Режим
Формирование многолетних колебаний
Многолетние изменения уровня моря включают межгодовые, имеющие недетерминированный характер, циклический и вековые тренды. Многолетний ход уровня обусловлен изменением составляющих водного баланса, эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана в результате таяния льдов, отложения донных осадков, трансформации рельефа дна и современными вертикальными движениями суши.
Как показывают исследования (Деева Р.А.,1976; Фирсов П.Б.,1993), вековые изменения (тренды) уровня в Японском море незначительны. Следовательно влиянием современных вертикальных движений на положение уровенной поверхности Японского моря можно пренебречь. Следующим по значимости представляется эвстатический фактор, согласно которому уровень Мирового океана изменяется в соответствии с климатическими условиями. Оценки, приводимые многими авторами, отличаются по причине использования как разных по качеству и продолжительности наблюдений над уровнем моря, так и методик исследований. В качестве приближенной оценки можно отдать предпочтение повышению уровня со скоростью 1.0-1.5 мм/год ( Ласточкин А.Н., 1981; Клиге Р.К., 1982).
Вследствие относительно небольших размеров Японского моря можно принять идентичность эвстатических колебаний уровня на всей его акватории. Циклические длиннопериодные колебания уровня на побережье в северной части моря (Cоветская Гавань, Иннокентьевка, Холмск, Невельск) незначительны (Любицкий Ю.В., 1987). Отмечены слабо выраженные колебания с периодами 4 — 5 лет. Более всего проявляется так называемый «полюсной прилив» с периодом 14 лет. Его вычисленная амплитуда для Японского моря (средняя величина составляет 1.4 см) несколько превышает статическую, равную для широты данных пунктов 0.8 см.
Формирование сезонных колебаний
Вопрос о соотношении основных факторов, формирующих годовой ход уровня Японского моря, до настоящего времени еще окончательно не решен. Согласно имеющимся сведениям ( Леонов А.К.,1960; Галеркин Л.И., 1960,1961; Деева Р.А., 1978), основной вклад в формирование сезонных колебаний уровня Японского моря вносят: — изменения плотности воды деятельного слоя моря в течение года; — изменения атмосферного давления над Тихим океаном; — приход (расход) воды через проливы, соединяющие Японское море с Тихим океаном и Охотским морем. Уменьшение плотности морской воды в теплый период года в сочетании со значительным усилением поступления воды в море через Корейский пролив и пониженным фоном приземного атмосферного давления приводит к повышению среднего уровня моря.
Изменение перечисленных процессов в противоположную сторону в холодный период года определяют понижение уровня Японского моря. Указанные авторы отмечают, что непосредственное воздействие на уровень муссонной смены ветров над акваторией моря незначительно. Вместе с тем существует и другая точка зрения (Савельев А.В., 1983), согласно которой вклад ветра в процесс сезонных колебаний уровня в северной части Японского моря соизмерим или мало отличается от вклада атмосферного давления. Так, у южного побережья Приморья вклад ветра и давления в колебания среднего уровня достигает в среднем 75-80%, севернее влияние указанных метеоэлементов уменьшается до 55-60%.
Формирование штормовых нагонов
Штормовые нагоны представляют собой опасное гидрометеорологическое явление. Их природа тесно связана с резким падением приземного атмосферного давления и воздействием на морскую поверхность сильного ветра при прохождении над прибрежной областью моря атмосферных образований типа циклонов или тайфунов. Сочетание перечисленных факторов приводит к образованию значительных повышений уровня моря у побережья. Кроме этого, быстродвижущиеся барические образования в атмосфере могут генерировать длинную вынужденную волну в море (так называемое » метеорологическое цунами»), которая при подходе к берегу также вызывает повышение уровня моря. Во многом величина штормового нагона зависит от морфометрических особенностей отдельных участков побережья.
 |
Cиноптические условия формирования штормовых нагонов на побережье Японского моря сводятся к прохождению над акваторией моря циклонов 4-х типов. В исследованиях, посвященных данному вопросу (Фирсов П.Б.,1988,1989; Фирсов П.Б., Савельев А.В.,2000), отмечается, что преобладающее число штормовых нагонов (до 80 %) формируется под воздействием выходящих на Японское море под действием выходящих на Японское море интенсивных южных циклонов и тайфунов.
Как правило, значительные нагоны происходят при перемещении тайфунов над центральной частью моря в северном или северо-восточном направлении. Сильные ветры при этом имеют направление от южного до северо-восточного. Генерация штормовых нагонов, их интенсивность и продолжительность во многом зависят от ориентации и конфигурации береговой черты, рельефа дна и ширины шельфа в отдельных районах побережья. Кроме этого важным фактором формирования нагонов является направление ветра и продолжительность действия эффективного (т.е. наиболее благоприятного по направлению для формирования нагона) ветра. Так, например, исследования, выполненные для побережья Приморского края, показывают, что в заливе Петра Великого нагоны формируются под действием ветров четырех направлений: южного, юго-восточного, восточного и северо- восточного. Максимальные нагоны наблюдаются при юго-восточных и восточных ветрах. В центральной части Приморья (Рудная Пристань) наибольшая повторяемость и интенсивность нагонов отмечается при северо-восточных и восточных ветрах.
Многолетние колебания уровня
Межгодовые вариации уровня по всему побережью Японского моря характеризуются следующими значениями:
 |
— в северной части моря в большинстве пунктов отклонения средних годовых уровней за отдельные годы от среднего многолетнего не превышают по абсолютной величине 3-4 см и только в пунктах Владивосток и Рудная Пристань в редких случаях доходят до 6 см; средние квадратические отклонения средних годовых уровней колеблются в пределах +1.9-2.7 см;
— в центральной и южной частях моря отклонения средних годовых уровней от среднего многолетнего за отдельные годы также не превышают по абсолютной величине 2-4 см, а средние квадратические отклонения равны +2 см.
Сезонные колебания уровня
В Японском море выделяются по крайней мере два района с различным ходом и амплитудами уровня в течение года.
 |
1. Татарский пролив. На материковом побережье минимум средних месячных уровней наблюдается в феврале-марте, а максимум — в августе. Амплитуда колебаний осредненного за многолетний период внутригодового хода уровня достигает 10-28 см. На юго-восточном побережье острова Сахалин (Холмск) картина сезонного хода несколько иная. Минимальные средние месячные уровни отмечены в марте-апреле и два максимума — в июле-августе и в декабре- январе. Амплитуда колебаний — 10-13 см.
2. На остальных участках побережья Японского моря (Приморье, Корея и Япония) минимальные средние месячные уровни наблюдаются в январе-марте, максимальные — в июле-августе. Меняется лишь сама величина сезонной составляющей уровня. В заливе Петра Великого( Посьет, Владивосток) она максимальная и составляет 31-33 см. Далее к северу (Преображение, Рудная Пристань, Иннокентьевка) она уменьшается до 15-20 см. На побережьях Японии (Отару, Тояма) и Кореи (Пусан, Вонсан) амплитуда сезонных колебаний уровня изменяется в пределах 20-30 см. На основе приведенных выше результатов можно выделить следующие районы характерного сезонного хода: — неправильный полугодовой — юго-восточное побережье острова Сахалин; — неправильный годовой — практически все остальное побережье Японского моря.
Штормовые нагоны
Среди непериодических (бесприливных) колебаний уровня основной интерес представляет такое опасное гидрометеорологическое явление, как штормовые нагоны. Их природа тесно связана с резким падением приземного атмосферного давления и воздействием на морскую поверхность сильного ветра при прохождении над прибрежной областью моря атмосферных образований типа циклонов или тайфунов. Сочетание перечисленных факторов приводит к образованию значительных повышений уровня моря у побережья. Кроме того, быстродвижущиеся барические образования в атмосфере могут генерировать длинную вынужденную волну в море (так называемое «метеорологическое цунами»), которое при подходе к берегу также вызывает повышение уровня. В отдельных районах Японского моря из-за штормовых нагонов могут возникать катастрофические ситуации, приводящие к наводнениям, затоплению отдельных участков суши, разрушению портовых сооружений и хозяйственных объектов, расположенных вблизи береговой черты. Наиболее заметные ущербы от штормовых нагонов отмечаются в южной части побережья о. Сахалин ( район Холмска, Невельска). Как показывают наблюдения, наибольшая повторяемость штормовых нагонов в Японском море наблюдается в осенне-зимний период, т.е. в период активной циклонической деятельности над акваторией моря. Максимальные высоты нагонов отмечаются в августе- сентябре и достигают 1,2 м на материковом побережье (участок Рудная Пристань- Де-Кастри).
| Пункт | Месяцы | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| Находка | 39/25 | 23/20 | 30/24 | 30/22 | 34/25 | 25/23 | 23/21 | 44/25 | 58/29 | 40/31 | 30/26 | 28/22 |
| Рудная пристань | 78/45 | 70/36 | 81/50 | 74/37 | 65/37 | 35/52 | 52/32 | 99/37 | 123/45 | 71/37 | 78/42 | 64/39 |
| Терней | 81/53 | -/- | 53/50 | 76/69 | 55/44 | 52/41 | 52/33 | 99/54 | 113/56 | 90/48 | 114/61 | 79/69 |
| Золотой | 52/41 | -/- | 44/29 | 55/48 | 57/33 | 39/23 | 40/25 | 94/38 | 100/47 | 96/45 | 95/51 | 75/40 |
| Де-Кастри | 65 | — | 45 | 78 | 65 | — | — | 46 | 111 | 88 | 59 | 55 |
| Александровск-Сахалинский | — | 43 | 32 | 57 | 36 | 32 | — | — | 41 | 56 | 36 | 44 |
По данным расчетов , высота штормовых нагонов редкой повторяемости (1 раз в 100 лет) на этом участке побережья может составлять 1,5 м (Терней). В летние месяцы отмечается не только небольшое количество нагонов, но и уменьшение их максимальных и средних высот по сравнению с осенне – зимними.
| Пункты наблюдений | Параметры | Период повторяемости (годы) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | ||
| Рудная пристань |  | 78/2 | 88/5 | 98/6 | 110/10 | 120/11 |
| Терней | | 94/4 | 107/6 | 118/8 | 134/12 | 146/14 |
| Де-Кастри | | 81/8 | 94/12 | 111/16 | 123/20 | 135/23 |
Важный практический и научный интерес представляют результаты изучения временного хода нагонов. В таблице 3 представлены максимальные и средние характеристики нагонов такие, как их высоты и периоды, продолжительности стояния уровней на максимуме, время подъема и спада уровня. Отличительной чертой нагонов для всех пунктов побережья является их асимметрия, при которой фаза падения уровня длится дольше фазы роста.
| Пункты | Характеристики | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| h (см) | T 1 (час) | T 2 (час) | T 3 (час) | T (час) | N | |
| Находка | 60/25 | 8/9 | 26/28 | 41/43 | 156/100 | 63 |
| Преображение | 52/26 | 8/7 | 26/31 | 36/39 | 70/71 | 25 |
| Рудная пристань | 123/48 | 6/6 | 24/22 | 90/45 | 150/90 | 94 |
| Терней | 114/50 | 6/6 | 20/20 | 90/37 | 116/66 | 87 |
| Золотой | 100/42 | 6/6 | 20/20 | 86/40 | 112/65 | 80 |
| Советская Гавань | 40/21 | 6/9 | 12/23 | 16/36 | 34/67 | 45 |
| Александровск-Сахалинский | 57/35 | 1/3 | 33/51 | 38/63 | 72/117 | 27 |
| Холмск | 53/23 | 5/7 | 15/17 | 15/35 | 36/61 | 46 |
С помощью приведенных характеристик проведено районирование отечественного материкового побережья по интенсивности и условиям формирования штормовых нагонов. Всего выделено три района. На участке побережья между пунктами Находка и Преображение (район I) максимальные нагоны с высотой более 50 см наблюдаются довольно редко (около 2%), средние высоты нагонов равны 25-28 см. Средняя продолжительность нагонов составляет 70-85 часов; продолжительность фазы роста уровня колеблется в пределах 28-31 часа, а фазы спада — в пределах 39-48 часов.
Продолжительность стояния уровня на максимуме в среднем равна 7-9 часам. Средние высоты нагонов в районе I соизмеримы с размахом средних месячных колебаний уровня, но в 1.4-2 раза превышают амплитуду прилива. Иная картина отмечается в районе II (пп. Рудная Пристань — Золотой). Средние высоты нагонов здесь в 2 раза больше, чем в районе I и равны 40-50 см. Максимальные высоты нагонов составляют 90-123 см, однако повторяемость их невелика (1-2% от общего числа случаев). В то же время отмечается уменьшение среднего времени подъема уровня (20-22 часа), фазы спада практически не меняются; кривая временного хода уровня при нагонах круче, чем в районе I.
Продолжительность стояния уровня на максимуме не превышает 6 часов. Возраcтают, соответственно, соотношения между средними высотами нагонов и амплитудами прилива (в 2.5-3 раза), нагонов и величиной сезонных колебаний уровня (в 3 раза). К северу от пункта Золотой (район III) временной ход нагонов становится более плавным и по своим параметрам приближается к условиям района I.
Суммарные экстремальные колебания уровня
Известно, что в природе не существует отдельно взятых проявлений сезонных колебаний уровня, чистых приливов или сгонно-нагонных эффектов. Указанные явления происходят в сочетании друг с другом как единый и неделимый процесс, в конечном итоге формируя суммарный уровень моря. Поэтому, как правило, для практических целей наибольший интерес представляет режим суммарных экстремальных уровней.
| Пункты | Максимум выше среднего | Максимум ниже среднего | Максимальный размах колебаний |
|---|---|---|---|
| Посьет | 94 | -72 | 166 |
| Владивосток | 89 | -70 | 159 |
| Находка | 73 | -63 | 136 |
| Преображение | 103 | -46 | 149 |
| Валентин | 109 | -37 | 146 |
| Рудная пристань | 137 | -57 | 194 |
| Терней | 115 | -52 | 167 |
| Золотой | 122 | -54 | 176 |
| Иннокентьевка | 80 | -63 | 143 |
| Советская Гавань | 92 | -71 | 163 |
| Де-Кастри | 187 | -207 | 394 |
| Александровск | 161 | -163 | 324 |
| Углегорск | 97 | -109 | 206 |
| Холмск | 85 | -58 | 143 |
| Невельск | 79 | -59 | 138 |
По данным наблюдений полный диапазон (размах) колебаний уровня моря на большей части отечественного побережья Японского моря составляет в среднем около 1.5 м. (как правило, максимальные повышения и понижения уровня соизмеримы и варьируют в пределах 0.6-0.8 м). Исключением является участок Рудная Пристань- Золотой, где максимальный размах колебаний уровня доходит до 1.8-1.9 м (максимальные повышения уровня равны 1.2 -1.3 м, понижения — 0.6 м), а также район Татарского пролива (Де-Кастри, Александровск, Углегорск), в котором размах колебаний уровня варьирует от 3.2 м на побережье Сахалина до 4 м у азиатского берега при практически равных максимальных отклонениях выше и ниже среднего уровня.
На участке Рудная Пристань-Золотой значительный размах суммарных колебаний связан с большими высотами штормовых нагонов в данном районе (максимальные повышения уровня в 2 с лишним раза превышают соответствующие понижения). В Татарском проливе значительный вклад в экстремальные колебания уровня вносят приливо-отливные явления. По одним лишь эмпирическим данным вследствие ограниченности рядов наблюдений судить об экстремальных высотах уровня моря можно лишь в определенном приближении.
Однако практика требует знания экстремальных уровней редкой повторяемости (1 раз в 50 лет, 1 раз в 100 лет и т.д.), получить которые исходя непосредственно из имеющихся наблюдений, естественно, невозможно. На основе имеющихся материалов были выполнены расчеты уровней редкой повторяемости по методике, изложенной в разделе «Методики». Следуя данным , предельно высокий суммарный уровень 100-летней повторяемости на большей части побережья не превышает 1 м. Только в районе Рудной Пристани он может достигать 1.4 м, а на севере Татарского пролива — 2 м.
| Пункты | Параметры | Период повторяемости | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 10 | 25 | 50 | 100 | ||
| Посьет | | 69/3 | 74/4 | 81/5 | 86/6 | 91/7 |
| Владивосток | | 66/2 | 72/3 | 78/5 | 83/6 | 88/7 |
| Находка | | 62/2 | 67/3 | 73/4 | 78/5 | 82/6 |
| Рудная пристань | | 87/4 | 100/6 | 115/8 | 127/9 | 139/11 |
| Иннокентьевка | | 58/3 | 62/4 | 67/5 | 71/6 | 76/8 |
| Советская Гавань | | 75/5 | 81/6 | 88/8 | 93/9 | 99/12 |
| Де-Кастри | | 170/3 | 177/5 | 185/7 | 192/8 | 198/9 |
| Углегорск | | 87/4 | 93/5 | 101/7 | 106/8 | 112/10 |
| Холмск | | 59/3 | 65/4 | 74/5 | 80/6 | 86/8 |
| Невельск | | 65/4 | 71/5 | 79/6 | 85/8 | 90/10 |
Предельно низкие суммарные уровни моря повторяемостью 1 раз в 100 лет вдоль большей части отечественного побережья Японского моря соизмеримы и варьируют в пределах — 0.6-0.8 м, за исключением Татарского пролива, где подобные экстремальные отклонения могут достигать -2.5 м.
Источник