ВКР: Межгодовая динамика биологической продуктивности Японского моря

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................... 3

1 ОПИСАНИЕ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................. 5

1.1 Физико-географическое описание Японского моря........................... 5

1.2 Климатическая характеристика........................................................... 7

1.3 Гидрологический режим...................................................................... 8

1.3.1 Течения........................................................................................... 9

1.3.2 Термохалинная структура.......................................................... 11

1.3.3 Ледовая обстановка..................................................................... 15

1.4 Условия формирования первичной продукции............................... 17

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ..................... 20

2.1 База данных морской службы Copernicus........................................ 20

2.2 Методика выполнения работы.......................................................... 24

2.2.1 Кросс-корреляционный анализ................................................... 27

2.2.2 Кластерный анализ...................................................................... 29

3 АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ................ 33

3.1 Сезонная изменчивость температуры воды в Японском море........ 33

3.2 Сезонная изменчивость концентрации хлорофилла-а в Японском море 36

3.3 Внутригодовая изменчивость течений в Японском море................. 39

3.4 Районирование взаимосвязи распределения хлорофилла-а с распределением температуры воды и течений....................................... 43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................ 53

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................... 54

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время по всему миру наблюдается повышенный интерес к изучению океанов и морей, их экосистем и связанных с ними процессов. Более того, как показывают последние исследования, океаны играют ключевую роль в сохранении стабильного климата и обеспечении продовольственной безопасности нашей планеты. Текущая ситуация в различных частях акватории Японского моря привела к необходимости мониторинга и анализа важнейших параметров экологического состояния морской среды.

Одной из основных характеристик акваторий является исследование изменения характеристик первичной продукции в пространстве и времени, что в свою очередь связано с решением основополагающих проблем в области экологии, океанологии и биогеохимии океана.

Первичная продукция - процесс создания органического вещества из неорганических соединений, осуществляемый фитопланктоном в период фотосинтеза при участии такого зелёного пигмента, как хлорофилл. Оценка его величины является основополагающей в анализе биопродуктивности вод, поскольку именно фитопланктон обуславливает функционирование и продукцию высших трофических звеньев экосистемы моря, а также играет важнейшую роль в циклах кислорода и углерода.

Говоря о жизнедеятельности фитопланктона, следует учесть, что для него свойственна высокая степень неоднородности в пространстве, которая зависит от биологических особенностей функционирования и влияния внешних факторов. Например, температуры, скоростей течений, освещённости, состава воды и ряд других параметров.

Задача исследования и оценки объёма биологической продуктивности водоёмов на сегодняшний день весьма актуальна. Её решение позволит выявить общую картину о состоянии экологической ситуации в исследуемом районе.

В связи с этим первостепенной проблемой на сегодняшний день является анализ и оценка экосистемы водного объекта и дальнейшее поддержание его существования в долгосрочной перспективе. Для этого необходимы особые методы получения данных, охватывающие большую площадь поверхности и обрабатывающие колоссальные массивы данных за единицу времени. К таким методам относится дистанционное зондирование Земли. Искусственные спутники, на борту которых установлен ряд датчиков, в том числе и спектрорадиометр, с их помощью способны получать информацию, обрабатывать и хранить её в общей базе данных. Для исследователя подобная информация служит основой в дальнейшем изучении, так как это позволяет определить межгодовую динамику фитопланктона, учитывая при этом сезонный и годовой ход, а также региональные особенности выбранной акватории.

Цель работы заключается в выявлении взаимосвязи хлорофилла-а между динамикой температуры воды и течениями в Японском море.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Сформировать базу данных за 20 летний период по распределению температуры воды, хлорофилла-а, скоростей течений в Японском море, используя базы данных реанализа Copernicus.
2. Проанализировать межгодовую изменчивость характеристик температуры воды, хлорофилла-а, скоростей течений.
3. Оценить пространственно-временное распределение взаимосвязи температуры воды, хлорофилла-а, скоростей течений.