Введение 4
1 Физико-географическое описание Г орла Белого моря 7
1.1 Белое море 7
1.1.1 Классификация акватории Белого моря 7
1.1.2 Батиметрия 10
1.2 Горло Белого моря 11
1.2.1 Течения 11
1.2.2 Приливы 13
1.2.3 Водные массы 15
1.2.4 Ветер и волнение 18
1.2.5 Распределение температуры воды 19
1.2.6 Распределение солености воды 19
1.2.7 Лед 20
2 Материалы и методы 21
2.1 Исходные данные 21
2.2 Методы исследования 22
2.2.1 Кластерный анализ 22
2.2.2 Статистические методы оценивания 24
3 Среднее многолетнее состояние гидрологических характеристик в Горле
Белого моря 26
4 Кластерный анализ водных масс в Горле Белого моря 30
4.1 Распределение водных масс в пространстве в разные климатические периоды 30
4.2 Изменение характеристик водных масс в разные климатические периоды 37
4.2.1 Изменение средних характеристик 37
4.2.2 TS-диаграммы 39
4.2.3 TV-диаграммы 42
4.2.4 Сравнение средних показателей по критерию Стьюдента 44
Заключение 48
Список использованных источников 50
Водные массы это определенный объем воды, который имеет свои гидрохимические показатели. Формирование водных масс происходит в конкретных областях Мирового океана.
Выделение и изучение водных масс нужно для, более полного понятия того, как изменяются воды конкретного водоема или области в разные климатические периоды, т. к. характеристики водных масс постоянно подвергаются изменениям. Также изучение водных масс, помогает в исследовании динамических процессов морей и океанов, а также взаимодействие океана с атмосферой.
Данная работа выполнялась для исследования водных масс Г орла Белого моря, за различные периоды и в различное время года. Для того, чтобы оценить, насколько изменятся характеристики водных масс спустя 20 лет, а также выявить насколько изменяются водные массы в разные климатические периоды.
Из источников литературы выявлено, что в целом Белое море изучено не полностью, соответственно Горло Белого моря и его водные массы изучены также. «Несмотря на то, что основной объем проводимых исследований Белого моря посвящен экспериментальным, экспедиционным исследованиям. До сих пор недостаточно изучены процессы переноса и трансформации вещества в море, водообмен, в особенности через Горло, между Белым и Баренцевым морями, влияние изменений климата и антропогенных факторов на экосистему моря» .
Цель данной работы - исследовать водные массы Горла Белого моря, выявить изменения их характеристик в разные климатические периоды.
Задачи работы заключаются в следующем:
1. Выполнить физико-географическое описание Горла Белого моря.
2. Описать среднее многолетнее состояние гидрологических характеристик в Г орле Белого моря.
3. Выделить водные массы с помощью кластерного анализа в Горле Белого моря в разные климатические периоды. Описать, как изменяются характеристики водных масс в разные климатические периоды.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.
Структура данной работы:
В 1 главе, изложено физико-географическое описание Горла Белого моря, описана его классификация. Подробно рассмотрены динамические процессы, происходящие в Белом море, а также гидрохимические характеристики их изменения и распределения на поверхности моря и на глубинах .
Во 2 главе описаны исходные данные и методы, с помощью которых выполнялась данная работа. Были использованы следующие методы: кластерный анализ (метод k-средних), статистическая проверка гипотез (проверка гипотезы о равенстве средних значений характеристик).
В 3 главе описаны изменения среднего многолетнего состояния гидрологических характеристик в исследуемой области.
В 4 главе выполнен расчет кластерного анализа, также выполнены анализы о том, как изменяются водные массы в пространстве и как изменяются характеристики водных масс в разные промежутки времени. Описаны изменения средних показателей характеристик, а также изменения, которые выявлены на TS-диаграммах и TV-диаграммах в разные климатические периоды.
Исследование публиковалось в рамках Студенческой научной конференции РГГМУ (СНО РГГМУ, 2022 год) в виде стендового доклада на тему: Климатическая изменчивость гидрологических характеристик в Горле Белого моря. Цель работы - выявить насколько изменилась структура вод, 5
проходящих транзитом через Горло Белого моря, в течение последнего климатического периода. В работе были представлены средние за пятилетия (1993-1997 и 2015-2019 гг.) значения температуры воды (°С) и солености (%о), и разности между периодами времени в феврале и в августе.
На основании проделанного исследования можно сделать следующие выводы.
1. По среднему многолетнему распределению гидрологических характеристик на разрезе через Горло Белого моря видно, что более холодная вода наблюдается у дна (на глубине около 50 м) между 41 ° и 41,5 ° восточной долготы и равна 1,5 °С. Начиная с горизонта 25 м температура воды на одинаковых глубинах различается на 0,25 °С, у западного берега выше, чем у восточного. С глубиной соленость воды растет, осолонение происходит быстрее у западных берегов, такое изменение солености прослеживается до дна.
В Горле Белого моря имеется два направления течений, т. к. через него выходят и поступают водные массы в Белое море. Смена направления течения начинается у западных берегов на 40,5 ° восточной долготы, изотаха равная нулю вертикально поднимается до поверхности, практически не изменяясь. Далее на середине разреза, кривая вновь появляется и изменяется по диагонали ко дну.
2. С помощью кластерного анализа по трем характеристикам T, S и V, можно сказать что, в Горле Белого моря в феврале выделяется 3 водных массы: баренцевоморская, промежуточная и поверхностная водная масса, а в августе выделяется 4 водные массы: к трем февральским водным массам добавляется беломорская поверхностная водная масса.
3. В 2015-2019 гг. по сравнению с 1993-1997 гг. в феврале (зимой) отмечаются статистически значимый рост температуры воды и скорости течений во всех водных массах, выделяемых на разрезе через Горло Белого моря: в баренцевоморской - на 0,66 °С и на 0,02 м/с соответственно, в промежуточной водной массе Горла - 0,40 °С и на 0,01 м/с, в поверхностной водной массе Горла - 0,12°С и 0,01 м/с.
В августе (летом) значимые различия отмечаются только в солености и скорости движения воды. В баренцевоморской водной массе они увеличились на 0,17 % и на 0,01 м/с соответственно. В промежуточной водной массе Горла соленость увеличилась на 0,27 %о, а движение ослабло на 0,01 м/с. Поверхностная водная масса Г орла и беломорская вода увеличили только свою скорость на 0,01 м/с.
Таким образом, очевидно, что к концу 2010-х годов транзит вод через Горло Белого моря увеличился в обе стороны, причем более интенсивно - в зимнее время, баренцевоморская вода, поступающая в глубоководную часть Белого моря, стала более соленая летом и более теплая зимой, а поверхностные водные массы стали теплее только в зимнее время, что, скорее всего, обусловлено общим климатическим потеплением региона.
