Наблюдение апвеллингов у западного и восточного берегов Каспийского моря летом 2024 г. дистанционными методами: мультисенсорный подход

С помощью данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) наблюдались апвеллинги, возникшие в июле-августе 2024 г. у дагестанского побережья России и у восточного берега Каспийского моря (Казахстан и Туркмения). При этом в качестве основных использовались карты температуры поверхности моря (ТПМ) и направления и силы ветра, опубликованные ЕСИМО. Для анализа также привлекались данные различных сенсоров ДЗЗ – в первую очередь ИК-радиометров (TIRS/TIRS-2 на ИСЗ Landsat-8/9) и спектрорадиометров (MODIS, VIIRS, MSI, OLCI), а также радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) на ИСЗ Sentinel-1. Для подспутниковой верификации привлекались доступные измерения ТПМ у берега на дагестанских и казахстанских гидрометеопостах постах.

В результате комплексный анализ всей совокупности данных показал, что причиной этих апвеллингов, их возникновения и развития в западной и восточной прибрежных зонах Каспийского моря являлся классический экмановский ветровой механизм. Использование для исследования апвеллингов оптической, инфракрасной и радиолокационной информации выявил основные сходства и различия между этими двумя явлениями по их термогидрофизическим свойствам и биооптическим характеристикам.

Несмотря на одинаковую (экмановскую) природу возникновения апвеллингов у западного и восточного побережий, у них имеются и существенные различия. Во-первых, восточно-каспийский апвеллинг значительно больше по масштабам (поперечный масштаб до 40-50 км), устойчивее и продолжительнее западного. Это связано с более мощными и долго действующими ветрами северных румбов у восточного побережья Каспийского моря, дующими практически каждое лето, что определяется динамикой воздушных масс на периферии мощного антициклона. Фактически у восточного побережья ежегодно образуется сезонный апвеллинг - он может наблюдаться в течение всего теплого периода, но наиболее часто и интенсивно в июне-июле. Продолжительность западно-каспийского апвеллинга, возникающего при южных/юго-восточных ветрах не превышает нескольких суток. Во-вторых, сезонная частота появления западного поднятия вод по данным наблюдений прошедших лет значительно меньше. В-третьих, в восточно-каспийском апвеллинге средствами ДЗЗ не зафиксировано существенное повышение концентрации хлорофилла в отличие от западно-каспийского. Возможно, это связано с тем, что на восточном побережье Каспия отсутствуют реки, выносящие в море биогенные вещества, и они в верхнем 100 м слое практически отсутствуют, а в западную прибрежную зону они поступают с выносом рек Дагестана. В-четвертых, перепады ТПМ гораздо больше в восточно-каспийском апвеллинге. Западно-каспийский апвеллинг характеризовался незначительными понижениями ТПМ (2-3°С), в то время как восточно-каспийский - значительными перепадами (с максимальными аномалиями для Каспийского моря в 6-10°С и более). В благоприятных гидрометеорологических условиях каспийские апвеллинги в прибрежных зонах наблюдаются на радиолокационных изображениях в поле шероховатости морской поверхности – в виде протяженных сигнатур темного тона.

В итоге, использование для изучения апвеллингов Каспийского моря мультисенсорного подхода позволило определить механизм их возникновения, отследить динамику, определить термические и биооптические характеристики.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и образования России (тема FMWE 2024-0015).