Юрий Федоров - Тяжелые металлы в компонентах ландшафта Азовского моря

Азовское море расположено в области умеренно-континентального климата. Важное значение играет солнечная радиация: годовое количество суммарной солнечной радиации увеличивается от Таганрогского залива к Темрюкскому от 4850 МДж/м 2до 5250 МДж/ м 2. Доля рассеянной радиации составляет порядка 25 % от общей, а поглощенной – свыше 50 %, на испарение расходуется около 25 % (Гидрометеорология…,1991; Спичак,1964). Зима здесь довольно мягкая и сухая. Среднемесячная январская температура составляет -2 – -4°C. Преобладают сильные северо-восточные и восточные ветры. Весной циркуляционная система несколько меняется, и с приближением лета всё сильнее проявляются её местные особенности. В этот сезон при сохранении прежних доминирующих направлений существенную роль начинают играть западные ветры. Лето в районе Азовского моря жаркое (среднемесячная температура июля изменяется от +23,5 до +25°C) и, несмотря на выпадение основной части осадков, сухое в силу высокой испаряемости. Среднегодовая температура воздуха изменяется от 8,5 до 11,5°C, увеличиваясь с северной части моря к южной. Самые низкие температуры отмечаются в январе, а высокие в июле и августе в прибрежных районах и над открытым морем соответственно. Годовое количество осадков составляет 312 мм на западе моря и 430 – 528 мм на востоке и юго-востоке с максимальным (60 – 67 %) выпадением в тёплый период года (с апреля по октябрь). Наибольшее их количество приходится на июнь и август (Гидрометеорологический справочник …, 1962; Гидрометеорология…, 1991). В холодное время года выпадают преимущественно твердые осадки, однако в периоды потепления могут быть и дожди.

Как показал Ю. М. Гаргопа (2000), уровень биоресурсов моря увеличивается в период развития западной формы атмосферной циркуляции (W) и, наоборот, снижается, когда возрастает повторяемость восточной (E). Воздействие северной формы (C) неоднозначно. Он также продемонстрировал, что водный баланс и соленость тесно связаны с формами атмосферной циркуляции. Так, с середины 1960-х до второй половины 1990-х гг. доминировала форма циркуляции E. Со второй половины 1990-х гг. в ближайшие и последующие годы, видимо, существенное влияние на экосистему моря оказывает западный тип макропроцессов. Это предположение нашло подтверждение в работах (Латун и др., 2010; Латун, 2005).

Отмечено увеличение доли ветров западной четверти от 70– 80‐х гг. XX в. к настоящему времени. Начиная с 1997 г. и по настоящее время над Таганрогским заливом фиксируется устойчивое преобладание западного переноса воздушных масс (более 50 % в год), за исключением 1999, 2003 и 2007 гг., когда преобладали ветры восточных румбов. Эта особенность ветровой динамики позволяет предположить, что наблюдаемое в течение последнего десятилетия возрастание повторяемости ветров западной четверти может продолжиться и в ближайшие годы. Анализ данных показал, что в данном регионе произошла коренная перестройка флуктуации и скорости ветра (Латун, 2005). Максимальные скорости в 2003–2007 гг., отмечаются не в феврале (как раньше), а в период с марта по май. Второй максимум, наблюдавшийся обычно с октября по декабрь, не фиксируется. В летний период динамика скорости ветра соответствует среднемноголетней. Полученные результаты свидетельствуют также об уменьшении средних скоростей ветра в последние годы.

Это подтверждается параллельными результатами исследований Ю. Ю. Ткаченко (Ткаченко, 2010). На основании анализа изменений параметров ветра в районе исследований он отметил, что вместо ожидаемого увеличения числа дней с большими скоростями ветра отмечается их снижение, причем на фоне уменьшения средней многолетней скорости ветра. За последние 10 лет средняя многолетняя скорость ветра не превышала 2 м/с.

Во второй половине ХХ в. интенсивная циркуляция воздушных масс наряду с распашкой степей часто приводила к развитию в регионе «пыльных бурь» или «чёрных бурь». В результате ветровой эрозии разрушался верхний слой почвы глубиной до 20 см, а в районах затухания силы ветра наблюдались своего рода «почвенные волны» из чернозёма высотой до 2 м. Масштабы эрозионного разрушения почв и переноса дисперсного почвенного материала колоссальны. Так, в результате только одной средней по интенсивности пыльной бури в 1984 г. на акваторию Азовского моря поступило 11,1 млн т терригенного материала. Характерно, что роль эолового фактора в осадконакоплении в Азовском море снижается, и с конца 1980-х гг. ХХ в. ежегодное поступление эолового вещества на акваторию водоема не превышает 4 млн т (Хрусталев и др., 1988).

Важную роль в формировании гидрологического режима Азовского моря играют реки, самые крупные из них – Дон и Кубань (Лурье, 2002; Лурье и др., 2005), площади водосбора которых составляют 422,5 и 57,9 тыс. км 2соответственно. На их долю приходится более 90 % от суммарного речного стока. С 1995 по 2006 гг. сток реки Дон изменялся от 18,9 до 28,4 км 3, а реки Кубань менялся от 10,5 до 17,5 км 3(Клёнкин и др., 2007).

Система циркуляции вод Азовского моря отличается сложностью и неустойчивостью, зависит от ветрового режима, стока впадающих рек, а также от водообмена с Черным морем. Особенно сильно циркуляцию вод в Азовском море трансформируют штормовые восточные и северо-восточные ветры, вызывающие сгоны в Таганрогском заливе. В формировании ветровых течений участвуют дрейфовый, компенсационный и инерционный компоненты, вклад которых изменяется как во времени, так и пространстве. Обычно скорости течений составляют порядка 2 % от скорости породившего их ветра. В Азовском море они, как правило, не превышают 20 см/с, однако в сильные осенние и весенние штормы могут достигать 40 см/с. Системы вдольберегового переноса также являются сложными, ибо зависят как от волнения, так и от конфигурации береговой линии. У северного и южного побережий Таганрогского залива эти течения имеют преимущественно западное направление, что нашло отражение в ориентации образовавшихся благодаря ним песчаных косах (Гидрометеорологический справочник …, 1962; Гидрометеорология…, 1991).

Вследствие небольшого размера Азовского моря, для него характерны сгонно-нагонные явления (рис. 1.1). Чаще всего сгоны и нагоны происходят в Таганрогском заливе (соответственно 13 и 6 случаев в году). Амплитуда вызываемых ими колебаний водной поверхности в среднем составляет 3 – 4 м (5,5 м в г. Таганроге) (Гидрометеорологический справочник …, 1962; Гидрометеорология…, 1991).

Рис. 1.1.Нагон в дельте реки Дон

Сгонно-нагонные явления в Азовском море могут приобретать катастрофический характер, о чем известно было со времен античности. Ряд документов эпохи Петра Великого свидетельствуют о крутом нраве моря, рассеивавшего малый флот во время северо-западных ветров. Изменения уровня при этом могут быть весьма значительны. Так, в декабре 1913 г. в Таганрогском порту из-за сгонного ветра уровень воды понизился на 2,5 м, стоявшие на рейде суда сели на грунт и повалились на бок. Памятен свирепый удар водной массы по юго-восточному побережью 23 августа 1960 г. Волны, залив обширную территорию суши, соединились с лиманами и лагунами. Низменные части Темрюка, Приморско-Ахтарска и других населённых пунктов, оказались затопленными. Трагедия повторилась в ещё больших масштабах 28 октября 1969 г., когда на сушу пришла пятиметровая волна, наибольшая по здешним понятиям. Сохранились рассказы очевидцев: «В сумерках с Темрюкского маяка я увидел на северо-западе приближающуюся со стороны моря гору воды. У меня была плохо привязана лодка, и, чтобы её закрепить, я спустился с возвышенного берега, где стоит маяк, к морю. Но было уже поздно. Набежавший вал вырвал из рук цепь и закрутил лодку, как пропеллер. Через несколько дней обломки лодки нашли на берегу. Я бросился к береговому обрыву и, цепляясь за кусты, успел влезть на обрыв раньше, чем его накрыл водяной вал. Море кипело до вечера, затем начало медленно затихать. Назавтра воцарился штиль, который держался два месяца» (Шнюков и др., 1994). Подобные явления случаются довольно часто (рис. 1.2, 1.3).