
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

ВИХРЕВОЙ АПВЕЛЛИНГ КАК МЕХАНИЗМ СОЗДАНИЯ БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ СКОПЛЕНИЙ САЙРЫ В ЮЖНО-КУРИЛЬСКОМ РАЙОНЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

Работа №	137921
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	гидрология
Объем работы	43
Год сдачи	2018
Стоимость	4310 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	35

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение
Глава 1. Гидрометеорологические условия в Южно-Курильском районе
1.1. Климат
1.2. Гидрология
Глава 2. Общие закономерности пространственно-временного распределения сайры
в северо-западной части Тихого океана
2.2. Особенности формирования скоплений сайры и их миграции
Глава 3. Субмезомасштабная динамика вод
Глава 4. Материалы и методы анализа
4.1. Модель FESOM 1.4
4.2. Продукты сервиса Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS).........21
4.3. Промысловые планшеты
Глава 5. Феноменологический анализ промысловых планшетов вылова сайры и
сопоставление их со спутниковой информацией и с данными модели FESOM 1.4 .....27
5.1. Спутниковые данные
5.2. Гидродинамическое моделирование FESOM 1.4
Глава 6. Влияние процесса вихревого апвеллинга на распределение скоплений
тихоокеанской сайры
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Энергия турбулентного перемешивания вод, которая возникает в результате
действия процессов мезомасштабного (синоптического) спектра, оказывает значительное
влияние на распределение океанологических характеристик в Мировом океане. Такого рода
флуктуации в северо-западном районе Тихого океана определяются фронтальными зонами
и вихрями, которые можно зафиксировать по градиентам значений на спутниковых
снимках. В данной работе будет рассматриваться влияние мезомасштабной динамики вод
на пространственно-временное распределение такого гидробионта, как тихоокеанская
сайра (Cololabis saira), которая является стайной пелагической рыбой.
Изучение приуроченности сайры к океанологическим структурам, определяемым
по спутниковым данным, остается актуальной задачей в настоящее время, так как на
данный момент не существует конкретной методологии, позволяющей оперативно
определять скопления рыбы, используя при этом не эмпирические методы, а спутниковые
и модельные данные, которые сейчас превосходят эмпирику по количеству и качеству
измерений. Спутниковые измерения позволяют получить непрерывные ряды измерений с
высокой точностью для всего Мирового океана, а модельные расчеты позволяют
рассматривать не только мезомасштабные явления, но и субмезомасштабные, которые
представляют огромный интерес для данной работы. Характеристики поверхностных
течений, положение фронтальных зон и мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей,
полученные по спутниковым данным и гидродинамическим моделям, соответствуют
результатам in situ. Таким образом, с применением спутниковых и модельных данных
существует возможность решения практических задач, в том числе научного обеспечения
рационального и эффективного использования биологических ресурсов Мирового океана.
На величину промыслового вылова сайры влияют многие
гидрометеорологические, биологические и технологические факторы. Изучение причин,
влияющих на вылов, является актуальной задачей для составления прогнозов состояния
рыбных запасов. Данные прогнозы помогут стабилизировать вылов и улучшить
экономические показатели страны.
Новизна работы заключается в изучении субмезомасштабной динамики вод и ее
влиянии на тихоокеанскую сайру. Новой является не применявшаяся ранее методика
исследования не только самих гидрометеорологических характеристик, но их аномалий.
Такой подход ранее не применялся к промысловым задачам. Полученные результаты
являются новыми и уточняют сложившиеся ранее научные представления в данной
области. В нашей работе также выдвигается и проверяется гипотеза о влиянии вихревого4
апвеллинга в циклонических субмезомасштабных образованиях на распределение
промысловых скоплений сайры в Южно-Курильском районе.
Целью работы является исследование характеристик вод в Южно-Курильском
районе по данным спутниковых измерений и гидродинамического моделирования с
помощью реанализа FESOM, а также изучение влияния вихревого апвеллинга на
распределение промысловых скоплений тихоокеанской сайры.
Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:
1. Описание геоморфологических, гидрологических и климатических
особенностей Южно-Курильского района.
2. Определение общих закономерностей пространственного распределения сайры,
условий формирования и миграций ее скоплений.
3. Описание субмезомасштабной динамики океана.
4. Подготовка данных спутниковой информации в Южно-Курильском районе
(уровень океана, температура и соленость поверхности океана) и картирование характеристик.
5. Подготовка данных реанализа FESOM 1.4 для Южно-Курильского района и
картирование характеристик на отдельных горизонтах.
6. Сравнение пространственных распределений океанологических полей по
спутниковым и модельным данным.
7. Определение диапазонов изменчивости параметров океанологических полей и
их аномалий, характерных для скоплений косяков сайры в период путины в ЮКР, по
спутниковым и модельным данным реанализа FESOM 1.4.
8. Проверка гипотезы влияния вихревого апвеллинга на распределение скоплений
сайры на примере сентября 2001 г.
В исследовании применялись методы вычисления аномалий океанологических
параметров, основанные на использовании среды разработки алгоритмов MATLAB, а также
задействован многофункциональный графический редактор Adobe Photoshop CC 2018 для
сопоставления данных по промыслу тихоокеанской сайры и спутниковых измерений.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В нашей работе мы исследовали приуроченность тихоокеанской сайры к
океанологическим структурам в поле температуры, солености, их аномалий, а также в поле
динамической топографии и вертикальной составляющей скорости, которые были получены
по спутниковой информации и данным гидродинамического моделирования. Наиболее
важные результаты выпускной квалификационной работы заключаются в нахождение
диапазонов распределения параметров, которые представляли собой наиболее благоприятные
условия для формирования скоплений сайры в исследуемый период (таблица 1).
В ходе работы было выявлено, что наиболее плотные скопления сайры формируются в
зонах циклонических образований. Чаще всего они формируются не в центральной части
вихрей, а на их периферии, в области высоких градиентов параметров и термических фронтов.
При определенных гидродинамических условиях промысловые скопления криля могут быть
приурочены к центральной части вихрей, что, согласно классификации Chang et al. (2017),
соответствует стадии А вихреобразования, когда вихрь только начинает зарождаться и в его
центре существует вертикальный поток массы, направленный к поверхностному слою океана.
Следует подчеркнуть, что для анализа пространственного распределения сайровых
скоплений и приуроченности сайровых косяков к определенным термодинамическим
условиям аномалии океанологических полей, рассчитанные по указанной выше методике,
используются впервые, а полученные результаты являются новыми.
Таким образом, цель исследования достигнута, и все поставленные задачи решены.
Новые представления о закономерностях распределения промысловых скоплений сайры в
Южно-Курильском районе могут стать научной основой для обеспечения прогностическими
данными промыслового флота и способствовать улучшению показателей промысловых изъятий

Литература

1. Атлас суточных и пентадных карт распределения поверхностной температуры и скоплений
тихоокеанской сайры в период нагула у Курильских островов. Владивосток, ТИНРО-Центр,2002.
2. Байталюк А.А. Тихоокеанская сайра (Cololabis Saira): размерно-возрастная структура,
особенности воспроизводства, динамика численности сезонных и региональных
группировок: автореф. Дис. … канд. Биол. Наук. Владивосток, 2004. 24 с.
3. Белоненко Т.В., Колдунов А.В. Стерические колебания уровня в северо-западной части
Тихого океана // Вестник СПбГУ, 2006. Сер. 7, вып. 3. C. 81-87.
4. Белоненко Т.В., Козуб П.К. Вихревой апвеллинг как механизм создания благоприятных
условий скоплений сайры в Южно-Курильском районе // Современные проблемы
дистанционного зондирования Земли из космоса, 2018. Т. 15. № 1. С. 221-232.
5. Булатов Н.В., Самко Е.В., Цыпышева И.Л. Океанологические образования, благоприятные
для концентрации пелагических рыб по инфракрасным данным ИСЗ NOAA // Современные
проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. М.: ООО «Азбука- 2000», 2008.Выпуск 5. Т.2. С. 49-61.
6. Великанов А. Я. Анчоус и сайра у берегов Сахалина // Вестн. Сах. музея. Ю-Сах., 2001. №.8. С. 295-300.
7. Зуссер С. Г. Суточные вертикальные миграции пелагических рыб // Труды ВНИРО. М.:
Издательство "Пищепромиздат", 1958. Т. 36. С. 83-105.
8. Зуссер С.Г. Суточные вертикальные миграции планктоноядных рыб // Труды ВНИРО. М.:
Пищепромиздат, 1961. Т. 44. С. 177-186.
9. Истоки Ойясио. Монография под ред. В.Р. Фукса, А.Н. Мичурина. СПб, 1997. 248 с.
10. Левасту Т., Хела И. Промысловая океанография. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 298 с.
11. Мантейфель Б. П. Экология поведения животных. М.: Наука, 1980. 220 с.
12. Новиков Ю.В. Условия образования промысловых скоплений сайры // Труды ВНИРО. М.:
Издательство "Пищепромиздат", 1966. Т.60. С. 143-149.
13. Новиков Ю.В. Запасы сайры и регулирование ее промысла // Тр. ВНИРО. М.: Издательство
"Пищепромиздат", 1969. Т.67. С. 190-201.
14. Родин А.В. Океанологические процессы и промысловые скопления пелагических рыб:
дис… д-ра геогр. наук. СПб., 2000. 59 с.
15. Румянцев А.И. Сайра Японского моря // Известия ТИНРО. Владивосток, 1947. Т. 25. С.53-
64.41
16. Физическая география материков и океанов: Учебное пособие / Под ред. А.М. Рябчикова.
М.: Высшая школа, 1988. 592 с.
17. Старицын Д. К., Филатов В. Н., Фукс В. Р. Основы использования спутниковой
альтиметрической информации для оценки условий формирования промысловых
скоплений сайры // Известия ТИНРО, 2004. Т. 137. С. 398–408.
18. Темных О.С. К методике определения возраста и роста сайры Cololabis Saira (Brew.) //
Сельдевые северной части Тихого океана. Владивосток: ТИНРО, 1985. С. 123-134.
19. Устинова Е.И., Филатов В.Н., Капшитер А.В. Мониторинг гидрометеорологических
условий Южно-Курильского района в период сайровой путины 2005 г. // Вопросы
промысловой океанологии. М.: Изд-во ВНИРО, 2007. Вып. 4. № 1. С. 28–50.
20. Федоров К. Н. Физическая природа и структура океанических фронтов // Л.:
Гидрометоиздат, 1983. 296 с.
21. Филатов В. Н. Определение перспективных для промысла сайры участков по данным
полигонных съемок в Южно-Курильском районе // Известия ТИНРО, 1984. Т. 109. С. 35-40.
22. Филатов В. Н. Миграции тихоокеанской сайры в период нагула в районе Курильских
островов и Охотского моря // Известия ТИНРО, 2004. Т. 139. С. 260-270.
23. Филатов В.Н. Миграции и формирование скоплений массовых пелагических гидробионтов
(на примере тихоокеанской сайры). Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2015. 168 с.
24. Фукс В. Р., Белоненко Т. В. Проблемы использования спутниковой информации о
концентрации хлорофилла для оценки биотических условий промысла нагульной рыбы //
Вопросы промысловой океанологии, 2006. Вып. 3, №. 6. С. 241-263.
25. Хоружий А.А., Заволокин А.В., Старовойтов А.Н., Найденко С.В., Ванин Н.С., Дубовец
Е.Н., Корнилова Е.А., Емелин П.О., Сомов А.А. Лососи в составе нектонного сообщества
верхней эпипелагиали в прикурильских водах СЗТО в раннелетний период 2012 г. //
Известия ТИНРО, 2013. Т.172. С. 65-82.
26. Шатилина Т. А., Цициашвили Г. Ш., Радченкова Т. В. Оценка тенденций изменчивости
центров действия атмосферы над Азиатско-Тихоокеанским регионом в летние периоды
1950-1979 и 1980-2012 гг. // Метеорология и гидрология, 2016. № 1. С. 17–28.
27. Chang Y.-L., Miyazawa Y., Oey L.-Y., Kodaira T., Huang S., The formation processes of
phytoplankton growth and decline in mesoscale eddies in the western North Pacific Ocean // J.
Geophys. Res. Oceans, 2017, Vol. 122, Issue 5. P. 4444–4455.
28. Danilov S., Kivman G., Schröter J. A finite-element ocean model: principles and evaluation //
Ocean Modelling, 2004. Т. 6. №. 2. P. 125-150.42
29. Garric G., Parent L., Masina S., Storto A., Zuo H., Balmaseda M. Product user manual for Global
Ocean Reanalysis Products: global-reanalysis-phy-001-025, global-reanalysis-phys-001-011,
global-reanalysis-phys-001-017. – September 2016.
30. Good S. A., Martin M. J., Rayner N. A. EN4: Quality controlled ocean temperature and salinity
profiles and monthly objective analyses with uncertainty estimates // Journal of Geophysical
Research: Oceans, 2013. Т. 118. №. 12. P. 6704-6716.
31. Hiroshi Kuroda, Takashi Setou, Shigeho Kakehi, Shin-ichi Ito, Takeshi Taneda, Tomonori
Azumaya, Denzo Inagake, Yutaka Hiroe, Kenji Morinaga, Makoto Okazaki, Takashi Yokota,
Takeshi Okunishi, Kazuhiro Aoki, Yugo Shimizu, Daisuke Hasegawa and Tomowo Watanabe.
Recent Advances in Japanese Fisheries Science in the Kuroshio-Oyashio Region through
Development of the FRA-ROMS Ocean Forecast System: Overview of the Reproducibility of
Reanalysis Products // Open Journal of Marine Science, 2017. Vol. 07. № 01. P. 62-90.
32. Huang W. B., Lо N. C.H., Chiu T. S., Chen C. S. Geographical Distribution and Abundance of
Pacific Saury, Cololabis saira (Brevoort) (Scomberesocidae). Fishing Stocks in the Northwestern
Pacific in Relation to Sea Temperatures // Zoological Studies, 2007. V. 46. Iss. 6. P. 705–716.
33. Lévy, M., P. Klein, and A. M. Treguier, Impacts of submesoscale physics on production and
subduction of phytoplankton in an oligotrophic regime // J. Mar. Res., 2001. 59. P. 535–565.
34. Madec G. NEMO ocean engine // Note du Pôle de modélisation //Institut Pierre-Simon Laplace
(IPSL), France, 2008. No. 27. ISSN No 1288-1619.
35. Mahadevan, A., Archer D. Modeling the impact of fronts and mesoscale circulation on the nutrient
supply and biogeochemistry of the upper ocean // J. Geophys. Res., 2000. Vol. 105 (C1), 1209–
1225.
36. McLaren A., Fiedler E., Roberts-Jones J., Martin M. Quality information document. Global ocean
OSTIA sea surface temperature Reprocessing - sst-glo-sst-l4-rep-observations-010-011. –
19.09.2014.
37. Ono K., Ohshima K. I., Kono T., Itoh M., Katsumata K., Volkov Y. N., Wakatsuchi M. Water
mass exchange and diapycnal mixing at Bussol’ Strait revealed by water mass properties // Journal
of oceanography, 2007. Т. 63. №. 2. P. 281-291.
38. Qiu B. Kuroshio and Oyashio currents // Academic Press, 2001. P. 1413-1425.
39. Reddy M. P. M. Descriptive physical oceanography. 2001. Taylor & Francis. p. 440.
40. Rio M. H., Guinehut S., Larnicol G. New CNES-CLS09 global mean dynamic topography
computed from the combination of GRACE data, altimetry, and in situ measurements // J.
Geophys. Res, 2011. Vol. 116. Iss. C07018.
41. Saitoh S. I., Fukaya, A., Saitoh, K., Semedi, B., Mugo, R., Matsumura, S., Takahashi, F.
Estimation of number of Pacific saury fishing vessels using night-time visible images43
//International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science,
2010. Т. 38. № 8. P. 1013-1016.
42. Sullivan C.M. Temperature receptions and responses in fish // J. Fish. Res. Bd. Canada, 1954. Vol.
11. № 2. P. 153-170.
43. Suyama, S., Kurita Y. and Ueno Y. Age structure of Pacific saury Cololabis saira based on
observations of the hyaline zones in the otolith and length frequency distributions // Fisheries
Science, 2006. Vol. 72 P. 742-749.
44. Thomas L.N., Tandon A. and Mahadevan A. Submesoscale processes and dynamics // Ocean
Modeling in an Eddying Regime, Geophysical Monograph Series, edited by M. Hecht and H.
Hasumi, 2008. Vol. 177 of Geophysical Monograph Series. P. 17–38.
45. Wang Q. et al. The Finite Element Sea Ice-Ocean Model (FESOM) v. 1.4: formulation of an ocean
general circulation model // Geoscientific Model Development, 2014. Т. 7. №. 2. P. 663-693.
46. Watanabe Y., Butler J.L. Mori T. Growth of the Pacific saury, Cololabis saira, in the northeastern
and northwestern Pacific Ocean // Fish. Bull., U.S., 1988. Vol. 86. P. 489-498.
47. Watanabe Y., Kuji Y. Verification of daily growth increment formation in saury otoliths by rearing
larvae from hatching // Japan. J. Ichthyol., 991. Vol. 38 P. 11-15.
48. https://www.ngdc.noaa.gov/ – батиметрическая карта центра NOAA: International Centers for
Environmental Information. National Oceanic and Atmospheric Administration.
49. http://fesom.de/ – материалы гидродинамической модели FESOM: Finite-Element/volumE Sea
ice-Ocean Model