сток)

Циркуляция вод в Амурском заливе происходит по следующей схеме: вдоль восточного побережья залива в прибрежной зоне от мыса Токаревского до о. Скребцова наблюдается перемещение вод с юго-запада на северо-восток со средней скоростью 5 см/сек. У о. Скребцова под воздействием косы течение поворачивает на северо-запад и запад, к мысу Песчаный. От мыса Песчаный струя поворачивает на юг со скоростью около 7,5 см/ сек, занимая примерно осевую линию залива.

В северной части залива течение циркулирует в антициклональном направлении (по часовой стрелке).

Струя у восточного побережья слаба, по ширине - около 1 км. В летний период, при юго-восточных ветрах, оно увеличивается. При северных ветрах течение у восточного берега исчезает, происходит перемещение вод на юг. Однако в придонном горизонте течение вод на север сохраняется, но скорость его падает до 1-3 см/сек.

В зимний период схема течений сохраняется подобной представленной для летнего периода, однако скорости течений уменьшаются в 10-12 раз, что обусловлено со­кращением стока рек и влиянием ледяного покрова, препятствующего воздействию ветра.

Помимо Приморского течения на гидродинамический режим залива летом оказывает влияние паводковый речной сток р.Раздольной. Образующееся при этом «речное течение» опресненных вод прослеживается в северо-западном углу залива до полуострова Песчаный при скорости до 10-15 м/с.

Влияние приливно-отливных течений прослеживается до дна. Максимальные скорости приливных течений у дна не превышают 5-10 см/с. В Амурском заливе глуб­же зоны ветрового влияния, определяющими характеристиками динамики воды являются течения приливные и связанные со сгонно-нагонными явлениями

Наибольшее влияние приливных течений сказывается в проливе Босфор Восточный, где скорости их могут достигать до 15-25 см/с.

Ветровое волнение в безледоставный период образует систему дрейфовых (остаточных) течений, способных при штормовых ветрах оказывать свое влияние вплоть до донных горизонтов.

Характерной особенностью дрейфовой циркуляции вод при северном ветре в мелководной части залива, в его вершине, является антициклональная циркуляция вод, причем у западного побережья она несколько нарушается переносом потока вод вдоль побережья. Под воздействием ураганных ветров наиболее интенсивная дрейфовая циркуляция формируется в вершине залива и вдоль западного побережья. Скорости дрейфовых течений могут достигать 35-105 см/с, в то время как на востоке залива они не превосходят 44 см/с.

Таким образом, максимальные скорости течений при северном ветре отмечаются в мелководной части залива вблизи северо-западного побережья.

В Амурском заливе четко выражено отклонение течений как в право, так и в лево от направления ветра. Причина указанного явления связана с большей изрезанностью береговой черты залива и его мелководностью.

Циркуляция вод залива при северо-западном ветре сохраняет некоторые черты циркуляции вод, сформированный под воздействием северного ветра.

Наиболее существенные изменения характерны для мелководной зоны в вершине залива. Исчезает расхождение дрейфового потока у северо-западного берегов залива. Наблюдается общий перенос вод по ветру - на юго-восток, причем по мере продвижения на юг залива все больше отклоняются к востоку. Вдоль восточных берегов движение по-прежнему направлено на юго-запад.

При ураганах скорость течений резко возрастает в вершине залива до 92 см/с, до 50 см/с - на востоке залива. Заметим, что хотя при северном ураганном ветре скорость течений у северо-западного побережья может превышать 100 см/с, однако при северо-западном ветре происходит интенсификация течений на всей акватории залива.

Дрейфовые течения, возникающие под влиянием северо-западного ветра, име­ют большие углы отклонения в вершине залива, чем при северном ветре, а на осталь­ной акватории они уменьшаются.

Максимальные значения ветровых коэффициентов по-прежнему наблюдаются в вершине залива, но величина их меньше, чем при северных ветрах.

Юго-восточный ветер формирует циклональную дрейфовую циркуляцию вод в северной части залива, в то время как при исследованных выше синоптических ситуациях движение вод было близко к антициклональному типу циркуляции. В целом, в заливе дрейфовый перенос вод происходит по ветру, однако, вблизи берегов направле­ние течений изменяется. При умеренном ветре в вершине залива скорости течений 10-20 см/с, что указывает на некоторую интенсификацию течений по сравнению с предыдущими синоптическими ситуациями, однако при сильных штормах и умеренных ветрах интенсивность движения в этом районе ниже, чем при северном и северо-западном ветрах. Скорости течений в зависимости от силы ветра колеблются в преде­лах: 20-29 см/с; 38-56 см/с; 53-78 см/с. У восточного побережья скорость течения при умеренном юго-восточном ветре - 10 см/с, при сильном - 24 см/с, при штормовом -45 см/с и ураганном - 63 см/с. Вдоль западного побережья скорости течений по вели­чине такие же, как и при северном и северо-западных ветрах (умеренных и сильных), а при штормовом и ураганном юго-восточном ветре скорости значительно возрастают до 40-65 см/с и 50-90 см/с соответственно. Максимальная скорость 92 см/с отмечается у юго-западного побережья залива.

Характерной особенностью дрейфовой циркуляции вод при юго-восточном ветре является усиление течений при штормовых и ураганных ветрах вдоль восточного и юго-западного побережья, в то время как при северном и северо-западном ветрах усиливаются течения в вершине залива.

Северные и северо-западные ветры могут вызвать незначительный нагон воды у восточного побережья, а юго-восточный ветер - в вершине залива и у восточного побережья, причем величина его при штормах и ураганах может быть довольно вели-ка, особенно в вершине залива. В вершине залива на мелководье, где глубины не превышают 5 м, и вдоль западного побережья течения устанавливаются через 21 час после возникновения северного и северо-западного ветра. Формирование устойчивой дрейфовой циркуляции на всей акватории Амурского залива при умеренном ветре происходит за 4 часа.

Однако, под влиянием юго-восточного ветра в Амурском заливе, благодаря архипелагу островов, ограничивающих его акваторию с юго-востока, время формирования устойчивых дрейфовых течений не превышает 6 часов.

Северные и северо-западные умеренные ветры в Амурском заливе интенсифицирует движение вод вдоль северного и западного побережий, причем скорость суммарных течений возрастает в 1.5-2 раза, по сравнению со скоростью постоянных течений. У восточного побережья залива дрейфовые течения изменяют направление переноса постоянных течений на поверхности на противоположные. Суммарный перенос вод здесь направлен на юго-восток, а при сильных, штормовых и ураганных ветрах искажение дрейфовых потоков под влиянием постоянных течений практически не ощущается.

При юго-восточном ветре усиливаются суммарные течения у восточного побережья залива, при чем при сильных и штормовых ветрах скорость течений возрастает в 3-4 раза, а при ураганах - в 6 раз.

В вершине залива и вдоль западного побережья при данной синоптической си­туации происходит ослабление дрейфовых потоков под влиянием постоянных течений и возможно искажение движения вод при умеренном ветре. С усилением ветра до штормового и ураганного, интенсивность переноса вод к северу возрастает в 3-9 раз. Таким образом, вклад постоянных течений в суммарный перенос вод, включающий дрейфовые потоки, в зависимости от силы ветров и его направлении колеблется от 1 до 40%.

Дрейфовые течения могут существенно изменить схему постоянных течений и, следовательно, связанный с ней перенос загрязненных вод по заливу в безледоставный период

Учитывая экологические последствия возможных аварийных проливов нефти и дальнейшей миграции нефтяных пятен считаем необходимым привести описание общей циркуляции вод залива Петра Великого

Исследования многих авторов указывает на проникновение вод Приморского течения в заливе Петра Великого и существенное влияние его на формирование циркуляции вод в прибрежных его бухтах и заливах. Особое влияние Приморское течение оказывает на циркуляцию вод южной части Амурского залива, где северная струя течения омывает острова Стенина, Рейнеке, Антипенко, Рикорда, формируя здесь антициклональный круговорот вод, охватывающий фактически всю водную толщу. Воды Приморского течения поступают в Амурский и Уссурийский заливы, где, постепенно теряя свою энергию, принимают участие в общей циркуляции вод этих заливов, причем его явление усиливается в периоды наибольшего развития Приморского течения.

Таким образом, при исследовании общей циркуляции вод залива Петра Великого необходимо учитывать особенности Приморского течения и взаимодействие его с водами залива.

Приморское течение прослеживается вдоль внешней кромки шельфа Приморья на расстоянии 15-20 миль от берега. Ядро течения расположено на глубине около 100 м, средняя скорость порядка 20 см/с, максимальная - до 100-120 см/с, ширина потока 10-15 миль.

Здесь выделяется три области: прибрежная, непосредственно прилегающая к берегу до изобаты 10-20 м, затем область между прибрежной полосой и зоной основного потока Приморского течения и зона действия Приморского течения.

В прибрежной зоне, особенно в полузакрытых бухтах и заливах, течения слабые, по направлению неустойчивые. Под действием ветра легко развиваются дрейфовые течения.

В области между прибрежной полосой и основным притоком вод под влиянием неровностей дна формируются вихревые антициклональные образования с горизонтальным размером 10-15 км, перемещающиеся вдоль берега в направлении основного потока со скоростью 10-20 см/с.

В зоне действия основного потока межсуточная изменчивость течения минимальна. В течение 7-10 суток устойчивость течения достигает 90-100%.

К северу от залива Ольга течения в толще вод шельфовой зоны двухслойные. Летом в поверхностном слое моря 0-25 м под влиянием юго-восточного муссона образуется поток вод по направлению противоположному Приморскому течению - воды движутся на север со средней скоростью 10-15 см/с. Приморское течение на поверхности моря в этот период не наблюдается, его верхняя граница в области ядра расположена на глубине 10-25 м.

В заливе Петра Великого Приморское течение проявляется на поверхности как в зимний, так и в летний периоды со средними скоростями 30-40 см/с. От мыса Поворотный к западу течение входит в залив и следует вдоль изобаты 100 м в направлении м. Гамова о. Фуругельма. Максимальные скорости на поверхности могут достигать 120-150 см/с, средние скорости потока в заливе 30-40 см/с. Ширина основного потока, ограниченного изотахой 5 см/с, около 20 миль. Ось течения расположена на расстоянии 8-12 миль от северной границы течения, которая проходит по линии о. Фурунгельма, м. Гамов, о. Большой Пелис, о. Аскольд и м. Поворотный, К северу от границы течения, примерно вдоль изобаты 50 м, прослеживается прибрежное противотечение, особенно четко оно выражено в западной части залива Петра Великого (рис. А1).

Поток вод Приморского течения входит в залив с небольшой северной составляющей и на меридиане о. Русский отклоняется на юго-запад к берегам Северной Кореи. Под влиянием морфологических особенностей, рельефа дна и очертания береговой линии, Приморское тече­ние в различной степени оказывает свое воздействие на циркуляцию вод мелководных бухт и заливов» расположенных в пределах залива Петра Великого. Особенно заметно это влияние оказывается в заливах Посьета, Китовый, Босик, Находка, Стрелок, в проливе Аскольд, в районе архипелага островов Римского-Корсакова, где общее двоение вод осуществляется по системе антиклинальных круговоротов. Средние скорости движения в них достигает 5-10 см/с.

Влияние Приморского течения на движение вод в Амурском и Уссурийском заливах значительно слабее я проявляется преимущественно в их южных районах.

К западу от о. Аскольд струи Приморского течения проникают в Уссурийский залив и следуют в направлении о. Русский. Через проливы между островами Рейнеке, Русский и Попова, пролив Босфор-Восточный, поверхностные воды Уссурийского залива проникают в Амурский залив.

В формировании циркуляции вод Амурского и Уссурийского заливов, особенно в полуоткрытых бухтах и заливах, возрастает роль речного стока и ветра. Течения здесь неустойчивые, их средние скорости не превышают 10-15 см/с, а направление переноса вод определяется преимущественно действием местных ветров, их интенсивностью и скоростью.

Хотя течениям залива Петра Великого посвящены работы различных исследователей, базирующихся на многочисленных инструментальных и косвенных определениях, в том числе на материалах суточных станций, однако до сих пор нельзя сказать, что течения этой части Японского моря известны с достаточной полнотой. Такое положение можно объяснить сложным характером существующих течений, и главное, их малой устойчивостью. Устойчивость течений залива за пределами Приморского течения менее 50%. Открытая часть залива Петра Великого подвержена влиянию постоянного Приморского течения. В то же время некоторые исследователи не исключаю возможность проникновения в залив летом вод Восточно-Корейского течения. В свою очередь, эти постоянные течения являются составной частью общей циркуляции вод Японского моря. В заливе, вдоль северной границы Приморского течения, формируется фактически легальная шельфовая фронтальная зона, представленная системой вихревых образований, достаточно четко проявляющаяся в пространственном распределении температуры, солености морской роды и скорости течений. Структура шельфовой фронтальной зоны находится в тесной зависимости от Приморского течения, которое, в свою очередь, метется под воздействием общей циркуляции вод, по крайней мере, северной части Японского моря.

Результаты инструментальных исследований циркуляции вод Японского моря позволили авторам представить схему циркуляции в виде системы замкнутых вертикальных циркуляционных ячеек, охватывающих всю толщу вод, что позволяет рассматривать течения Японского моря как их горизонтальные составляющие, а вертикальную циркуляцию; как связывающие звенья. В этом случае можно предположить, что частицы воды совершают движения в системе спиральных вертикальных циркуляции. "Ячеистая" циркуляция вод находит свое отражение на картах распределения гидрофизических характеристик моря.

Зона дивергенции южнее залива Ольга, вклиниваясь на шельф, как бы разрывает Приморское течение.

Особенность пространственного распределения температуры воды на разрезах перпендикулярных к шельфу Приморья, на расстоянии 15-20 миль от берега в слое 0-25 м летом на 1,5-2° ниже, чем в прибрежных и открытых водах. Положение зоны пониженных температуру вытянувшейся вдоль Приморья, совпадает с положением Приморского течения, кинетическая энергия которого в 2-3 раза выше; чем в прилегающих районах моря. Таким образом, формирование зоны пониженной температуры вод вызвано не только прямой адвекцией холодных вод Приморского течения, но и интенсивным динамическим перемешиванием поверхностных вод с глубинными.

Закономерности пространственно-временной изменчивости течений и структуры вод северной части Японского моря является проявлением общих внутренних циркуляционных процессов, которые представляются разнонаправленными вертикальными циркуляционными ячейками, связи между которыми осуществляются через зоны конвергенции, охватывающие всю толщу моря. Таким образом исследования изменчивости открытой части залива Петра Великого связано с Приморским течением и всей системой течений северной- части Японского моря.

Воды в вершинах Амурского и Уссурийского заливов в значительной степени опреснены, за счет впадающих рек. Если представить Амурский залив изолированным от открытой части залива Петра Великого, то сток только реки Раздольной, в течения июня, даст повышение уровня на 60 см в Амурском заливе, что не может не отразиться на общей циркуляции этого района.

Положительный баланс пресных вод дает сток в сторону моря.

Большое значение в образовании системы течений имеет ветер. К.А.Гомоюнов указывает, что значительный рост уровня в Амурском заливе обуславливается южными и юго-западными ветрами, в это время легко наблюдать движение вод по ветру. Это задерживает отливные течения на 1-2 часа, и они в итоге запаздывают. При нагонных ветрах в придонных горизонтах развивается сточное компенсационное течение, т.e. обратное тому, которое вызывается неравномерным распределением плотности морской води.

Приливные течения в заливе развиты слабо, их скорости не превышают 5 см/с. Наибольшее их влияние на движение вод сказывается в проливе Босфор Восточный, где скорости приливных течений достигают при средних астрономических условиях 15 см/с, а максимально возможные 20-25 см/с. Характер приливных течений в проливе близок к правильным полусуточным, максимальные скорости течений приурочены к оси пролива Босфор Восточный.

Во внутренних областях залива в придонных горизонтах течения преимущественно направлены к югу, в сторону материкового склона. То есть существует компенсационный поток вод.

Таким образом, в создания системы течений залива Петра Великого и его частях принимают участие: постоянное морское течение – Приморское, сток рек, впадающих в залив, приливно-отливные течения, дрейфовые течения.

В различные сезоны года каждая из сил, вызывающих указанные течения, действует в с различной интенсивностью и часто в противоположном направлении. Лишь одна сила действует постоянно, в одном направлении, правда с разной интенсивностью - распреснение. Как бы ни действовали другие силы, поступающие в залив речные воды должны стекать в сторону открытого моря.

По- современным представлениям основными источниками изменчивости океанических характеристик на шельфе являются локальные изменения ветра, плотностной стратификации, солнечной радиации, берегового стока, осадков и пр.

Такие факторы, как сила Кориолиса, горизонтальный и вертикальный сдвиги скорости, турбулентное трение, рельеф Дна, очертание береговой линии в значительной мере усложняет характер движения вод в бассейне. В результате действия всех факторов на шельфе формируются суммарные течения, имеющие различные масштабы пространственной и временной изменчивости от турбулентных микропульсаций до долгопериодных крупномасштабных колебаний. Все процессы, формирующие сложную динамическую структуру вод шельфа, взаимодействуют друг с другом нелинейным образом, что значительно усложняет реализацию гидродинамических моделей: в конкретных физико-географических районах шельфа.

Наиболее распространены расчеты течений на шельфе со сложной орграфией береговой черты необходимо учитывать систему течений в прибрежной зоне бассейна. Обычно здесь наблюдаются две группы течений: постоянные, периодические и временные, вызванные различными причинами; вторая группа – волновые течения, вызванные волнениями; переносные, вдоль береговые, градиентные и компенсационные.

Течения первой группы четко выражены, в морской части прибрежной зоны моря являются результатом сложения течений обеих групп. В зависимости от силы ветра и волнения в прибрежной зоне может преобладать любая из этих групп течений.

Исследование вопроса о влиянии ветра на течения в хорошо перемешиваемых устьях рек показало, что сгонно-нагонные ветра приводят к возникновению придонных течений, направленных в устье и из него в море. Под действием нагонного ветра на поверхности воды образуется направленное в устье течение, которое складываясь со стоковым течением из устья, уменьшает скорости стокового течения на поверхности до нуля, а ядро стокового течения прижимается ко дну. Таким образом, нагонный ветер усиливает придонное течение в устье. При сгонном ветре формируется глубинное противотечение, направленное обратно в устье. Возникает эффект втягивания морских вод в реку, т.к. сгонный ветер, усиливая течения на поверхности воды, приводит к обратному эффекту у дна. В связи с этим вблизи устья рек формируется специфический режим течений, возбуждаемых ветром.

Рассмотренные подходы исследования циркуляции вод на шельфе с позиции гидродинамических моделей позволяют выявить основные механизмы формирования морских течений как в мористой части шельфа, так и непосредственно вблизи побережья, что в итоге позволяет понять всю сложность процессов, формирующих гидродинамический режим вод на континентальном шельфе.

Расчет течений возникающих под влиянием ветра в Амурском заливе, проводился с использованием данных натурных наблюдений над ветром. Выделены преобладающие направления ветра и его скорости. Для расчетов принято три направления: северное, северо-западное и юго-восточное (табл. 7-8). Расчет проводился для типичных синоптических ситуаций при которых учитывались умеренные ветры со скоростью 6 м/с, сильные (13 м/с), штормовые (25 м/с), ураганные (35 м/с).

Схема расчетных точек представлена на рис. 1.

Для расчетов использована методика, разработанная в ГОЙНе и рекомендованная для исследования дрейфовых течений в шельфовых районах морей. Схема расчета сводилась к определений ветровых коэффициентов при заданных направлениях ветра береговой линии, глубины места или расстояния от берега. По этим исходным данным определялся угол отклонения течения от направлений ветра и ветровой коэффициент.

Рис. 6. Дрейфовые течения на поверхности при северном ветре

Рис. 7. Дрейфовые течения на поверхности при северо-западном штормовом ветре

Рис. 8. Дрейфовые течения на поверхности при юго-восточном штормовом ветре

Повторяемость (%) направление преобладающих ветров по сезонам Таблица 7.

станции	зима	весна	лето	осень
Владивосток	с-74%	юв-37%, с-37%	юв-57%,	юв-25%,сз-44% с-25%,
Находка	с-28%, сз-20%, св-37%	юв-20%, з-21%,	юв-40%,	св-32%,сз-13% с-16%,
Аскольд	с-34%, сз-40%	юв-28%, сз-28%	юв-38%, в-23%	в-29%, сз-46% з-28%,
Поворотный	с-24%, сз-49%	з-23%, сз-31%, в-31%	з-17%, сз-16%, в-49%	з-20%, сз-36%,
Посьет	з-38%, юз-38%	юв-25%, з-20%, в-18%	юз-27%, в-27%	юв-22%, з-10%, в-19%
Витязь	в-23%, з-23%, св-25%	юз-25%, св-23%	юз-27%, в-30%	юз-22%, в-19%, з-18%,
Гамов	сз-27%, з-29%	св-25%, з-25%	св-19%, з-29%, в-28%,	св-17%, з-29%
Б. Пелис	с-34%, сз-40%	сз-14%, юз-15%, юв-18%	ю-19%, юв-35%	сз-20%, с-23%,

Повторяемость ветра различной скорости (%) Таблица 8