КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-27-00385
НазваниеФенология весеннего «цветения» фитопланктона в субарктических морях и её предикторы на примере Берингова моря
Руководитель Кивва Кирилл Константинович, Кандидат географических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" , г Москва
Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-519 - Биоокеанология
Ключевые слова Берингово море, фенология, морской лёд, тепловой баланс, зимняя конвекция, ветровое перемешивание, хлорофилл, фитопланктон, весеннее цветение фитопланктона.
Код ГРНТИ37.25.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
1. Новая информация по пространственно-временной изменчивости сроков очищения акватории Берингова моря ото льда.
2. Первые данные по фенологии и пространственно-временной изменчивости процессов теплообмена на границе море-атмосфера, включая изменчивость сроков начала и окончания выхолаживания водной толщи, длительности выхолаживания, количества тепла, отдаваемого морем в атмосферу за холодный период. Использование реанализа позволит получить результаты за ряд лет с 1979 года.
3. Первые оценки интенсивности ветрового воздействия на водную толщу (перемешивания) в период формирования устойчивой стратификации летнего типа и степени вклада ветрового перемешивания в нарушение стратификации верхнего слоя вод в весенний период.
4. Первые детальные (с пространственным разрешением порядка 25 км) данные за длительный интервал времени (с 2003 года) о сроках весеннего «цветения» фитопланктона для рассматриваемой акватории.
5. Первое обобщение информации о характере влияния физических процессов на сроки весеннего «цветения» фитопланктона на рассматриваемой акватории.
Проект подразумевает развитие подходов морской фенологии с использованием спутниковых и модельных данных высокого разрешения и адекватных им методов машинного анализа. Реализация проекта впервые позволит выявить связи между физическими факторами в атмосфере и океане и особенностями весеннего «цветения» фитопланктона на примере Берингова моря – это новая научная тематика (механизмы изменчивости фенологии в морях). Реализация проекта необходима для развития представлений об изменчивости фенологии «цветения» фитопланктона и, как следствие, состояния организмов более высоких трофических уровней, включая промысловые, под действием климатических изменений.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Рассчитаны даты полного очищения ото льда для акватории Берингова моря и прилегающей части Северного Ледовитого океана. С помощью непараметрических методов оценены климатическая норма, межгодовая изменчивость и коэффициент линейного тренда дат очищения ото льда за 1979–2023 годы.
Доверительный интервал 90 % дат очищения ото льда составляет до 70–100 суток в районе наиболее южного расположения кромки льда, на периферии Чукотского моря, а также в центральной части Восточно-Сибирского моря и в прибрежной части моря Бофорта. То есть изменчивость этого параметра в некоторых районах по модулю превышает 1,5 месяца; это неожиданно высокое значение.
Выделены семь районов с однородной изменчивостью дат полного очищения акватории ото льда. Впервые применён метод выделения районов в два этапа. В качестве входных данных для финальной группировки использованы категориальные данные результатов группировки с использованием скользящего окна шириной 20 лет и критерий Эскина для оценки степени сходства узлов сетки.
Проанализирована пространственно-временная изменчивость и климатология нагрева и теплоотдачи поверхности Берингова моря и прилегающей части Тихого и Северного Ледовитого океанов с учётом дат начала и окончания сезона выхолаживания для каждого отдельного года. Наиболее энергетически активная зона в холодный период года — западная часть Берингова моря в районе Корякского побережья и вдоль материкового склона.
На большей части исследуемой акватории наблюдается статистически значимый положительный линейный тренд суммарного теплового баланса в теплый период года, то есть увеличение поступления тепла на поверхность моря, и суммарного теплового баланса поверхности моря в холодный период года (ослабление теплоотдачи). Однако в Чукотском море наблюдается усиление теплоотдачи.
Впервые с высоким разрешением (0,25° × 0,25°) описана климатология дат перехода теплового баланса поверхности моря через ноль — дат начала и окончания выхолаживания, а также их межгодовой изменчивости.
Впервые обнаружены статистически значимые коэффициенты линейного тренда дат начала и окончания периода выхолаживания на большей части исследуемой акватории. Наибольший линейный тренд даты окончания охлаждения наблюдается в глубоководной южной части моря и составляет −0,6…−0,8 суток в год, что эквивалентно 26–35 дням за 43 года.
Впервые показано, что на большей части акватории наблюдается статистически значимый отрицательный тренд длительности периода выхолаживания морской поверхности (от −0,2…−0,5 суток в год в районе побережья Корякского нагорья и в Анадырском заливе до −1…−1,2 суток в год в районе Андреяновских островов).
Разработан метод пространственной интерполяции спутниковых данных по концентрации хлорофилла-а (Хл-а) — итеративный метод осреднения по соседям первого порядка (iterative first order neighbor interpolation, IFON). Выполнено восстановление пропусков в спутниковых данных по концентрации хлорофилла-а методами интерполяции IFON, IDW, DINEOF. Несмотря на то, что метод IFON позволяет заполнить сравнительно небольшое количество пропусков, он даёт наименьшую ошибку.
Предложены адаптированные для Берингова моря методы оценки фенологических параметров. Рассчитаны дата начала «цветения», дата максимума концентрации Хл-а, максимум концентрации Хл-а (пик «цветения») и продолжительность «цветения» (разница между датой начала и датой максимума). Оценены характерные значения этих параметров.
Впервые количественно показано, что самое раннее начало «цветения» наблюдается в Бристольском заливе и прилегающей части юго-западного шельфа Берингова моря (начало апреля).
По медиане продолжительности «цветения» фитопланктона впервые детально показаны области короткого «цветения» в северных регионах (обычно менее 30 дней к северу от 60° с.ш.) и длительного «цветения» (более 45 дней) в южных глубоководных районах. Самые короткие периоды «цветения» (менее 15 дней между началом и временем достижения максимума Хл-а) наблюдались в северной части Берингова и в Чукотском море.
Публикации
1. Малышева А.С., Кивва К.К. Spring phytoplankton bloom phenology in the Bering Sea in 1998–2023 2025 Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas (ESSAS) Open Science Meeting: Past, Present and Future of Marine Biodiversity and Ecosystems. June 24–26, 2025, National Institute of Polar Research, Tokyo, Japan., P. 98. (год публикации - 2025)
2. Сумкина А.А., Кивва К.К., Малышева А.С. Winter ocean–atmosphere heat flux variability in the Barents and Bering Seas PICES-2025 Book of abstracts, November 8-16, 2025, Yokohama, Japan., P. 92. (год публикации - 2025)
3. Сумкина А.А., Кивва К.К., Кровнин А.С. Variability of winter ocean–atmosphere heat exchange in the Barents and Bering Seas 2025 Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas (ESSAS) Open Science Meeting: Past, Present and Future of Marine Biodiversity and Ecosystems. June 24-26, 2025, National Institute of Polar Research, Tokyo, Japan., Pp. 101–102. (год публикации - 2025)
4. Малышева А.С., Кивва К.К., Сумкина А.А. Long-term variability of spring phytoplankton bloom phenology in the Bering Sea in 1998–2024 PICES-2025 Book of abstracts, November 8-16, 2025, Yokohama, Japan., P. 65. (год публикации - 2025)
5.
Малышева А.С., Кивва К.К.
Фенология весеннего «цветения» фитопланктона в Беринговом море в 1998–2023 гг.
Океанологические исследования: материалы ХI Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием, 26 – 30 мая 2025 г., Владивосток, Россия., С. 91–92. (год публикации - 2025)
10.62994/b7314-9428-9558-w