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 25-47-01005

НазваниеФормирование, распространение и перемешивание речных плюмов от речных устьев до открытого моря: ключ к пониманию глобальных процессов переноса вещества с суши в Мировой океан

Руководитель Осадчиев Александр Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №103 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (DST)

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-510 - Взаимодействие океана с водами суши

Ключевые слова речной плюм, эстуарные процессы, поверхностный слой моря, прибрежная циркуляция, взаимодействие океана и вод суши, ветровое воздействие, приливы, турбулентность, перемешивание

Код ГРНТИ37.25.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Ожидаемые результаты
Заявляемый проект продолжает многолетние исследования больших речных плюмов в арктических морях России и морях Южной Азии, ведущиеся российской и индийской научными группами. Цель проекта заключается в сравнении и обобщении результатов этих исследований, а именно, в описании ключевых гидрофизических процессов определяющих формирование, распространение и трансформацию больших речных плюмах на разных пространственных и временных масштабах под воздействием внешних гидрометеорологических условий. Таким образом, основным результатом проекта станет создание единой концепции изучения больших речных плюмов на основе региональных исследований конкретных речных плюмов с различными характеристиками и различными конфигурациями внешнего воздействия. Подобная концепция принципиально необходима для корректного мониторинга, моделирования и прогнозирования процессов в больших речных плюмах и оценки их влияния на экосистемы в прибрежных и шельфовых районах моря. Несмотря на активные исследования речных плюмов, ведущиеся в последние десятилетия, подобная концепция до сих пор не разработана. Одно из основных ограничений существующего подхода к исследованию речных плюмов заключается в его фокусировке на отдельных речных плюмах. Иными словами, подавляющее большинство работ по этой тематике, посвящено одному конкретному речному плюму. Это осложняет оценку применимости получаемых региональных результатов для других речных плюмов в мире. В частности, исследования последних лет (проведенные, в том числе, членами коллектива исполнителей проекта) показали, что многие закономерности, установленные для плюмов среднего размера и считавшиеся фундаментальными для всех речных плюмов, фактически не наблюдаются ни у плюмов, сформированных очень малыми реками, ни у плюмов, сформированных крупнейшими реками мира. Основными конкретными результатами проекта станут описание универсальных механизмов, во-первых, первичного взаимодействия и перемешивания стока крупных рек и морских вод в эстуариях и прибрежных районах и, во-вторых, распространения и перемешивания крупных речных плюмов на шельфе и в глубоком океане. Понимание этих процессов необходимо для последующей оценки влияния больших речных плюмов на региональные биогеохимические процессы в морях российской Арктике и Южной Азии. Еще одним результатом проекта станет оценка отклика исследуемых речных плюмов на происходящие климатические изменения и описание будущего состояния соответствующих гидрофизических процессов в морях российской Арктики и Южной Азии.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За отчетный период были проведены судовые измерения во время рейса Плавучего университета МФТИ – ИО РАН на НИС «Профессор Мультановский» в северной части Берингова моря и юго-западной части Чукотского моря. Было установлено, что распространение плюма Лены в Чукотском море ограничено с востока струей тихоокеанских вод, протекающих из Берингова пролива до каньона Геральда. Анализ данных спутниковой солености прошлых лет также показал, что в период с 2015 по 2025 год плюм Лены в течение пяти безледных сезонов распространялся в Чукотское море в качестве вдольберегового течения, в течение двух безледных сезонов плюм Лены занимал всю площадь Чукотского моря к западу от струи тихоокеанских вод, проходящей через каньон Геральда, в течение еще двух безледных сезонов плюм Лены не достигал Чукотского моря. В рамках проекта была разработана океанская численная модель циркуляции Карского моря и моря Лаптевых KARF12 с совместной моделью морского льда. Конфигурация KARF12 основывается на динамическом ядре модели NEMO версии 4.2.2. Разрешение модели составляет 1/12° по горизонтали, что в данных широтах соответствует примерно 3-4 км, в зависимости от широты. Домен модели KARF12 охватывает регион от пролива Карские ворота на западе до островов архипелага Шпицберген на севере и до Новосибирских островов на востоке. Таким образом домен полностью включает акватории подверженные стокам рек Печора, Обь и Енисей, Хатанга, а также частично включает акватории подверженные стоку реки Лена. Модель KARF12 инициализируется данными реанализа GLORYS12 с разрешением 1/12°. Модель инициализируется с данных о температуре, солёности и полей концентрации и толщины морского льда. Проведены эксперименты по настройке модели, а также проведена верификация результатов моделирования. Изучена изменчивость области распространения плюмов Оби-Енисея и Лены в зависимости от внешних условий на основе новых региональных алгоритмов обработки спутниковых данных и численного моделирования. Движение плюма Оби-Енисея в Карском море происходит главным образом под действием ветра в соответствии с теорией Экмана. В Восточной Арктике выделяются два основных типа распространения плюма Лены, которые определяются наличием или отсутствием интенсивного затока плюма Лены из моря Лаптевых в Восточно-Сибирское море через проливы Санникова и Дмитрия Лаптева. Вне зависимости от наличия или отсутствия адвекции в Восточно-Сибирское море, плюм Лены покрывает всю юго-восточную акваторию моря Лаптевых между дельтой Лены и Новосибирскими островами. Движение плюма Лены в Восточно-Сибирском море происходит в соответствии с теорией Экмана. Сравнение изменчивости плюмов больших арктических рек с изменчивостью плюмов Ганга-Брахмапутра и Иравади на различных временных масштабах показало доминирующую роль экмановского переноса на синоптическом временном масштабе для всех плюмов. Межгодовая изменчивость площади и области распространения плюмов Оби-Енисея и Лены гораздо более велика по сравнению с плюмами Ганга-Брахмапутра и Иравади, по-видимому, из-за небольших пространственных масштабов Бенгальского залива, ограничивающих изменчивость площаади (по аналогии со стабильным положением плюма Лены в море Лаптевых). Также все большие плюмы не показывают зависимости площади от межгодовой изменчивости объемов речного стока. Для оценки влияния плюмов крупных арктических рек на ледообразование использовались ежедневные поля сплоченности льда с разрешением 25 км. Выделение водных масс по данным спутниковой солености: талые воды, речной плюм, соленые морские воды позволяет статистически значимо оценивать сроки ледообразования в зонах присутствия водных масс. В среднем образование льда в зонах распространения талых вод занимает 10-30 дней, в зонах распространения речных плюмов – 20-30 дней, вне этих областей – 40-60 дней и более. Для оценки влияния плюмов крупных арктических рек на ледотаяние были проанализированы карты сплоченности морского льда и установлена интенсификация этого процесса в зонах распространения плюмов Оби-Енисея и Лены в период половодья из-за их теплового воздействия. В 2015-2024 годах области льда более низкой сплоченности в Карском море и море Лаптевых с начала июня по конец июля показывают четкое соответствие области распространения речных плюмов, определяемых по данным спутниковой солености непосредственно после схода ледяного покрова. Это позволяет детектировать области распространения плюмов Оби-Енисея и Лены по данным сплоченности льда подо льдом в период половодья. Для оценки влияния ледообразования на плюмы крупных арктических рек были проанализированы данные натурных измерений в Карском море, сделанные в конце октября 2020, 2021 и 2022 годов, а также данные заякоренных станций на шельфе моря Лаптевых в 2007-2014 и 2020-2024 годах. Изменение вертикальной структуры плюма в результате конвекции последующее ледообразование приводит к охлаждению всей толщи вод плюмов Оби-Енисея и Лены. Осолонение вод плюма в период первичного ледообразования происходит незначительное, однако значимые повышения солености в плюме регистрируются в случае продолжительной активности полыней, особенно часто этот процесс происходит в море Лаптевых.

 

Публикации

1. Савин А., Осадчиев А. Ob-Yenisei and Lena plumes: wind-driven dynamics and variability Frontiers in Marine Science, Vol. 12. 1681563 (год публикации - 2025)
10.3389/fmars.2025.1681563