Реферат: Гидрологические аспекты проблемы уровня Каспия

Введение.

Уникальный природный водоем нашейпланеты — Каспийское море расположено на крайнем юго-востоке Европейскойтерритории России Море лежит на границе двух крупных частей единого материкаЕвразии.Географические координаты крайних точек современ­ной акваторииКаспийского моря (без Кара-Богаз-Гола): на севере — 47° 07' с.ш., на юге — 36°33' с.ш.; на западе — 46° 43' в.д. и на востоке — 54°03'в.д.

Каспий занимает крупную и глубокую материковую депрессию впреде­лах самой обширной в Европе и СССР области внутреннего стока, не имеетсвязи с Мировым океаном, и уровень моря лежит на 28 м ниже уров­ня океана.

По размерам своей котловины Каспийскоеморе — крупнейший на Зем­ле замкнутый водоем. Его общая площадь равна 378 400км2, что состав­ляет 18% общей площади озер земного шара и в 4,5раза превышает пло­щадь второго по величине озера мира — Верхнего (84 100 км2.Северная Америка) [Николаева, 1971; Мировой водный баланс и водные ресурсыЗемли, 1974]. Вместе с тем площадь Каспийского моря соизмерима и даже значительнопревосходит площадь некоторых морей Мирового океана:

Балтийского (387000 км2),Адриатического (139000 км2), Белого (87 000км2) [Атласокеанов, 1977, 1980].

Каспийскому морю. в целом присуще субмеридиональноепростирание. Наибольшая протяженность его с севера на юг составляет 1030 км (померидиану 50° 00' в.д.). Наибольшая ширина достигает 435 км (по параллели45°30'с.ш.), наименьшая — 196км (по параллели 40° 30'с.ш.).

Каспийское море — глубоководный водоем с сильно развитойшельфовой зоной. По величине максимальной глубины впадины — 1025 м — Кас­пийуступает лишь двум самым глубоким озерам мира — Байкалу (1620 м) и Танганьике(1435 м) [Малый атлас мира, 1981]. Средняя глубина Каспий­ского моря,рассчитанная по батиграфической кривой, равна 208 м.

         Исходя из особенностейморфологического строения и физико-географи­ческих условий. Каспийское морепринято делить на три части: Северный, Средний и Южный Каспий. За условнуюграницу между Северным и Средним Каспием обычно принимают линию, соединяющуюо-в Чечень с м. Тюб-Караган, а между Средним и Южным Каспием линию о-в Жилой—м.Куули В пределах Северного Каспия выделяют также западную и восточную части.

Для Каспийского моря, как и для любого замкнутоговодоема, харак­терны значительные изменения природных условий, обусловленныекомп­лексом климатических, гидрологических и геологических процессов,протекающих в пределах его водосборного бассейна. Среди компонентов природногокомплекса моря весьма существенно изменяются морфомет-рия и топография водоема.Так, наблюдавшееся в 30-х годах текущего столетия уменьшение увлажненности вбассейне Каспия обусловило значи­тельное сокращение объема вод и резкое (1,8 м)понижение уровня моря. Это привело к сокращению площади водной поверхности,изменению конфигурации береговой линии, уменьшению глубин. В поледнее времянаблюдается обратный процесс. Уровень Каспия из года в год возрастает чтовызывает затопление огромных территорий.

ВОДНЫЙ БАЛАНС И УРОВЕНЬМОРЯ.

Непостоянство уровня поверхности Каспийского моря —одна из главных особенностей его гидрологического режима. В вековом ходе уровняКаспийского моря выделяются циклические колебания различной продолжительности.

Вплоть до 30-х годов текущего столетия водный балансКаспийского моря формировался под влиянием естественных климатических факторов,в результате их долговременных изменений. С середины 30-х годов на рекахКаспийского бассейна началось интенсивное водохозяйственное строительство,влияние которого стало ощутимо сказываться в 50-е годы. К началу 70-х годовпрактически все крупные реки бассейна были зарегу­лированы, заполнены и пущеныв эксплуатацию водохранилища. В резуль­тате этого уменьшился объем речногостока и изменилось его внутригодовое распределение. В 30-е годы уменьшениесуммарного притока речных вод в Каспий не превышало 5—7 км3 в год, внастоящее время безвозврат­ные изъятия достигают в отдельные годы около 50 км3в год. Следователь­но, помимо влияния климатических факторов, величинаповерхностного притока в море испытывает ощутимое дополнительное влияниеантропо-генной деятельности.

Исследование водного баланса за 1900—1982 гг. показало, чтовеличины его приходной части почти все время были меньше, чем расходной, восновном за счет притока рек (табл. 1). Дефицит баланса, составивший в среднем14 км3/год, обусловил общую тенденцию снижения уровня моря,продолжавшегося до 1977 г. включительно. Лишь в отдельные непродол­жительныеотрезки времени приход воды в море превышал расход и проис­ходило повышение илистабилизация уровня (рис. 1).

Поверхностный приток в море складывается из стока рек Волги,Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры, малых кавказских рек и рек Иранскогопобережья. Волга, бассейн которой составляет около 40% территории водо­сборногобассейна Каспия, определяет основную часть поверхностного при­тока к морю,достигающую около 80% общего его объема.

Изменения многолетнего сезонного стока Волги в различныеотрезки времени достигают значительных величин (табл. 2).

Благоприятные гидрометеорологические условия в бассейне моря,сложившиеся в начале столетия (1900—1929 гг.), обусловили значитель­ный притокречных вод к морю и относительно высокое положение его уровня (см. рис. 1). В30-е годы в бассейнах Волги и Урала наблюдался затяжной маловодный период.Величина волжского стока сократилась до 200 км3 в год, в то времякак в 1900—1929 гг. она достигала 250 км3 в год. Главная причинаэтой маловодности — потепление климата, охватив­шее все северное полушарие. Врезультате значительно уменьшилось коли­чество атмосферных осадков, главнымобразом осенне-зимних, форми­рующих основной объем стокаВолги.                         

В период 1942—1969 гг. бассейну моря был присущ болееумеренный климат, поэтому водоносность рек несколько увеличилась и темпыпадения

              Таблица 1. Составляющие водногобаланса Каспийского моря

/>

/>

/>

уровнязамедлились. Однако в первой половине 70-х годов в бассейне Каспийского моряопять сложились неблагоприятные гидрометеорологи­ческие условия и произошлопадение уровня моря до самой низкой отмет­ки за все время проведенияинструментальных наблюдений — до —29,0 м (1977 г.). Величина суммарного речногостока в 1970—1977 гг. оказалась даже ниже, чем в период интенсивного паденияуровня в 30-х годах. Сток Волги уменьшился до 207 км3/год и был нижесредней многолетней нормы за 1900-1982 гг. -238 км3/год.

Изменение характера увлажненности в бассейне Каспия,наступившее в конце 70-х годов, привело к увеличению атмосферных осадков, водо­носностьВолги резко повысилась, и произошел быстрый подъем уровня моря (см. табл. 2,рис. 1).

За исследованный период (1900-1982 гг.)   разностьмежду макси­мальным и минимальным поверхностным притоком в море составляет 260км3.  Наибольший суммарный поверхностный приток — около 460км3 — отмечался в 1926г., а наименьший — 200 км3 — в 1975 г.

Внутригодовое распределение поверхностного притока вКаспий, несмот­ря на различие физико-географических условий речных бассейнов испеци­фические особенности годового стока отдельных рек, почти полностьюсоответствует внутригодовому распределению стока Волги, составляю­щего основнуюдолю общего притока в море.

В течениегода четко выделяется максимум стока в мае—июне, в период прохожденияполоводья. В это время в море ежемесячно поступает

/>

            Рис. 1.Многолетние изменения стока Волги (км3/год) (д), уровня моря (м БС) (б):1 — фактический, 2 — естественный

17—26% величины годового стока. Меньшевсего речной воды поступает в зимние месяцы: в январе—феврале 3—7% годовогостока.

Интенсивное использование водных ресурсов рек,начавшееся с 50-х годов, привело к уменьшению величины поверхностного притока вморе, его внутригодовому перераспределению и, как следствие, к дополнитель­номуснижению уровня моря (см. рис. 1). В 70-х годах уменьшение вели­чины волжскогостока за счет безвозвратных изъятий на народнохозяйст­венные нужды составлялоуже около 20 км3 в год [Шикломанов, 1976], что равняется 50%ежегодных суммарных изъятий из рек Каспийского бассейна. Всего с 1940 по 1982г. море «недополучило» свыше 800 км3 речной воды, чтоможет быть почти соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматическихусловиях.

Поскольку объем атмосферных осадков, выпадающих наакваторию моря, существенно меньше объема речного стока, влияние осадков на меж­годовыеизменения уровня моря значительно меньше, чем речного стока.

С началастолетия прослеживается тенденция увеличения осадков, выпадающих на поверхностьморя. Их доля в водном балансе изменялась от 15% в начале столетия до 23% в1978—1982 гг., когда на поверхность моря в среднем за год выпадало 257 мм, чтосущественно превышало среднемноголетнюю норму (191 мм). Наибольшее количествоосадков — около 112 км3 (308 мм) — было зарегистрировано в 1969 г.,наименьшее — около 50 км3 (132 мм) — в 1944 г. Таким образом, размахколебаний количества осадков составил около 60 км3 (178 мм слоя). Втечение года наименьшее количество осадков выпадает в летние месяцы —июль-август(табл. 3).

/>

/>

Табл. 3. Внутригодовое распределение количестваатмосферных осадков выпадающих на поверхность Каспия.

/>/>Испарение с поверхности моря —основная расходная составляющая водного баланса. Из-за отсутствия достаточногоколичества фактических наблюдений его величина в настоящее время оценивается поразличным теоретическим и эмпирическим формулам. Использование методикирасчета, разработанной в ГОИНе [Гоптарев, Панин, 1970], позволило уточнитьмежгодовое и Внутригодовое распределение величин испарения по акватории Каспия.На акватории моря наиболее высокая величина испарения характерна для СеверногоКаспия, а наиболее низкая — для Среднего Каспия.
Анализ межгодовых изменений величин испарения в текущем столетии показал, чтосамое интенсивное испарение было в 30-х годах, чему способст­вовала засушливостьклимата, связанная с преобладанием антициклони­ческого режима циркуляцииатмосферы на значительной части ETC,что вызвало повышенное испарение не только в водосборном бассейне моря, но и наего акватории. В это время с поверхности моря ежегодно испаря­лось около 395 км3воды — намного больше, чем ее поступало в море. В результате в 1930—1941 гг.море «потеряло» около 740 км3 воды.

Для испарения с поверхности Каспия характернынезначительные межгодовые изменения, свидетельствующие об относительной устойчивостиэтого фактора. Однако следует отметить, что в связи с понижением уровня моря исоответствующим сокращением площади его зеркала происходит изменения объемаиспаряющейся воды.

Сезонная изменчивость испарения более значительна, чеммежгодовая. Так, с июня по декабрь с поверхности моря испаряется около 70%годового объема воды (табл. 4).

К расходным составляющим водного баланса до 1980 г.относился также сток морских вод из Каспия в залив Кара-Богаз-Гол.Непосредствен­ные наблюдения за стоком в залив велись с 1928 г.Среднемноголетняя величина стока за 1900—1979 гг. составила около 15 км3/год.

В начале столетия в залив стекало до 30 км3в год, в последующие годы, в связи с сокращением речного притока и понижениемуровня моря, объем стока морских вод в залив постоянно сокращался (см. табл.1).

С целью сокращения величины расходной составляющейводного баланса Каспия в 1980 г. Кара-Богаз-Гол был отделен от моря глухойплотиной, сток морских вод в залив прекратился. Перекрытие Кара-Богаз-Голапозволило «сэкономить» до 1985 г. более 40 км3 морскойводы, что в общем повышении уровня моря составило около 17 см слоя, и уровеньморя ежегодно стал в среднем на 2,5—2,7 см выше, чем при существовании стока взалив.

Роль подземного притока в море в водном балансе Каспиянезначитель­на, величина его ориентировочно оценивается в 4 км3/год[Потайчук, 1970].

За историческое время происходила неоднократная сменанизких и' высоких стояний уровня Каспия (рис. 2). В середине XVI в. уровеньморя находился на отметке —26,6 м в последующее столетие произошло повы­шениеуровня до —23,9 м, а в началеXVIII в. уровень опустился до отметки —26м. После этого значительного снижения начался период высокого стояния уровня, ик началу XIX в. (1805 г.) его отметка достигла -22 м [Берг, 1934; Аполлов,1951; Федоров, 1957; Николаева, Хан-Магомедов, 1962]. С начала проведенияинструментальных наблюдений (1837 г.) и до начала XX в. уровень сохранялположение в среднем около —25,8 м. С 1900 по 1929 г. изменения уровня былинезначительными и происхо­дили около средней отметки —26,2 м. Это относительноравновесное поло­жение уровня сменилось его резким снижением: с 1930 по 1941 г.оно составило 1,8 м и -было связано с крупномасштабными климатическимиизменениями. В последующие годы снижение уровня Каспия происходило болеемедленно, а в 60-е годы наблюдалась некоторая его стабилизация около отметки—28,4 м. В первой половине 70-х годов произошло пони­жение уровня доэкстремально низкой за последние 150 лет отметки: -29 м в 1977 г. Общееснижение с 1900 по 1977 г. составило 3 м, в том числе за счет хозяйственнойдеятельности — около 1 м. С 1978 г. уровень Каспия стал резко повышаться и в1985 г. достиг отметки —27,97 м, т.е. поднялся более чем на метр.

Современное повышение уровня не представляет собойаномального явления. Как отмечалось, значительные колебания уровня наблюдалиськак в прошлом, так и в текущем столетии. Так, приращение уровня на 20-30 см вгод отмечалось в 1865-1866, 1895-1896, 1933-1934, 1937-1938 гг. Повышениеуровня моря, наблюдающееся с 1978 г., обусловлено главным образом увеличениемобъема поступающего в море волжского стока, а также количества атмосферныхосадков, выпадающих на поверх­ность моря. В 1978—1983 гг. количество атмосферныхосадков сущест­венно превышало их среднюю многолетнюю норму, достигнув 256 мм вгод.

Внутригодовое изменение уровня имеет четко выраженныйсезонный характер (рис. 3), обусловленный изменчивостью составляющих водногобаланса. В зимнее время уровень — низкий, затем вследствие интенсивногопоступления в море речных вод наблюдается его весенне-летнии подъем. Основноенакопление воды в море происходит в июне—июле, и уровень достигает наивысшегоположения. С августа, в связи с уменьшением речно­го притока и увеличениемиспарения с морской акватории, уровень посте­пенно понижается до зимнегоминимума, наблюдающегося в январе-феврале.

Средняя многолетняя величина внутригодрвых измененийуровня за 1900—1983 гг. составила 30 см (табл. 5). Наибольшая величина его

/>

Рис 2. Вековые измененияуровня Каспийского моря. 1500-1900-по Л. С. Бергу: 1901-1083 гг.-данные ГОИНа.

/>

Рис 3. Среднемноголнтние внутригодовые изменения уровня Каспийского моря 1 — 1942-1955гг., 2 — 1956-1984гг., 3 – 1970-1977гг., 4 – 1978-1984гг.

годовыхизменений наблюдалась в многоводный 1926 г. (50 см), наимень­шая — в маловодный1975 г. (25 см).

Зарегулирование речного стока в бассейне Каспийскогоморя повлияло на сезонный ход уровня. В современных условиях половодье на Волгеначинается на месяц-полтора раньше и проходит быстрее, чем до 50-х го­дов. Этоприводит к более раннему наступлению среднемесячного макси­мума в годовом ходеуровня. Весенне-летние попуски речной воды вызы­вают некоторое сглаживание ходауровня в это воемя года, а зимние по­пуски, наоборот, приводят к повышениюуровня. Таким образом, в целом в течение года ход уровня стал более плавным(см. рис. 3).

Большойнаучный и практический интерес представляет разработка прогнозов уровня моря. Внастоящее время существует несколько методов. Во-первых, это так называемыеклиматические (гелиогеофизи-

/>

/>

ческие) прогнозы. Они основанына физических моделях, связывающих колебания уровня Каспия или отдельныхсоставляющих водного баланса с различными внешними факторами — температуройвоздуха и другими метеорологическими характеристиками, атмосферной циркуляцией,сол­нечной активностью.

Многиеавторы [Белинский, Калинин, 1946; Гире, 1971; Аполлов, Алексеева, 1959; Соскин,1959; Эйгенсон, 1963; Антонов, 1963; и др.] проводили поиск этихзакономерностей временных изменений уровня моря, обусловленных геофизическими иклиматическими факторами. Однако климатический прогноз на длительное время длятаких обширных территорий, как бассейн Каспия, продолжает оставаться одной изсложных и нерешенных проблем науки. Несмотря на то что наличие солнечно-земныхсвязей в настоящее время признано, механизм этих связей и теоретическая сторонавопроса остаются во многом неясными. Зависимости между уровнем моря ихарактеристиками атмосферной циркуляции также далеко не всегда дают возможностьполучить прогноз на длительное время.

Ко второй группе прогнозовотносятся вероятностно-статистические методы, суть которых состоит ввероятностном описании колебаний уровня исходя из представлений о порождающихих климатических и гидрологических факторах как о стохастических процессах[Крицкий и др., 1975]. Поскольку изменения водного баланса и уровня Каспия обус­ловленывзаимодействием двух основных факторов: поверхностного притока речных вод ивидимого испарения (атмосферные осадки минус испарение),    то расчеты и моделированиерядов этих характерис­тик- позволяют исследовать изменчивость уровня моря как вестественных условиях формирования гидрологического режима, так и при различныхего нарушениях.

Расчеты вероятных изменений уровня Каспийского моря надлитель­ную перспективу, основанные на воднобалансовом методе, выполненымногими исследователями [Калинин, 1968; Архипова и др., 1972; Смир­нова, 1972;Раткович и др., 1973; Шикломанов, 1976; и др.]. Полученные прогнозы хотя иотличаются друг от друга в количественном отношении, но сходны в том, что кконцу столетия при средних гидрометеорологи­ческих условиях можно ожидатьнекоторого снижения уровня моря.

Основным затруднением разработки климатическогонаправления прогнозов является то обстоятельство, что для построения надежныхфизических моделей необходимо найти такие определяющие внешние факторы,изменения которых опережали бы изменения уровня или состав­ляющих водногобаланса на срок не менее заблаговременное™ прогноза. Найти такие факторытрудно, поэтому возникает необходимость экстра­поляции их, что представляет неменее сложную задачу, чем разработка самого метода сверхдолгосрочного прогнозауровня моря.

Вероятностно-статистические методы прогноза имеютболее строгую теоретическую основу, чем климатические, но вероятностная формаполу­чаемых прогнозов, когда однозначно определяется календарный ход уровня присредних условиях притока и испарения и задается широкая полоса вероятныхотклонений положения уровня в каждый год прогно­зируемого периода, затрудняетих практическое использование.

Такимобразом, в настоящее время не существует достаточно надеж­ных методовпрогнозирования ожидаемых изменений уровня Каспийского моря, что существеннозатрудняет решение вопросов, связанных с эконо­микой и развитием народногохозяйства в бассейне моря. Разработка таких методов — одно из наиболее важныхнаправлений исследований Каспия.

                                ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ВОДНЫЕ МАССЫ.

Своеобразиеусловий формирования гидрологической структуры вод Каспийского моряопределяется его замкнутостью, внутриматериковым положением, большоймеридиональной протяженностью, воздействием речного стока, конфигурациейберегов и рельефом морского дна.

Замкнутость моря исключает адвекциювод из других бассейнов, пред­определяет формирование „структуры вод Каспияпутем взаимодействия процессов, происходящих в самом водоеме. Расположение моряглубоко внутри материка Евразии обусловливает значительное воздействие такихвнешних факторов, как тепловое и динамическое состояние атмосферы и речнойсток. Вытянутость моря в меридиональном направлении более чем на 10° создаетбольшие климатические различия между отдельными его частями, сильнее всегопроявляющиеся в зимний сезон. Сложный рельеф дна моря (глубоководные котловины,разделенные порогом, многочисленные острова и банки) влияет на особенностициркуляции вод и характер водообмена. Так, Апшеронский порог ограничиваетводо-обмен между котловинами Среднего и Южного Каспия, способствуя фор­мированиюв каждой из них своеобразной гидрологической структуры.

В целом гидрологическая структура водморя создается путем взаимо­действия процессов горизонтальной и вертикальнойтурбулентности и циркуляции вод, вызываемых различными факторами — полем ветра,потоками тепла и массы через поверхность моря, полем плотности, влия­ниемконфигурации берегов. Гидрологические условия в разных частях моря существеннозависят также от водообмена между ними.

Сезонные изменения гидрологическихусловий в Каспийском море весь­ма значительны, хотя они неодинаковы поакватории и в общем умень­шаются в направлении с севера на юг. В СеверномКаспии большая величи­на сезонных изменений теплового состояния водопределяется резкой кон-тинентальностью климата, а солености — сосредоточениемздесь основного количества поступающих в море речных вод. По направлению на югвлия­ние этих факторов уменьшается. Кроме того, больший объем водных массСреднего и Южного Каспия делает режим этих частей моря более устой­чивым поотношению к внешним воздействиям, чем мелководного Север­ного Каспия.

Зимой, благодаря климатическимразличиям между северными и южны­ми районами моря, температура воды наповерхности изменяется от О— 0,5° у кромки льда до 10,0—10,7° на юге моря. Приэтом у запад­ного берега моря температура воды ниже благодаря переносу на югхолод­ных вод с севера, а вдоль восточного берега выше в связи с поступлениемна север более теплых южнокаспийских вод. Вертикальные термические различия втолще вод зимой малы вследствие интенсивного развития процессов конвективногоперемешивания.

Летом, наоборот, климатическиеусловия над акваторией моря квази­однородные и горизонтальные температурныеразличия водных масс в це­лом меньше, чем зимой. В августе на большей частиакватории температура воды на поверхности находится в пределах от 22—23 до26—27°. Лишь в районе у восточного берега Среднего Каспия в июле—августе частооб­разуется обширная зона отрицательных аномалий температуры воды (до 16—11°).Ее образование связано со сгонным эффектом частых в летнее время и устойчивыхсеверо-западных ветров, приводящим к выходу на поверхность более холодных водпромежуточных слоев. Эти воды выде­ляются также по своим химическим ибиологическим характеристикам.

Приинтенсивном прогреве моря весной на нижней границе слоя ветро­вогоперемешивания образуется термоклин, достигающий максимального развития вавгусте.Существование в летний сезон резко выра­женного термоклина вблизи отповерхности моря ограничивает распростра­нение термохалинных возмущений вглубинные слои воды. С началом осеннего охлаждения и развитием конвективногоперемешивания термоклин разрушается, и в море снова формируется«зимний» тип распределения температуры со значительной однородностьюее по глубине и большими различиями в верхнем слое. Наибольшие годовые разноститемпературы воды на поверхности моря — до 20° — наблюдаются в его северных райо­нах,а также у восточных берегов Южного Каспия, что обусловлено интен­сивным летнимпрогревом и зимним охлаждением мелководий. Для центральной части Южного Каспияхарактерны наименьшие изменения темпе­ратуры в течение года, соответствующиенебольшим сезонным климати­ческим различиям. У западного и восточного береговСреднего Каспия, в районах апвеллинга, величина годовой разности температуры наповерх­ности уменьшается на 14—15°.

Сезонные изменения температуры вглубинных слоях моря зависят от развития процессов конвективного перемешивания.В Среднем Каспии сезонные различия температуры наиболее существенны в слоетолщиной около 200 м, в Южном Каспии — в слое до 100 м, что связано с развитиемздесь зимней вертикальной циркуляции. В суровые зимы, когда конвекцияраспространяется до больших глубин, понижение температуры может охватыватьболее значительную толщу воды, а в Среднем Каспии оно до­ходит • до дна. Впридонных слоях Среднего Каспия температура равна 4,5-5,0, Южного — 5,7-6,0°.

На меридиональном разрезе вдоль 51°в.д.  максимальные величины годовой разности температуры воды присущи верхнемуслою толщиной 30—40 м. Наименьшие сезонные изменения темпера­туры (0,2—0,3°) вСреднем Каспии отмечаются в промежуточном слое 75—300 м. В Южном Каспии слойминимальной сезонной изменчивости (менее 0,1°) находится значительно глубже —от 350 до 650 м.

Характерную особенностьрассматриваемого разреза представляет уве­личение годовой разности температурыводы вдоль северного склона впадины и в придонных слоях Среднего Каспия, вплотьдо Апшеронского порога. Это связано с влиянием процесса плотностного сто­кав зимнее время холодных вод по северному склону среднекаспийской впадины в еепридонные слои. В Южном Каспии, вдоль склона Апшерон­ского порога и в придонныхслоях также прослеживается некоторое воз­растание величин изменчивоститемпературы.

Таким образом, распределение величингодовой изменчивости темпе­ратуры воды в Среднем и Южном Каспии свидетельствуето том, что наи­большие сезонные изменения отмечаются в верхнем слое, а также впри­донных горизонтах и вдоль склонов глубоководных впадин, а в глубинной толщевод, особенно в южной части моря, они малы.

Пространственные изменения соленостиводы больше всего в Северном Каспии, где она возрастает от 0,1—0,2°/о о вблизиустьев Волги и Урала до 10—12°/о о на границе со Средним Каспием.

В глубоководных частях моря соленостьна поверхности увеличивается в целом с севера на юг и с запада на восток. Такоераспределение соленос­ти связано с опресняющим влиянием речного стока вдользападного побе­режья и осолонением вод у восточного берега, в условиях полногоотсут­ствия здесь пресного стока и интенсивного испарения. В откры-тых райо­нахморя соленость редко выходит за пределы 12,7-13,2°/оо. Вертикаль­ное.распределение солености в Среднем и Южном Каспии весьма однород­ное — отповерхности до дна ее увеличение не превышает десятых долей промилле .

Изменения солености в различныхрайонах моря от сезона к сезону не отличаются той однонаправленностью, котораяприсуща изменениям тем­пературы. Так, от весны к лету на всей акватории ЮжногоКаспия соленость возрастает вследствие увеличения испарения. В то же время вСреднем Каспии, где проявляется влияние опресненных северокаспийских вод,соленость на большей части акватории понижается.

Изменения солености от ноября кфевралю носят противоположный характер. В Южном Каспии соленость уменьшается, ав Среднем возраста­ет, что объясняется условиями водообмена между этими частямиморя. В это время года более соленые южнокаспийские воды поступают в сред­нюючасть моря, а в южную выносятся менее соленые среднекаспийские воды.

Максимальныевеличины годовой разности солености на поверхности, превышающие 1% о,отмечаются на северной границе Среднего Каспия и в приустьевых районах. Наакватории открытого моря они весьма малы и составляют в среднем 0,2—0,4° /оо

Величиныгодовой разности солености на разрезе по меридиану 51 в.д. показывают, что втолще вод они в основном не превышают 0,2—0,3°/оо Минимальные величиныизменчивости (0,1°/оо и менее) свойственны глубинным слоям бассейнов. Насклонах Апшеронского порога годовые изменения солености больше, что связано синтенсивным водообменом между Средним и Южным Каспием через Апшеронский порог.

Однородное распределение солености в глубоководныхчастях Каспий­ского моря — важная черта его гидрологической структуры,обусловли­вающая ее сезонную изменчивость главным образом за счет температуры.Именно температура воды, при мало изменяющейся солености, определя­ет основныеособенности поля плотности в зимний и летний сезоны и вли­яет на вертикальнуюустойчивость вод, особенно в верхних слоях. В глу­бинных и придонных слояхморя, где изменения гидрологических характе­ристик малы, в формировании поляплотности возрастает роль солености.

Как показывает распределение условной плотности наповерхности моря в феврале и августе, ее изменения по акватории моря малы — от0,5 усл. ед. зимой до 1,5 усл. ед. летом. В феврале плотность в Среднем Каспииболее 11,0 усл. ед., а в Южном — около 10,5 усл. ед. В августе зна­ченияплотности уменьшаются в среднем на 3 усл. ед., что и составляет величинугодовых изменений плотности на поверхности моря.

Следуетотметить однонаправленное влияние сезонных изменений тем­пературы и соленостина плотность в Среднем Каспии и их противополож­ное влияние в Южном Каспии.Увеличение речного стока в период поло­водья по времени совпадает с прогревомповерхностных слоев воды и совместное влияние этих факторов способствуетуменьшению плотности верхнего слоя воды в Среднем Каспии в весенне-летнийсезон. В зимнее время наблюдается усиление поступления более соленыхюжнокаспийских вод в среднюю часть моря и дальнейшее их охлаждение. Оба факторавызы­вают увеличение плотности вод в Среднем Каспии.

В Южном Каспии в летний сезоносолонение поверхностных слоев воды при испарении и интенсивный прогревоказывают противоположное влияние на изменения плотности воды. Зимойпоступление в южную часть моря менее соленых среднекаспийских вод снижаетэффект повышения плот­ности вод в процессе зимнего охлаждения. К тому же и самоохлаждение вод в Южном Каспии существенно меньше, чем в Среднем.

Небольшая вертикальная стратификацияКаспийского моря по соленос­ти и плотности — один из основных факторов,создающих благоприятные условия для развития конвективного перемешивания вовсей толще его вод. Перемешивание верхних слоев моря, как отмечалось,происходит благодаря активно развитой зимней вертикальной циркуляции. В переме­шиваниии вентиляции глубинных слоев важную роль играет плотностной сток из северныхмелководных районов моря. Высокая плотность образу­ющихся здесь зимой водпозволяет им стекать до самых больших глубин среднекаспийской впадины и далее,переливаясь через Апшеронский порог, поступать в глубинные слои южной частиморя. В придонном слое Южного Каспия перемешивание происходит также за счетконвекции, Возбуждае­мой тепловым потоком от дна моря.

Сравнение распределения плотности наразрезе по меридиану 51° в.д., в феврале и августе показывает, что зимойувеличение плотности проис­ходит практически во всей толще вод. В летнее времянебольшое повыше­ние плотности отмечается в придонных слоях Южного Каспия, чтоможет служить подтверждением постепенного поступления в этот бассейн вод свысокой плотностью, образовавшихся зимой в Среднем Каспии.

Зимняя вертикальная циркуляция иплотностной сток вод обеспечива­ют достаточное насыщение глубинных слоевкислородом и вызывают ком­пенсационный подъем глубинных вод, обогащенныхбиогенными вещест­вами, в верхний слой моря. Эти процессы создают благоприятныеусловия для формирования высокой биологической продуктивности в Среднем и ЮжномКаспии.

По совокупности физико-химических ибиологических характеристик вод в Каспийском море были выделены следующиеводные массы: северо­каспийская, верхняя каспийская, глубинная среднекаспийскаяи глубинная южнокаспийская.

Северокаспийскаяводная масса занимает северную часть моря. Ее объ­ем незначителен (менее 1% отобщего.объема моря), но она оказывает существенное влияние на гидрологическиеи биологические процессы всего моря. Основные условия формированиясеверокаспийской водной массы- влияние обильного речного стока и мелководностьсеверной части моря. За южную границу северокаспийской водной массы можноусловно принять изогалину 11°/о о- Температура северокаспийской водной массыизменяется в широких пределах — от 0 зимой до 25° летом. Зимой боль­шая частьакватории Северного Каспия покрыта льдом, температура воды подо льдом почтиравна температуре замерзания. Летом большая часть северокаспийской воды хорошопрогрета от поверхности до дна и имеет температуру выше 23—24°. Соленостьсеверокаспийской воды понижен­ная даже относительно солености всего Каспийскогоморя. По направле­нию от устьев Волги и Урала на юг соленость ее увеличиваетсяот 0,1— 0,2 до 10—11 °/оо. Поскольку это возрастание солености происходит посте­пенно,между северокаспийской и верхней каспийской водными массами существует довольноширокая переходная зона. Средняя соленость северокаспийской водной массызначительно изменяется в зависимости от мно­голетних колебаний волжского стока.В периоды опреснения средняя соленость равна 4-5°/оо в периоды осолонения —9—11°/оо. Вертикаль­ные градиенты солености наблюдаются главным образом взападном районе, наиболее подверженном влиянию речного стока. В остальных рай­онахвертикальные градиенты гидрологических характеристик весьма малы.

В формировании верхней каспийскойводной массы главную роль игра­ют процессы зимнего охлаждения и перемешивания илетнего прогрева, а также динамические процессы в верхнем слое моря (волнение,ветровые течения, сгонные явления, внутренние волны). Нижняя граница этой вод­ноймассы определяется глубиной распространения зимней вертикальной циркуляции ирасполагается в Среднем Каспии в слое 150—200 м, в Юж­ном — 50—150 м. На нижнейгранице происходит существенное пониже­ние содержания кислорода и уменьшениевертикальных градиентов тем­пературы. В летней модификации выделяется хорошопрогретый и пере­мешанный верхний слой толщиной 20—30 м, ограниченный снизурезким термоклином. Соленость верхней каспийской водной массы в большинствеслучаев равна 12,7—13,0°/оо- Эта водная масса отличается высоким содер­жаниемкислорода: в верхнем слое — от 7,5—8,0 зимой до 6,0—6,5 мл/л летом, на нижнейгранице содержание кислорода не менее 4,5—5,5 мл/л.

Глубинные водные массы формируютсяглавным образом в зимние месяцы в результате плотностного стока холодных вод изсеверных райо­нов моря, а также с восточного шельфа. Эти воды опускаются впридонные слои среднекаспийской котловины, а переливаясь через Апшеронский по­рог,поступают и в южно каспийскую впадину. В суровые зимы в форми­ровании глубинныхвод принимает участие и зимняя вертикальная цирку­ляция. Глубинные каспийскиеводные массы имеют следующие средние термохалинные характеристики:среднекаспийская (250—300 м — дно) — температура 3,9—5,2°, соленость12,7—13,0°/о о, содержание кислорода 3,0—5,5 мл/л; южнокаспийская (100—150 м —дно) — температура 5,7—6,3°, соленость 12,8—13,1°/оо» содержание кислорода 2,0—3,5 мл/л. Анализ изменчивости термохалинных характеристик глубинных водных масспо­казывает, что вся толща вод моря находится в подвижном состоянии, что имеетпервостепенное значение для такого замкнутого водоема, как Кас­пийское море.

Заключение.

Такимобразом, современный водный режим Каспийского моря в течение периодаинструментальных наблюдений существенно изменялся. Начиная с 1882 по 1977 г.,несмотря на отдельные флуктуации уровень моря прак­тически непрерывно падал и вотдельные годы это падение превышало 30 см. Значительное снижение уровня морябыло тесно связано с особенностями развития климатических процессов. Начиная сконца про итого столетия климат постепенно теплел, что повлияло на процессы,определяю­щие водообмен на поверхности суши.

В последниеже годы Уровень Каспия возрастает. Пока нет общепризнаной гипотезы, объясняющейэто явление. Если этот процесс и будет продолжаться, то часть астраханскойобласти окажется под водой. Возникнет необходимость строительства дамб, плотин. Но такая угроза возникнет не раньше чем через 100 лет.

Список используемой литературы.

1. С. И  Варущенко «Изменение режимаКаспийского моря и бессточных водоемов в    палеовремени. М. Наука 1987.

2.Каспийское море: гидрология и гидрохимия. М. Наука 1986.

3.Каспий-настоящее и будущее. Тез. докл. Международной конф. Астрахань.

4. КасыновА. Г. «Каспийское море» Л. 1987.

5. КрицкийС. К. «Колебания уровня Каспийского моря» М. Наука 1975.