big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Развитие гидрологии моря в СССР

С первых лет Советской власти в системе океанографических исследований наших морей очень большая доля отводилась гидрологическим работам, поскольку они имеют большое и самостоятельное значение в биологических, геологических и гидрохимических исследованиях. Уже тогда в области физической океанологии удалось получить много очень интересных и важных результатов, из которых достаточно напомнить лишь некоторые.

Баренцево море оказалось как бы лабораторией, в которой решение конкретных задач, связанных с этим морем, сочеталось с развитием общих принципиальных вопросов физической океанологии. Так, Н. Н. Зубов, который вошел в Плавморнин вскоре после его организации, на примере Баренцева моря разработал динамический метод расчета течений, расчет вертикальной циркуляции, придонной вентиляции, показателя замерзания и т. д. Он же, изучая закономерности изменения средней температуры на Кольском меридиане (33°30´ Е), на котором наблюдения ведутся с 1898 г., нашел уравнение связи аномалий этой температуры с аномалиями ледовитости, что позволило ему разработать основы методики ледовых прогнозов. Чтобы подчеркнуть успех этих прогнозов, можно напомнить замечательные плавания судна «Академик Книпович» в высокие широты (до 82°05/ с. ш.) в 1930, 1931 и 1932 гг. В 1932 г. Н. Н. Зубову удалось даже обойти — впервые в истории — Землю Франца-Иосифа, причем эти плавания планировались им на основании собственных прогнозов ледовой обстановки.

Немалые успехи были достигнуты и в исследовании общей картины распределения гидрологических характеристик (температуры и солености), приливов и течений, их изменчивости (В. А. Васнецов, A. В. Соколов, В. А. Леднев, В. В. Шулейкин и др.). Была уточнена картина влияния атлантических вод на гидрологические и другие условия полярных морей, обрисованная в общих чертах еще в 1906 г. Н. М. Книповичем.

Чрезвычайно ценный материал для создания общего представления о гидрологии Черного и Азовского морей дали Азово-Черноморская научно-промысловая экспедиция 1922—1926 гг. (руководитель Н. М. Книпович) и Океанографическая экспедиция Черного и Азовского морей 1923—1927 гг. (руководитель Ю. М. Шокальский). В виде итога исследований морей Н. М. Книпович опубликовал два сводных тома трудов Азово-Черноморской экспедиции — по Азовскому морю (т. V, 1932 г.) и по Черному (т. X, 1933 г.). Ю. М. Шокальский не успел написать сводную работу по своей экспедиции; возможность сделать это появилась только в 1940 г.— в год его смерти. Правда, результаты наблюдений, а также многие статьи успели выйти еще при жизни Ю. М. Шокальского. В этом очень большую роль сыграли учреждения, на базе которых работала экспедиция Шокальского: Севастопольская биологическая станция Академии наук СССР (С. А. Зернов, B. Н. Никитин, B. А. Водяницкий, Н. И. Чигирин). В конце 20-х годов в эту работу вошла гидрофизическая обсерватория в Симеизе, созданная В. В. Шулейкиным (теперь Черноморское отделение Морского гидрофизического института АН УССР). В ней начали развиваться тонкие гидрофизические наблюдения, в частности, над кратковременными колебаниями температуры и солености, оптическими характеристиками морской воды, пульсациями течений, а также над другими физическими явлениями. Большую роль в изучении Черного и Азовского морей сыграла также сеть гидрометеорологических станций. Общее руководство работами: этой сети вел находившийся в г. Феодосии гидрометеорологический центр (В. В. Ганькевич, А. П. Лоидис, Г. Е. Ратманов и др.).

Работы Н. М. Книповича и Ю. М. Шокальского очень сильно помогли укреплению Керченской научно-промысловой станции, которая сейчас существует как один из ведущих научных институтов рыбной промышленности — Азово-Черноморский научно-исследовательский институт рыбной промышленности и океанографии (Азчерниро, г. Керчь).

Работы по гидрологии, в частности по выяснению структуры вод Черного моря и взаимодействия мертвой (сероводородной) зоны с живой (кислородной), имели немалое значение в тематике Севастопольской биологической станции. Такого же типа работы проводились и на Каспийском море тоже по инициативе Н. М. Книповича, который опубликовал сводную работу по гидрологии этого моря еще в 1915 г. на основе исследований его экспедиции и наблюдений Астраханской биологической станции.

Большая доля успехов в познании современной картины гидрологии Аральского моря принадлежит организованной в 1929 г. на этом море рыбохозяйственной станции, позднее ставшей научным институтом. Гидрологические работы на Балтийском море, начавшиеся задолго до Октябрьской революции, значительно усилились после организации в 1921 г. Морского отдела Государственного гидрологического института (ГГИ). Правда, в первые годы после революции работы велись главным образом в Финском заливе преимущественно по проблемам волнения, уровня и льдов, а также по методике соответствующих исследований. Это было связано с тем, что береговая линия СССР на Балтийском море до 1940 г. была очень невелика.

Исследования по гидрологии дальневосточных морей, начатые учеными дореволюционной России, были продолжены после установления Советской власти. В частности, большие гидрологические работы на судне «Россинанте» вела организованная в 1925 г. Тихоокеанская научно-промысловая станция (ТОНС), вскоре превратившаяся в современный Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ТИНРО), служившая также базой для экспедиционных работ центральных организаций, преимущественно Морского отдела ГГИ.

В 1929—1930 гг. произошло важное событие: создание Гидрометеорологического комитета при СНК СССР (ныне — Главное управление Гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР). В составе этого управления был Морской отдел. В Московском гидрометеорологическом институте (МГМИ), созданном на базе геофизического цикла Московского университета, была введена новая специальность — физическая океанология. До этого специалисты готовились эпизодически, часто случайно, на некоторых кафедрах Московского и Ленинградского университетов и Морской академии.

Дальнейшему развитию науки о море в нашей стране и особенно изучению физических явлений очень помогло проведение Второго Международного полярного года (2 МПГ, 1932—1933). Ученый секретарь Советского комитета 2 МПГ Н. Н. Зубов настоял на включении в программу Года и океанографических работ. Остальные страны-участницы согласились с этим предложением, но практически серьезные исследования были проведены только советскими учеными. Как писал в 1937 г. Н. Н. Зубов, за это время советскими морскими полярными экспедициями одновременно и по единой системе был собран по гидрологии окраинных морей Северного Ледовитого океана столь обширный материал, какого никогда история исследований Полярного бассейна не знала. Этот материал, а также исследования В. Ю. Визе, С. Д. Лаппо и других позволили уже в 1933 г. распространить долгосрочные ледовые прогнозы на все моря Северного морского пути (до этого они составлялись только для Баренцева и Карского морей). Многие советские морские научные экспедиции 2 МПГ сыграли выдающуюся роль в истории полярного мореплавания, в особенности экспедиция на «Сибирякове», впервые за одну навигацию 1932 г. прошедшая Северный морской путь.

В 2 МПГ значительные результаты были получены и по гидрологии дальневосточных морей, где впервые удалось собрать достаточно материала для генеральной характеристики водных масс. Работы эти, проводившиеся Морским отделом ГТИ под общим руководством К. М. Дерюгина, были особенно интересными в Охотском море (В. В. Тимонов, А. К. Леонов), в Беринговом и Чукотском (Г. Е. Ратманов). В остальных морях СССР экспедиции 2 МПГ тоже значительно пополнили имевшиеся уже наблюдения.

После окончания 2 МПГ экспедиционные работы в морях продолжали развиваться главным образом в интересах рыбной промышленности, а также в целях климатических и синоптических исследований. Из этих экспедиций особенно интересной и принципиально важной была сыгравшая огромную роль в науке первая дрейфующая станция «Северный полюс». И. Д. Папанин, П. П. Ширшов, Е. К. Федоров и Э. Т. Кренкель впервые провели длительные и регулярные наблюдения с дрейфующей льдины от самого полюса до почти 70° с. ш. Эта экспедиция не только дала новые (по сравнению с Нансеном) и более подробные сведения о водных массах Северного Ледовитого океана, но и подтвердила благоприятные перспективы нового метода исследования Ледовитого океана. Дрейфующие станции «Северный полюс» успешно и систематически работают до сих пор.

Все эти, а также и предшествующие исследования позволили советским ученым к 1941 г. создать несколько обобщающих работ, сохраняющих научную ценность до настоящего времени. Среди них следует назвать книги Н. Н. Зубова: «Элементарное учение о приливах в море» (1933), «Динамический метод обработки океанологических наблюдений» (1935), «Морские воды и льды» (1938), а также «Океанографические таблицы» (1931), составленные им совместно с В. В. Шулейкиным и Н. И. Чигириным. Далее, это книги В. В. Шулейкина «Физика моря» (1932—1937), А. П. Лоидиса «Практическая океанология» (1932), Ю. М. Шокальского «Физическая океанография» (1933), Вс. А. Березкина «Приливы и волны» (1932), а также большое количество статей по вопросам гидрологии океанов и морей.

В 1941 г. вышло второе, а в 1953 г.— третье издание книги В. В. Шулейкина «Физика моря», капитально им переработанные по сравнению с первым изданием.

Во время Великой Отечественной войны, наряду со значительным сокращением экспедиций, продолжалась обработка собранных материалов, разработка теоретических вопросов и подготовка дальнейших исследований. Во время войны и вскоре после ее окончания появилось много интересных трудов, как обобщающих, так и проблемных. Невозможно перечислить их все, можно привести лишь примеры без уверенности в том, что они достаточно полно отражают фактическое положение.

Еще во время войны началась работа над «Морским атласом», второй том которого (1953) был в значительной мере посвящен океанографии. Большому коллективу ученых при участии всех крупных океанографических учреждений удалось подготовить замечательное картографическое издание. Второй том «Морского атласа» — это сводка знаний в области географии, гидрологии, физики и метеорологии Мирового океана в целом и отдельных океанов в частности; это прекрасное пособие для общего ознакомления и справок. Весьма важный вспомогательный инструмент для проведения различных океанологических расчетов и для обработки результатов наблюдений представляют собой известные, повторно опубликованные «Океанологические таблицы» (Зубов, 1957).

Из обобщающих работ теоретического характера прежде всего следует назвать замечательную книгу Н. Н. Зубова «Льды Арктики» (1944) — настоящую энциклопедию по морским льдам, в которой, кроме того, изложены идеи автора о дальнейшем развитии этой области океанологии.

Н. Н. Зубову принадлежит и другое обобщение — «Динамическая океанология» (1947), которая служит и энциклопедией предмета и результатом глубоких исследований автора, а также сводом задач для будущих ученых. В области изучения льдов, в особенности ледовых прогнозов, большое значение имели работы В. Ю. Визе 1944 г. и более ранние. В 1963 г. вышла работа П. С. Песчанского по физическим и техническим свойствам льда — обобщение большого количества исследований в этом практически важном направлении.

Много внимания было отдано исследованию течений, хотя обобщающих капитальных работ издано мало. Наиболее значительные успехи в области теории течений были достигнуты В. Б. Штокманом, в частности в его монографии по экваториальным противотечениям (1948), и П. С. Линейкиным, особенно в его работе по динамической теории бароклинного слоя (1957). За последние годы появилось много серьезных книг по теории течений (О. И. Мамаев, А. С. Саркисян, Л. М. Фомин, К. Н. Федоров, А. И. Фельзенбаум и др.), посвященных разработкам отдельных вопросов динамики течений. В те же годы родились такие новые направления исследований, как, например, теория T, S-кривых (В. Б. Штокман), учение о водных массах (В. К. Агеноров, А. Д. Добровольский, В. Т. Тимофеев и др.), учение о проливах (Н. Н. Зубов), учение об устьях рек (И. В. Самойлов). Было выполнено много работ регионального направления, главным образом по исследованию морей. Наиболее значительной сводной работой такого рода можно считать «Региональную океанографию» А. К. Леонова (ч. I, 1960), в которой дана подробная характеристика морей, омывающих берега СССР. В первой части описаны моря дальневосточные, Черное и Каспийское, остальные должны войти во вторую часть. Работы по исследованию приливов, особенно в плане совместного рассмотрения колебаний уровня и течений (К. Д. Тирон, В. В. Тимонов, Вс. А. Березкин, И. В. Максимов, А. И. Дуванин и др.), открыли новые возможности для выяснения физики явления и для создания практических пособий для мореплавания — атласов приливных течений. Намного продвинулось исследование ветровых волн в природных условиях (Л. Ф. Титов и др.), в экспериментальных бассейнах (В. В. Шулейкин и др.) и в теории (В. В. Шулейкин, И. С. Бровиков, Ю. М. Крылов и др.).

Начатое Б. А. Аполловым, И. А. Бенашвили, В. А. Визе, Н. Н. Зубовым, Т. М. Марютиным и другими исследователями прогностическое направление в океанологии полностью сформировалось в монографиях (Белинский, 1950; Зверев 1961, и др.). Появляются зачатки еще одного нового направления — промысловой океанологии (Ижевский, 1961). Г. С. Башкиров выпустил книгу о динамике вод прибрежной зоны моря (1961), которая может стать основой для развития особой области прибрежной океанологии.

После войны интенсивно развивались и средства океанологических исследований. В 1949 г. начал работать «Витязь», крупный «плавучий институт» с 14 лабораториями. Затем появились столь же крупные корабли (водоизмещением 5—7 тыс. т) «Михаил Ломоносов», «Петр Лебедев», «Академик Вавилов», «Академик Ширшов» и другие, а также много судов среднего и мелкого тоннажа. Новая аппаратура разрабатывалась конструкторскими отделами всех крупных океанологических учреждений почти для всех направлений науки, хотя, к сожалению, новые образцы аппаратуры существуют пока лишь в единичных экземплярах, так как до сих пор ее производство еще не налажено. Это несомненно будет сделано в ближайшем будущем.

Современная физическая океанология развивается очень быстрыми темпами. В настоящей статье нет возможности осветить целиком все ее достижения. Поэтому ограничимся общей характеристикой современных знаний о наших морях.

Особенности природы наших морей и общие принципы советской науки определяют исследовательские задачи, которые ставятся при изучении каждого из них или группы однотипных морских бассейнов. Так, к важнейшим вопросам гидрологии Аральского и Каспийского морей относятся их водный баланс и многолетние колебания уровня. На протяжении последних десятилетий они находятся в центре внимания многих советских океанологов и характеризуются довольно высокой степенью разработанности. Трудами А. А. Каминского, Б. А. Аполлова, Б. Д. Зайкова, М. С. Эйгенсона, В. С. Самойленко, В. П. Львова и других получены надежные данные о водном балансе и убедительно показаны причины многолетних изменений уровня этих водоемов. Было установлено, что связь между солнечной активностью и атмосферной циркуляцией планетарного масштаба и воздействие последней на макроклиматические процессы, протекающие в бассейнах рек, впадающих в Арал и Каспий, характеризуются некоторыми ритмами изменений водности этих рек и соответственным колебанием уровня морей. Кроме того, интенсивная хозяйственная деятельность человека (гидростроительство, расход воды на орошение и т. п.) в последние годы заметно влияет на гидрологический режим рек и приводит к понижению уровня морей.

Конечно, выявление взаимозависимостей и причинных связей не было самоцелью исследований, а служило научной основой для разработки долгосрочных и сверхдолгосрочных прогнозов вековых колебаний водности и уровня этих водоемов. Важнейшими результатами проделанной работы стали конкретные сведения по водному балансу и многолетние прогнозы уровня Аральского и Каспийского морей. Прогностическую значимость их можно подтвердить характерными примерами. Так, В. С. Самойленко в 50-х годах не только рассчитал современный водный баланс Аральского моря, но и пред-вычислил возможную величину понижения его уровня при изъятии на орошение 10 и 20 км3 речной воды в год. Это позволило предсказать последствия уменьшения стока в море. Обобщив многочисленные и разнообразные наблюдения, В. П. Львов в середине 60-годов воссоздал вполне обоснованную картину многовекового хода уровня Арала. Он показал, что в настоящее время море находится в фазе высокого стояния уровня. Используя долгосрочный прогноз солнечной активности и учитывая величину снижения уровня Аральского моря за счет разбора речной воды на орошение, В. П. Львов предсказывает в дальнейшем понижение его уровня. По его расчетам к 2000 г. уровень Аральского моря понизится на 4,2 м по отношению к уровню 1963 г. Следовательно, появляются возможности оценить влияние естественных и искусственных факторов на положение уровня моря и выбрать оптимальный вариант решения проблемы Арала в связи с орошением пустынь.

Основываясь на учете интенсивности крупномасштабной атмосферной циркуляции, выражаемой в ослаблении антициклонической и усилении циклонической деятельности, Н. А. Белинский и Г. П. Калинин в 1946 г. дали долгосрочный прогноз многолетних колебаний уровня

Николай Николаевич Зубов

Каспийского моря. Они предсказали некоторое повышение его от 1945 до 1950 г. и относительно стабильное положение в 1950— 1960 гг. Прогноз этот оказался довольно удачным, так как в указанные годы действительно имела место известная стабилизация уровня. Привлекая результаты исследований советских гелиогеофизиков для разработки прогноза колебаний уровня Каспийского моря на будущее время, М. С. Эйгенсон, И. М. Соскин, В. С. Антонов в 50—60-х годах предсказывали, что с текущего десятилетия уровень его начнет повышаться. Есть и противоположное представление о перспективах изменения уровня Каспийского моря, связанное главным образом с увеличением расхода речных вод на орошение земель и нужды промышленности. Точных количественных характеристик этого процесса ни те, ни другие авторы не дают, хотя весьма важно знать тенденцию будущих многолетних изменений уровня Каспийского моря.

Приведенные примеры иллюстрируют основные результаты в изучении водного баланса и многолетних колебаний уровня наших своеобразных морей-озер. Из этих же примеров становятся ясными и важнейшие направления дальнейшего исследования названных проблем в этих водоемах. Необходим новый, более строгий расчет водного баланса Аральского моря с тщательным учетом роли многочисленных заливов и бухт побережья, а также более точным выяснением современного приходо-расхода воды в дельтах Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи. Для этого нужно иметь подробную карту Аральского моря и сведения по испарению, осадкам и другим элементам водного баланса. Их можно получить лишь путем дальнейших исследований по специально разработанной программе. Развивать эти работы следует и для изучения многолетней изменчивости составляющих водного баланса, что поможет еще более обоснованно прогнозировать вековые колебания уровня Аральского моря.

Систематическое, всестороннее изучение других процессов в Аральском и Каспийском морях началось главным образом с 30-х годов. Несмотря на столь небольшой отрезок времени, уже получены значительные научные и практические результаты. Они касаются прежде всего ветровых волн и общей циркуляции вод в этих морях. Теоретические исследования морского волнения, проводившиеся в 50—60-х годах В. В. Шулейкиным, Ю. М. Крыловым и другими, а также методические разработки А. И. Соркиной по учету синоптических условий волнообразования в морях послужили базой для расчетов элементов волн на Арале и Каспии. Исследования обобщены в пособии «Режим волнения и ветра Аральского моря», изданном в 1963 г., и в работе Л. Н. Иконниковой «Расчет волн Каспийского моря и ветра над ним», вышедшей в 1960 г. Пособие содержит карты волнения и ветра для типовых и штормовых условий погоды на море, дает практические указания по методике расчета волн для случаев, отличающихся от типовых, и приводит сведения о преемственности различных типов синоптических положений, для которых составлены карты полей ветра и волн. Указанное пособие помогает прогнозировать барическую, ветровую и волновую обстановку и рассчитывать максимально возможные размеры ветровых волн. Вторая работа — такого же типа монографическое исследование режимных характеристик волнения Каспийского моря и ветра над ним. Эти пособия свидетельствуют об успешном применении теории ветровых волн для практических нужд. Эту линию, несомненно, следует развивать и улучшать по мере совершенствования теории волн. В частности, следует разрабатывать новые атласы волн, привлекая методы спектрального анализа последних.

Значительно продвинулось представление о горизонтальном и вертикальном движении вод Аральского и Каспийского морей. Подмеченная еще Л. С. Бергом особенность поверхностных течений Аральского моря, которые в отличие от поверхностных течений других морей северного полушария имеют не циклонический, а антициклонический тип, долгое время не имела объяснения. Затем, сначала в 1947 г. П. А. Киткин, а в 1954 г. А. И. Симонов выяснили причины антициклональной циркуляции поверхностных аральских вод. Применив в этом случае теорию В. Б. Штокмана, А. И. Симонов рассчитал неравномерность ветров и установил уменьшение их скоростей с востока на запад. Учитывая общий наклон морского дна в том же направлении, он показал, что ветры большей силы воздействуют на меньшие массы воды и тем самым вызывают перемещение поверхностного ее слоя по часовой стрелке. Речные воды лишь включаются в основной круговорот, но не влияют па характер общей циркуляции на поверхности. Развивая дальше исследование динамических процессов в этом водоеме, Симонов рассмотрел и важнейшие черты вертикального обмена его вод, вскрыв механизм формирования относительно соленых глубинных вод западной части моря. Но все же и сейчас причины аномальной системы течений Аральского моря являются спорными, и нельзя еще совсем отказаться от гипотезы о влиянии стока Аму-Дарьи на формирование этой системы.

Общие представления о течениях на поверхности Каспийского моря дают труды Н. М. Книповича и А. И. Михалевского, дополненные затем работами других авторов. Все они рисуют в общем правильную картину результирующих потоков, но не привязанную к ветровым условиям. Лишь немногие из авторов (В. Б. Штокман, Н. Н. Горский и некоторые другие) учитывают ветровую обстановку, но их исследования ограничены отдельными районами моря. Между тем давно признано, что именно ветер служит основной силой, возбуждающей течения в морях, в частности и в Каспийском. В связи с этим следует обратить внимание на плодотворную попытку Н. Д, Клевцовой в 1966 г. найти результирующие направления течений, исходя из различных ветровых полей. Используя инструментальные наблюдения над течениями в разных районных моря и одну из наиболее достоверных типизации ветровых полей над ним, разработанную С. Д, Кошинским, она получила довольно хорошую согласованность направлений поверхностных течений и преобладающих ветров вдали от берегов. В прибрежной зоне на пути течений встречаются препятствия, которые способствуют возникновению здесь компенсационных течений, сильно отличающихся по направлению от ветра, что было объяснено В. Б. Штокманом в 1938 г. Опираясь на достоверные и полные наблюдения, Н. Д. Клевцова в 1966 г. уточнила существующие представления о поверхностных течениях Каспийского моря.

Важные результаты получены при изучении вертикальной циркуляции вод Каспийского моря. Исследованиями А. Н. Косарева в начале 60-х годов получены количественные характеристики вертикального перемешивания каспийских вод, объяснен механизм вентиляции придонных слоев, установлена закономерность многолетней изменчивости характеристик глубинных вод в средней и южной частях моря. Расчеты основных параметров конвективного перемешивания опираются на инструментальные измерения океанологических характеристик, произведенные во время синхронных съемок Каспийского моря в разные сезоны. Одна из важнейших задач дальнейшего исследования конвекции в этом водоеме — разработка способов точного предвычисления глубины распространения течений в реальных условиях. Важно установить связь между особенностями вертикальной циркуляции вод и биологическими процессами, чего требуют прежде всего интересы рыбного хозяйства.

В настоящее время есть возможность проводить высокоточные расчеты физических и гидрохимических характеристик в Аральском, Каспийском и Азовском морях в связи с выходом в свет в 1964 г. «Океанологических таблиц», предназначенных специально для этих водоемов, отличающихся по солевому составу от вод Мирового океана. Они опираются на точные экспериментальные исследования и расчеты соотношений между хлорностью, соленостью, плотностью и, в некоторых случаях, электропроводностью вод этих морей. Таблицы составлены коллективом сотрудников лаборатории химии моря Государственного океанографического института и кафедры океанологии Географического факультета МГУ. Появление «Океанологических таблиц» для Азовского моря — не единственный итог советских исследований этого водоема. Другим крупным обобщением служит «Гидрометеорологический справочник Азовского моря», изданный в 1962 г. и удостоенный премии имени Ю. М. Шокальского. Он основан главным образом на многочисленных материалах гидрометеорологических наблюдений, выполненных по стандартной программе, поэтому использованные данные сравнимы и достоверны. Кроме того, в ходе работы над справочником проводились специальные исследования. Они позволили осветить некоторые ранее недостаточно изученные процессы (водообмен через проливы, зимний термический режим и т. д.). В справочник вошли и расчетные величины, вычисленные современными, достаточно точными методами.

Среди проблем, важных для познания природы и эффективности хозяйственного использования Азовского моря, следует обратить внимание на сгонно-нагонные явления и предвычисление изменений океанологических характеристик, вызываемых водохозяйственными мероприятиями в бассейнах Дона и Кубани. Обе задачи решаются сотрудниками Государственного океанографического института. В частности, обобщающее исследование сгонно-нагонных процессов во всем море принадлежит И. Ф. Кириллову. Это итог его многолетней работы. Достаточно строгие расчеты, проведенные в 1947 г. В. С. Самойленко, а в середине 60-х годов А. И. Симоновым, Н. А. Родионовым, Б. Л. Лагутиным и другими, дали перспективу картины будущих величин океанологических характеристик Азовского моря. Предсказывая значительное увеличение солености моря, что отрицательно скажется на его гидробиологическом облике, специалисты предлагают регулирование водообмена через Керченский пролив путем строительства в нем дамб. Конечно, названные проблемы еще нельзя считать окончательно решенными, поэтому исследования должны продолжаться. Весьма важно также детально изучить термический и ледовый режим моря.

К наиболее крупным результатам изучения физических процессов в Черном море относится разработанная в 1948 г. В. А. Водяницким модель строения водных масс и общей циркуляции вод этого моря. В отличие от прежних схем, деливших толщу черноморских вод на два почти изолированных друг от друга слоя, В. А. Водяницкий убедительно показал тесную связь и циркуляцию вод от поверхности до дна. Он развил высказывавшееся раньше предположение, что циклоническое движение поверхностных вод моря вызывает понижение уровня в центре циклона и подъем у берегов. Это приводит к опусканию воды вдоль материкового склона, к перемещению вод глубинных слоев к центру, где происходит их подъем, компенсирующий отток вод от центра моря к берегам. Таким образом, вся толща вод Черного моря оказывается охваченной движениями, которые медленно, но постоянно и непрерывно способствуют водообмену между отдельными слоями. Логичная и строго обоснованная гипотеза В. А. Водяницкого послужила базой для многих работ по гидрологии Черного моря, которые подтвердили ее правильность и реальность.

Работы В. А. Водяницкого дали толчок для исследования количественных характеристик циркуляции черноморских вод. Применяя разные физико-математические методы в 1954—1959 гг., А. Г. Колесников, A. А. Пивоваров, С. Г. Богуславский, 3. С. Иванова и В. В. Хлопов вычислили коэффициенты перемешивания в верхних слоях Черного моря. Используя сравнительно немногочисленные глубоководные наблюдения, Ю. А. Владимирцев в 1964 г. построил динамические карты для горизонтов 500, 1000, 1500 и 2000 дб. Эти карты показали основные черты циркуляции глубинных слоев Черного моря. Опираясь на представления B. А. Водяницкого (1948), А. К. Богданова (1959) исследовала сгонно-нагонные явления в береговой зоне. Она доказала существовавшее в общем виде представление, что циркуляция, возникающая при сгонах и нагонах, служит главной причиной перемешивания поверхностных вод с глубинными. Специальные работы в Прибосфорском районе дали возможность уточнить границы распространения вод Мраморного моря в Черном море и на новой основе охарактеризовать водообмен через Босфор, существенно влияющий на динамические процессы в Черном море. Подтверждение правильности схемы циркуляции вод, предложенной В. А. Водяницким, имело важное следствие — стало препятствием для использования Черного моря для захоронения радиоактивных отходов на его дне, как это неосторожно предлагали некоторые зарубежные ученые.

Несмотря на заметные достижения в исследовании физических процессов в Черном море, они еще полностью не раскрыты. В известной степени это объясняется недостаточным количеством наблюдений на горизонтах ниже 300 м. Отсюда вытекает важная задача — накопление инструментальных измерений океанологических характеристик и течений в глубинных слоях. К одной из ключевых проблем Черного моря относится исследования устойчивости водных слоев, ее горизонтальное и вертикальное распределение, а также ее сезонная и многолетняя изменчивость. Большой интерес представляют геотермические потоки тепла от дна и вызываемая ими придонная конвекция как часть глубинной циркуляции черноморских вод. Инструментальные измерения таких потоков были проведены Н. Н. Сысоевым и оказались перспективными для выяснения этого процесса. Все это насущные задачи дальнейших исследований Черного моря.

Балтийское море давно было ареной интенсивных международных исследований. Большой вклад в них внесла и советская океанологическая наука. Как и на других морях, изучение нами балтийских вод проводилось в различных направлениях, по каждому из которых получены важные результаты. Наиболее значимы итоги исследований многолетней изменчивости гидрологических характеристик моря. Поскольку она связана с основными физическими процессами, протекающими в море, постольку во многом прояснились и сами процессы. Ощутимый вклад в познание механизма и причин изменения гидрологических условий Балтийского моря внесла работа И. М. Соскина (1963). На большом числе наблюдений у берегов и в открытом море он установил цикличность многолетних колебаний температуры, солености и водообмена через датские проливы. И. М. Соскин убедительно объяснил смену гидрологических условий Балтийского моря крупномасштабными изменениями характера атмосферной циркуляции, выражающимися в попеременном усилении антициклональной и ослаблении циклонической деятельности. Механизм этих явлений показан в их взаимосвязи. Преобладание антициклонов над Европой уменьшает количество атмосферных осадков, что ведет к сокращению речного стока в море и соответственно к понижению его уровня. Поэтому снижается интенсивность водообмена с Северным морем. Антициклональная циркуляция одновременно усиливает компенсационный приток глубинных соленых североморских вод в Балтийское море. Это повышает соленость балтийских вод. Их опреснению способствует преимущественное развитие циклонических систем. Выяснение причин и механизма многолетних колебаний гидрологических условий Балтики позволило разработать долгосрочный прогноз изменений на основе анализа солнечной активности. В результате этого сделано обоснованное предположение о вероятной тенденции в развитии гидрологических условий моря на много лет вперед. Полученная достоверная в целом картина гидрологических процессов в Балтийском море нуждается, однако, в уточнении многих деталей, например в рассмотрении закономерностей вертикальных движений воды.

Отчетливо выраженное своеобразие природы Белого моря порождает большое разнообразие проблем, которые касаются протекающих в нем физических процессов. На решении самых существенных из них концентрировалось внимание советских океанологов. Исследованиями К. М. Дерюгина (1928), В. В. Тимонова (1947), Е. Ф. Гурьяновой (1948) и других выяснены основные особенности структуры и общей циркуляции вод Белого моря. В их работах показаны и объяснены характерные черты распределения температуры и солености на поверхности и в толще вод моря, такие, например, как существование «полюсов тепла и холода» в некоторых районах моря и постоянное существование глубинных вод с весьма низкой температурой. По наблюдениям составлена общая схема поверхностных течений и выделены местные круговороты» На базе современных теоретических представлений рассмотрен вопрос о происхождении холодных глубинных вод в море и вскрывается механизм их вентиляции, в котором, как выяснилось, важнейшую роль играет приливное перемешивание.

Приливы в Белом море заметно воздействуют на гидрологические условия, поэтому они изучались с различных сторон многими учеными (В. В. Шулейкиным, В. В. Тимоновым, К. Д. Тироном и др.). В итоге стали известны основные характеристики приливных колебаний уровня и течений и вычислены гармонические постоянные для многих пунктов моря.

Одной из самых насущных проблем всегда было исследование беломорских льдов, которое оказалось весьма плодотворным. Главное достижение — достоверное знание ледовых условий всего моря и отдельных его районов. В результате авиационной разведки льдов стали известны особенности их распространения по акватории в осенне-зимний сезон, характер, разновидность ледяных образований и т. п.

На базе выясненных уже закономерностей физических процессов в Белом море наметились и пути дальнейшего исследования. Центральное место должно занять углубленное и детальное изучение динамики беломорских вод. В частности, необходимо иметь подробные сведения о приливах в районах предполагаемых строек приливных электростанций. Сейчас реальной задачей является обеспечение круглогодичной навигации в Белом море. Поэтому для полноценных ледовых прогнозов требуется строгое обобщение по физике льдов, раскрывающее их структуру и законы движения в море.

В Баренцевом море главные усилия и поэтому наиболее значительные результаты исследований касаются проблем общей циркуляции вод.

На примере Баренцева моря Н. Н. Зубов разработал теорию образования холодного промежуточного слоя и широко применяющийся метод расчета осенне-зимней конвекции. Он показал, что холодные воды Центральной возвышенности и других мелководий моря образуются на месте за счет зимней вертикальной циркуляции. Дальнейшее развитие его работ подтвердило, что и холодные воды впадин, окружающих банки, тоже формируются на местных возвышениях рельефа дна и затем опускаются во впадины. Горизонтальные потоки в некоторые годы осенью перемещают такие воды по понижениям на значительные расстояния от мест их охлаждения.

Важный вклад в изучение Баренцева моря внесла динамическая карта, составленная в 1932 г. А. В. Соколовым. До настоящего времени она не потеряла теоретического значения как генеральная схема постоянных течений моря для слоя в среднем 0—200 м. Позднейшие динамические расчеты и карты (М. М. Адров) существенно дополняют и уточняют схему А. В. Соколова, но не меняют ее в принципе. Все они подтверждают циклоническое движение водных масс в Баренцевом море в целом и хорошо отражают особенности циркуляции в его различных районах. Полученные сведения о течениях указывают на то, что для динамики Баренцева моря характерно взаимодействие разнообразных вод. Здесь встречаются трансформированные атлантические, беломорские, карские, собственно баренцевоморские и речные печорские воды. Таким образом, в этом море происходит смешивание вод разного происхождения, среди которых все же преобладают атлантические водные массы, распространенные в центральной части бассейна. Такая картина отражает главную особенность гидрологического облика Баренцева моря. Она усложняется еще изменениями географического положения, интенсивности ветвей основных течений и противотечений, что влияет на термическое и солевое состояние вод моря. Новейшими исследованиями установлена и обратная связь. Оказывается, сама напряженность и распространение течений зависят от температуры воды во времени и пространстве. При ослаблении атлантического течения весной зимние глубинные воды задерживаются и перерабатываются охлаждением и вертикальной циркуляцией в пределах Баренцева моря. Эти относительно холодные воды мешают движению теплого Нордкапского течения, что приводит к понижению температуры в южной части моря. Интенсивное же распространение теплых вод на восток, напротив, повышает температуру воды в этих районах. Такая изменчивость течений создает колебания температуры от года к году, которые могут и не совпадать с изменениями теплового состояния атмосферы над морем.

Накопленный за длительное время фактический материал уже во многом систематизирован, проанализирован и позволил получить в конце 50-х годов весьма важные выводы по общей циркуляции вод Баренцева моря (К. А. Седых, А. И. Танцюра, В. Т. Тимофеев). Однако и эта проблема еще не решена окончательно.

Подлинно научное исследование азиатских морей Советской Арктики стало развиваться только после Октябрьской революции. Начиная с 30-х годов в морях Карском, Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском проводятся систематические наблюдения на полярных станциях и регулярные летне-осенние экспедиционные работы в открытых районах этих морей. В результате к настоящему времени накоплены обширные сведения по гидрологии, которые дают основные представления об их природных особенностях.

Исходя из понятия об естественных гидрологических сезонах, В. Н. Степанов в 1949 и 1957 гг. предложил новый метод изучения гидрологического режима арктических морей, названный им методом комплексной типизации гидрологического режима моря. Суть этого метода состоит в анализе главнейших гидрометеорологических характеристик моря в рамках естественных гидрологических сезонов по каждому году в отдельности. Таким образом, может быть получена картина, близкая к тому, что имеет место в действительности без каких-либо искусственных допущений. Применение комплексной типизации к изучению арктических морей оказалось весьма плодотворным. Такой подход позволил получить вполне четкие сведения об особенностях гидрометеорологических условий в каждом из морей, а это значительно продвинуло их изучение. Большими достижениями характеризуются исследования и динамических процессов перечисленных четырех морей. Накопленные наблюдения позволили оконтурить границы проникновения атлантических вод в эти моря и оценить влияние теплой прослойки на гидрологические условия.

Заметный успех принесли исследования речного стока в арктические моря. Работами В. С. Антонова и его сотрудников установлены пределы распространения речных вод в морях, вычислены количественные показатели водного и теплового стока сибирских рек.

В результате систематических наблюдений были выяснены основные закономерности приливных и непериодических колебаний уровня в арктических морях. Котидальные карты (карта котидалей — линий, соединяющих пункты, в которых гребень приливной волны находится в один и тот же час по Гринвичу), построенные по прямым наблюдениям, помогли выяснить механику распространения приливных волн. Инструментальные измерения течений послужили основой для построения генеральных карт течений в каждом из арктических морей.

Наиболее значительные работы по изучению течений в арктических морях имеют четкую практическую направленность. Для отдельных районов моря они, как правило, дают специальную навигационную интерпретацию реального поверхностного течения, полученного не только непосредственными измерениями, но и в результате теоретических расчетов для определенных условий. Такой подход позволил отразить весьма изменчивую, но близкую к реальности картину поверхностных течений в различных районах арктических морей.

Немалых успехов добились советские ученые В. X. Буйницкий, А. Ф. Трешников, И. С. Песчанский, М. М. Сомов, П. А. Гордиенко, Н. А. Волков и другие в изучении важнейшей проблемы льдов арктических морей. Обширные наблюдения над льдами, собранные полярными станциями, судами ледового патруля и ледовой авиаразведкой, позволили установить основные закономерности распространения морских льдов в разные сезоны. Эти богатые фактические наблюдения не только оказались важными для изучения ледового режима морей, но и послужили базой для теоретических и методических обобщений. Широкий размах получило изучение физики морских льдов вообще и арктических в частности. В 1963 г. в двух монографиях — Б. А. Савельева и И. С. Песчанского — нашли отражение результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований структуры и механических свойств морских льдов, их оптических, радиационных, электрических и прочих характеристик. Кроме того, большой интерес представляет рассмотрение ледяного покрова в целом как своеобразного природного объекта. Характеризуя его горизонтальными размерами, толщиной, температурой, прочностью и другими точными величинами, авторы нашли и развили количественные оценки многих ледовых явлений. Такие оценки применяются при изучении ледяного покрова морей Арктики и служат важными показателями ледовых условий в этих морях. Таким образом, работы по исследованию льдов хотя и не имеют чисто региональной направленности, все же вносят заметный вклад в решение важнейшей для этих морей проблемы.

К одному из наиболее значительных результатов изучения ледовитости полярных морей относится выработанное советскими учеными понятие ледовый массив (М. М. Сомов, П. А. Гордиенко и др.). Оно отразило самые существенные черты распределения льдов в летне-осеннее время в каждом из морей. Исследования о формировании, дрейфе и разрушении ледяных масс морей Советской Арктики, развернувшиеся на основе понятия о ледовых массивах, позволили сделать много выводов об особенностях ледовых условий этих морей. Таковы вкратце основные направления и итоги исследований, характерные для всех арктических морей нашей страны. Каждое из них вместе с тем характеризуется разной степенью изученности.

Карское море — одно из тех морей азиатского Севера СССР, где начинались океанологические исследования молодого Советского государства. К настоящему времени оно стало, пожалуй, наиболее всесторонне обследованным арктическим водоемом. Научные и практически важные результаты дало изучение физических процессов в Карском море. Среди них видное место занимают вопросы теплового состояния его вод. Они были рассмотрены В. В. Шулейкиным в 1932 г. по материалам Таймырской гидрографической экспедиции и в дальнейшем развиты работами сотрудников Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ). В них приближенно вычислен радиационный и тепловой баланс моря в летний сезон и показана межгодовая изменчивость последнего. Связь перемещения морских вод и их температурных условий нашла отражение в характеристике тепловой напряженности течений Карского моря. Плодотворным было и исследование прослойки атлантических вод. По многочисленным наблюдениям оконтурена ее граница в пределах моря, подсчитан запас тепла проникающих в него атлантических вод, оценено их влияние на гидрологические условия и льды этого моря. Таким образом, во многом прояснилась картина тепловых процессов, протекающих в водах Карского моря, чего в такой степени пока еще не имеется для других морей.

Море Лаптевых исследовано в меньшей степени, чем Карское, так как систематические полноценные работы стали проводиться в нем только после организации в 1932 г. Главного управления Северного морского пути. На первых порах по материалам отдельных экспедиций создавались общие гидрометеорологические очерки разных районов моря для летне-осеннего времени. По мере накопления наблюдений начались исследования физических процессов, и были получены важные результаты. Они касаются прежде всего непериодических колебаний уровня у материкового побережья. Работами Н. В. Мустафина (1963 и др.) выявлены главные закономерности таких колебаний, установлены связи с обусловливающими их процессами и показан характер изменения уровня в разных районах побережья. Все это дало возможность получить уравнения для заблаговременного предсказания времени и величин сгонов и нагонов. Был сделан вывод о взаимодействии морских и речных вод и границе распространения последних в пределах моря Лаптевых, для которого это существенно, так как обильный речной сток влияет на многие гидрологические процессы в его южной части, характеризующейся очень малыми глубинами.

Восточносибирское море — наиболее труднодоступное арктическое море. В связи с этим оно остается пока еще наименее обследованным. Правда, за последние два десятилетия наши сведения о Восточно-Сибирском море значительно увеличились. Написаны очерки по гидрометеорологии отдельных его районов, расположенных преимущественно на трассе Северного морского пути. Сейчас ведется изучение и различных физических процессов. В частности, плодотворными оказались исследования об условиях формирования структуры вод в летнее время, опубликованные В. Ф. Захаровым в 1960 г. Выяснены типы летнего вертикального распределения океанологических характеристик и факторы, их обусловливающие. При этом выяснена и характеристика теплосодержания вод. Важные результаты получил в 1945 г. Д. Б. Карелин, исследуя ледовитость Восточно-Сибирского моря. Он нашел эмпирические связи между ледовитостью моря и связанными с ней гидрометеорологическими факторами. Ему же принадлежит количественная оценка ледового баланса (приходо-расхода льдов) в этом море, что весьма важно для изучения ледовой обстановки.

Чукотское море охвачено наблюдениями весьма неравномерно. Большинство их сосредоточено в западной части, у советских берегов, и совсем мало сведений имеется по американскому сектору. В связи с этим море, как целое, изучено пока слабо. По советскому сектору составлены гидрометеорологические характеристики и рассмотрены некоторые физические процессы. К ним относится водообмен через проливы Лонга и Берингов. По материалам инструментальных наблюдений вычислены приход и расход вод через эти проливы, а для Берингова пролива проанализирована сезонная и межгодовая изменчивость водообмена и связь его с синоптической обстановкой. Изучение водообмена неизбежно затрагивает вопросы горизонтального движения вод. В Чукотском море детально исследовались течения. В результате этого построена близкая к реальности схема поверхностных течений западной части Чукотского моря. Большой интерес представляют результаты детального изучения прослойки атлантических вод в этом море. Оказалось возможным оконтурить границу их распространения и получить количественные характеристики этих вод (Е. М. Гущенков, 1962).

Даже беглый обзор показывает, что основные сведения по гидрологии арктических морей получены только в советское время. Многое уже сделано, но предстоит сделать еще больше, чтобы освоить эти моря. Основные задачи океанологических работ в арктических морях довольно полно сформулированы в 1962 г. В. В. Пановым и А. О. Шпайхером. Эти задачи не потеряли своей актуальности, и к ним остается добавить лишь немногое. Прежде всего следует накопить и обобщить фактические данные о зимних гидрологических условиях в открытых районах этих морей. Первые попытки таких обобщений для прибрежной зоны дали обнадеживающие результаты. В основе большинства исследований физических процессов в полярных морях лежат главным образом эмпирические связи между явлениями. Настало время шире использовать теоретические модели для изучения полей океанологических характеристик и общей циркуляции вод во всем объеме моря. Поскольку важнейшей проблемой в морях Арктики остается изучение льда, возникающего на поверхности раздела вода — воздух, постольку весьма важное значение имеет изучение здесь взаимодействия атмосферы и моря. Крупные исследования в этом направлении были проведены в последние десятилетия Д. Л. Лайхтманом и его учениками. Конечно, этим не исчерпываются насущные вопросы, касающиеся полярных морей, но они поставлены как первоочередные.

Еще 20 лет назад советская наука располагала весьма скромными сведениями о наших дальневосточных морях. Предвоенные экспедиции не были систематическими и редко охватывали центральные районы морей. При этом работы были связаны преимущественно с составлением карт. Знание гидрологии морей Дальнего Востока ограничивалось общим представлением о распределении океанологических характеристик главным образом в поверхностных слоях и довольно приблизительной картиной течений на поверхности. Более изученными были отдельные преимущественно промысловые районы и прибрежная зона, где располагались гидрометеорологические станции.

Берингово море обследовано пока еще недостаточно равномерно, лучше в западной части. Здесь выяснена картина распределения температуры и солености, имеется представление о водных массах, направлении основных потоков вод и т. д. Лишь в последние годы начаты исследования центральных районов моря. Несмотря на неравномерность изученности Берингова моря советские исследователи имеют и заметные успехи. Используя новейшие экспедиционные наблюдения и применяя современную методику анализа, А. Д. Добровольский и В. С. Арсеньев в 1959 и 1960 гг. опубликовали общую гидрологическую характеристику Берингова моря. Хотя она и не претендует на исчерпывающую полноту, однако подводит итог определенному этапу исследований. Подготовлена к печати монография В. С. Арсеньева по гидрологии Берингова моря, в которой обобщены результаты около 6000 гидрологических станций.

Следует отметить, что для исследования отдельных динамических процессов в Беринговом море характерно широкое использование теоретических моделей и новейших расчетных схем. Это позволило сотрудникам кафедры физики моря Дальневосточного университета проанализировать природу общей циркуляции и водообмена Берингова моря с Тихим океаном. Было установлено, что в пределах самого моря ветровое поле способно возбуждать и поддерживать его течения. Как показали расчеты, обмен водами моря с океаном равен примерно 150 000 км3 в год, причем приток тихоокеанских вод происходит в основном через пролив между Командорскими и Ближними островами, а сток — через Камчатский пролив. Водообмен моря и океана определяется неравномерностью поля ветра на южной окраине моря. В результате исследования тепловых процессов был рассчитан тепловой баланс моря и оценена роль конвективных явлений в приходо-расходе тепла в водах Берингова моря.

В последнее время в ходе Беринговоморской научно-промысловой экспедиции ВНИРО — ТИНРО (1958—1962 гг.) были достигнуты заметные успехи в изучении гидрологических условий ранее очень мало изученной восточной части Берингова моря, а также тесно связанной

Исследовательское судно "Витязь"

с ней водообменом (через восточные Алеутские проливы) западной части залива Аляска. Результаты этих исследований изложены в двух последовательных выпусках Трудов ВНИРО 1963 и 1964 гг. (В. В. Натаров, А. Ф. Плахотник).

Охотское море покрыто более густой и равномерно расположенной сеткой гидрологических наблюдений, чем Берингово. Это позволяет иметь о нем более цельное представление. В 1966 г. К. В. Морошкиным опубликована обобщающая характеристика водных масс и течений Охотского моря. К. В. Морошкин, исходя из многолетних наблюдений над температурой и соленостью, произведенных в летне-осеннее время в разных районах моря, рассчитал динамическим методом скорости и направления течений по всему морю и построил новую, более подробную среднюю схему течений на поверхности Охотского моря для лета. Схема подтвердила, что в основе горизонтального движения вод лежит циклоническая система течений, охватывающая все море. Кроме того, здесь имеют место четко выраженные антициклонические круговороты, связанные с особенностями рельефа дна, и выделяется узкая полоса более сильных прибрежных течений, которые как бы обходят береговую линию против часовой стрелки. К. В. Морошкин провел и анализ водных масс Охотского моря, в результате чего внесены заметные исправления в существовавшие прежде представления о структуре его вод. Предложенная им классификация водных масс физически хорошо обоснована и подкреплена убедительными количественными характеристиками. Успешно развивалось исследование тепловых процессов в Охотском море. Тепловой баланс его поверхности обнаружил в нем дефицит тепла, компенсация которого происходит за счет притока теплых вод из Тихого океана. Величина и распределение тихоокеанских тепловых потоков позволяют объяснить своеобразие Охотского моря как «холодильника» и дают представление о величине водообмена моря и Тихого океана.

Сказанное свидетельствует о хорошей разработанности отдельных вопросов гидрологии Охотского моря и позволяет предположить пути его дальнейших исследований. К насущным задачам изучения этого моря относятся проблемы вертикальной циркуляции вод, получение точных данных о водообмене через проливы и выяснение механизма такого обмена водами, исследование общей ледовитости, физических свойств и движения льдов.

Японское море освещено весьма большим количеством гидрологических наблюдений, но они очень неравномерно распределены во времени и пространстве. Подавляющее большинство сведений относится к летнему времени; крайне мало их приходится на зиму. Наблюдения проводились главным образом в юго-восточных районах моря и в меньшей степени в западной и центральной его частях. За последние 10— 15 лет этот недостаток в известной мере устранен. Экспедиционные исследования в Японском море часто планировались и проводились зимой и, благодаря одновременной работе нескольких судов, охватывали значительные площади. В результате этого Японское море оказалось хорошо обеспеченным наблюдениями, которые постоянно обрабатывались и обобщались по разным проблемам океанологии. Главным достижением в исследовании этого моря следует признать труд сотрудников Института океанологии АН СССР «Основные черты геологии и гидрологии Японского моря» (1961). В монографии во взаимной связи рассмотрены основные процессы, свойственные Японскому морю, проанализированы факторы, их обусловливающие, и даны количественные оценки термогалинного состояния и динамики вод моря. При всей полноте названная работа не исчерпывает гидрологию Японского моря. Продолжаются исследования различных процессов, которые приводят к выяснению новых важных закономерностей. Например, расчет и выявление пространственно-временной изменчивости коэффициента температуропроводности в Японском море позволили сотрудникам кафедры физики моря Дальневосточного университета к началу 60-х годов предложить схему расчета температуры для многослойного моря. По этой схеме в каждом слое коэффициент температуропроводности меняется с глубиной по сравнительно простому закону. Таких примеров углубленного изучения отдельных вопросов гидрологии Японского моря можно привести немало.

Исследовательское судно "Михаил Ломоносов"

Именно такие более глубокие исследования физических процессов определяют путь дальнейшего изучения Японского моря. Важнейшими проблемами остаются: всесторонний анализ водообмена его с Тихим океаном, тщательное рассмотрение механизма вертикальных движений вод, решение полного уравнения диффузии и тепла и т. п. Разработка этих вопросов сделает Японское море одним из наиболее изученных морей, омывающих берега нашей страны.

Деятельность советских океанологов не ограничилась изучением только отечественных морей. За истекшее 50-летие наши ученые внесли весьма серьезный вклад в познание природы всех океанов.

Широким фронтом развернулись исследования Северного Ледовитого океана. Важнейшим вспомогательным экспедиционным средством в Центральном Арктическом бассейне стала авиация. С ее помощью проводятся регулярные высокоширотные воздушные экспедиции, высаживаются на лед дрейфующие научно-исследовательские станции «Северный полюс» и систематически осуществляется авиаразведка льдов. Существенным дополнением оказались комплексные океанологические экспедиции на дизель-электроходах «Обь», «Лена» и других судах ледового класса, проникших в северную часть Гренландского моря, а также в воды Арктического бассейна в районах Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена. Воздушные, дрейфующие и морские экспедиции позволили накопить большое количество наблюдений по физике вод и льдов Арктического бассейна. Они используются для разработки основных проблем физической океанологии Северного Ледовитого океана.

Материалы гидрологических наблюдений легли в основу монографии В. Т. Тимофеева «Водные массы Арктического бассейна» (1960). В ней дается характеристика вертикального и горизонтального распределения температуры, солености и устойчивости в толще океанских вод, рассматривается и циркуляция на поверхности и на различных глубинах, выделены основные типы водных масс, дан приближенный расчет теплового баланса вод Арктического бассейна и т. п.

Измерения океанологических характеристик позволили построить надежные динамические карты для поверхности Полярного бассейна. Эти карты и анализ дрейфа станций «Северный полюс» послужили основой для построения в 1954 г. схемы поверхностных течений в Центральном Полярном бассейне (3. М. Гудкович). Все основные черты схемы подтвердились последующими непосредственными измерениями поверхностных течений в разных районах океана. Используя новейшие сведения о распределении течений на поверхности океана и ветра над ним, В. X. Буйницкий, П. А. Гордиенко, 3. М. Гудкович в 1957 —1961 гг. установили основные закономерности дрейфа льдов в Арктическом бассейне. Генеральный дрейф льдов характеризуется тем, что он направлен в общем к проливу между Шпицбергеном и Гренландией, причем по мере приближения к этому проливу скорость дрейфа заметно увеличивается. В районах океана, прилегающих к Гренландии и Канадскому арктическому архипелагу, лед дрейфует по антициклональному замкнутому кругу. Конечно, сказанное не исчерпывает всех результатов исследований, а лишь иллюстрирует главные итоги.

Развитие отечественных океанологических исследований в Тихом океане протекало довольно неравномерно. В довоенные годы наши морские экспедиции работали главным образом в промысловых районах северной части океана, и только транспортные суда вели попутные гидрометеорологические наблюдения по своим маршрутам. В связи с этим большинство гидрологических данных предвоенного времени относится к сравнительно неширокой полосе вблизи Курильских островов и Камчатки.

После войны, главным образом в связи с необходимостью развития океанического рыболовства, начались исследовательские рейсы «Витязя». Советские океанологи стали получать разносторонние сведения уже с более обширных пространств северной части Тихого океана. Используя также результаты наблюдений зарубежных специалистов, советские ученые приступили к разработке крупных проблем физической океанологии Тихого океана. Так, А. Д. Добровольский в 1947 г. исследовал вопрос о водных массах северной части океана. Дав строгое и

Исследовательское судно "Академик Книпович"

комплексное определение понятию водная масса, он рассмотрел формирование и распределение водных масс в изучаемом районе в непосредственной связи с течениями. Работа А. Д. Добровольского представляет собой одно из первых советских научных обобщений по гидрологии тихоокеанских вод.

На основе массовых наблюдений над температурой, соленостью и течениями сотрудниками ГОИНа были созданы карты распределения их по океану. В 1953 г. Д. Г. Харитонов построил сезонные карты температуры и солености для поверхности океана, а В. С. Леднев и А. М. Муромцев составили карты поверхностных течений для лета и зимы. Эти карты вошли во II том «Морского атласа».

Собранный в ГОИНе каталог гидрологических наблюдений в Тихом океане послужил базой для сводной работы А. М. Муромцева «Основные черты гидрологии Тихого океана», изданной в 1958 г. Качественным скачком в изучении Тихого океана стал Международный геофизический год и за ним год Международного геофизического сотрудничества. С этого времени советские исследовательские и научно-промысловые суда стали работать по всему океану, применяя новейшую методику наблюдений. Результаты экспедиций пролили свет на многие динамические процессы, протекающие в толще океанских вод, особенно в районах Пассатных течений и Межпассатного противотечения. Значительно продвинулись вперед исследования океанологических условий глубоководных желобов, на основании которых выяснилась недопустимость захоронения радиоактивных отходов в океанических впадинах.

Широкий обмен информацией со странами-участницами работ по планам МГГ и МГС позволил установить основные закономерности макропроцессов, развивающихся в тихоокеанских водах. Главные итоги исследований подводит многотомная монография по Тихому океану, публикуемая с 1966 г. Институтом океанологии АН СССР.

Советские исследования физических процессов в Атлантическом океане развертывались примерно так же, как и в Тихом. В конце 30-х годов изучались главным образом промысловые районы и велись попутные судовые гидрометеорологические наблюдения на транспортных судах морского флота. В связи с расширением ареала нашего рыболовства, начавшимся в 50-х годах, отечественные океанологические экспедиции охватили значительные пространства Атлантического океана. Кроме Фареро-Шетландского и Исландского промысловых районов, исследовательские работы стали проводиться у Ньюфаундленда, возле западных берегов Африки, в тропической зоне и у восточных берегов Южной Америки.

На основе собранных материалов были составлены промысловые карты, написаны очерки по гидрометеорологии районов рыболовства и опубликовано много статей по вопросам промысловой океанологии. Последние обычно рассматривают физическое (главным образом тепловое) состояние океанических вод, и потому они вносят известный вклад в познание физических процессов, свойственных разным районам Атлантического океана. Международный геофизический год послужил причиной для форсирования изучения Атлантического океана. В морских исследованиях по программам МГГ и МГС от нашей страны участвовали экспедиционные суда «Михаил Ломоносов», «Седов», «Севастополь» и др. Экспедиции собрали обширный материал, позволяющий вскрывать основные закономерности гидрометеорологии Атлантики. К важнейшим результатам исследований относится открытие глубинного противотечения в экваториальных водах океана, названного течением Ломоносова по имени корабля, на котором работала открывшая его экспедиция; это течение уточнило имевшиеся представления о циркуляции атлантических вод.

Крупной проблемой, разрабатываемой нашими учеными применительно к Атлантическому океану, стала проблема взаимодействия атмосферы и океана. В ее решение ощутимый вклад вносит коллектив кафедры океанологии Ленинградского гидрометеорологического института под руководством В. В. Тимонова. В публикуемых им работах рассматриваются количественная оценка теплообмена между атмосферой

Исследовательское судно "Академик Курчатов"

и океаном, многолетняя изменчивость температуры океанских вод, содержатся результаты расчетов и анализа ветровых течений и переноса водных масс в верхних слоях Атлантического океана. Изучение распределения океанологических характеристик в толще атлантических вод позволило Б. И. Тюрякову провести районирование северной части океана по структуре водных масс. По советским и иностранным наблюдениям, обобщенным в Государственном океанографическом институте, издана в 1963 г. монография «Основные черты гидрологии Атлантического океана».

Индийский океан затронут советскими экспедиционными исследованиями сравнительно недавно. Сведения о его гидрометеорологии ограничивались по существу лишь попутными судовыми наблюдениями и материалами иностранных публикаций. Все эти сведения концентрировались и систематизировались в Государственном океанографическом институте и изложены в монографии А. М. Муромцева «Основные черты гидрологии Индийского океана» — пока единственной отечественной сводке по режиму вод Индийского океана.

Начиная с работ по программе МГГ и до настоящего времени этот океан весьма интенсивно исследуется советскими и зарубежными учеными. Изучение Индийского океана вели экспедиции на судах «Витязь», «Обь», «Академик Книпович» и др. Современный этап изучения Индийского океана характеризуется высоким научным уровнем и широтой охваченных проблем. В число их входят гидрологические исследования различных районов Индийского океана, анализ возможностей возникновения придонной конвекции, вопросы формирования слоев повышенной солености в северной части океана, течения и общая циркуляция вод и т. п. Даже отдельные примеры показывают, что развернувшиеся работы касаются важных процессов, формирующих океанологический облик океана в целом. Их результаты — значительный вклад в познание физики вод Индийского океана.

Начало отечественным исследованиям антарктических вод положила в 1947 г. советская китобойная флотилия «Слава». На одном из ее судов в каждый рейс выходила научная группа, которая и проводила гидрометеорологические наблюдения в районах промысла. Они публиковались в виде обзоров гидрометеорологических условий, существовавших в течение промыслового сезона в зоне советского китобойного промысла. Первой крупной работой, обобщающей результаты изучения гидрологического режима антарктических вод, стала монография Ю. В. Макерова «Основные черты гидрологического режима антарктических вод», опубликованная в 1956 г. В ней проанализирован большой материал наших и зарубежных экспедиций. Главный упор сделан на исследование структуры вод, их трансформации и на происхождение глубинных и придонных вод. В результате анализа распределения океанологических характеристик и величин вертикальной устойчивости определены границы раздела между различными типами вод и дано объяснение возникновения и движения глубинных и придонных вод. В отличие от Р. Дикона и X. Свердрупа, автор показал, что придонные воды формируются самостоятельно в каждой из антарктических котловин.

Широкий размах получили исследования Антарктики во время МГГ и МГС, когда у нас была создана Комплексная Антарктическая экспедиция. Ее морская часть на дизель-электроходе «Обь» обследовала приантарктические районы Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Наблюдения, собранные нашими океанологами во время антарктических рейсов, позволили рассмотреть самые различные физические процессы, характерные для толщи антарктических вод. Результаты обработки инструментальных измерений скорости и направлений течений в антарктической области показали их полную зависимость от ветрового режима. Эти же материалы свидетельствуют об устойчивом характере восточного дрейфового течения в Антарктике. Обобщенные Г. В. Ржеплинским наблюдения над волнами выявляют характерные особенности ветрового волнения. В частности, к ним относятся быстрое нарастание высоты и большая крутизна волн, что объясняется весьма значительными скоростями, но малыми разгонами ветра.

Исследовательское судно "Обь"

Наблюдения над льдами в Антарктике дали важные и разносторонние сведения, которые положены в основу сводки В. С. Назарова «Льды антарктических вод» (1962). В ней рассмотрены основные свойства льдов Антарктики, охарактеризованы некоторые особенности процессов их формирования и разрушения и предложены практические рекомендации мореплавателям и промысловикам.

В статьях В. Г. Корта, Ю. И. Иванова и других рассмотрены тепловые и динамические процессы, протекающие в кольце антарктических вод. Проделанные ими расчеты уточняют водо- и теплообмен между южными окраинами Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Наблюдения, проведенные советскими антарктическими экспедициями, обработаны еще не полностью, поэтому выше указаны лишь предварительные итоги. Но и они представляют собой немаловажное достижение в изучении гидрологии антарктических вод.

Размеры статьи не позволяют дать полный анализ исследования морей СССР и океанов, проведенного за полвека. Здесь отражены лишь наиболее существенные для каждого моря и океана результаты. Заканчивая обзор, следует подчеркнуть, что за 50 лет Советской власти наши моря были изучены лучше и полнее, чем за всю предшествующую историю. Немалый вклад был внесен и в изучение океанов. Теперь нам известны все основные черты и особенности природы морей Советского Союза и океанов Земли, а во многих из них исследованы и важнейшие физические процессы. Наступил новый этап исследований, когда экспедиционные работы выполняются несколькими специальными судами, оснащенными новейшими приборами, а массовые наблюдения подвергаются механизированной обработке на основе математических методов. Все это позволяет глубоко и всесторонне исследовать природу физических процессов, протекающих в морских и океанских водах.

Важным шагом в этом направлении является выход в океан нового крупного (6700 т) корабля «Академик Курчатов». «Плавучий институт» со штатом 84 научных сотрудника имеет 28 лабораторий, новейшее электронное оборудование, тонкую физическую и геофизическую аппаратуру и электронную вычислительную машину. В год пятидесятилетия Октябрьской революции корабль отправился в первый экспедиционный рейс.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.