Гидрофизические характеристики

Основное Черноморское Течение (ОЧТ) направлено против часовой стрелки по всему периметру моря, образуя два заметных кольца («очки Книповича», по имени одного из гидрологов, описавших эти течения). Основные течения Черного моря представлены на рис. 1.2. В основе этого движения вод и его направленности – лежит ускорение, придаваемое воде вращением Земли – сила Кориолиса.

Рис. 1.2 – Карта основных течений Черного моря

Однако, на такой, относительно небольшой акватории, как Черное море, направление и сила ветра имеют не меньшее значение. Поэтому – ОЧТ очень изменчиво, иногда оно становится слабо различимым на фоне течений меньшего масштаба, а иногда  скорость струи основного черноморского течения достигает 100 см/с.
В прибрежных водах Черного моря образуются вихри противоположной ОЧТ направленности – антициклонические круговороты, особенно они выражены у Кавказского и Анатолийского берегов. Местные вдольбереговые течения в поверхностном слое воды обычно определяются ветром, их направление может меняться в течение суток.
Исследование гидродинамического режима Черного моря является  очень важной задачей, поскольку от гидродинамики зависит перераспределение химического состава морских вод и численности биологических организмов.
Средний уровень Черного моря повысился за прошедшее столетие на 12 см; это изменение маскируется сильными колебаниями уровня моря (до  20 см в течение года), связанными с межгодовой изменчивостью речного стока. Не-давние данные спутниковой альтиметрии показали сильное ускорение повышения уровня Черного моря: до 20см/десятилетие (вековая тенденция) в центральной части моря. Более осторожная оценка – 3-4см/десятилетие. Многие специалисты связывают это явление с таянием полярных льдов в результате глобального потепления.
Приливно-отливные колебания уровня Черного моря не превышает    10 см, так как средиземноморские приливные волны затухают в проливах, а раз-меры самого Черного моря недостаточно велики для развития сильных приливов; кроме того, образованию приливных волн препятствует стратификация (расслоение) вод Черного моря – наблюдаемые небольшие приливы и отливы развиваются в обособленном, опресненном верхнем слое черноморской воды.
Наиболее заметные быстрые изменения уровня моря связаны с действием ветра. Сильный устойчивый ветер с берега создает сгонное течение: море уходит от берега, его уровень в данном месте понижается, иногда – до 30 см за день. На смену поверхностной воде поднимается вода из глубины. При устойчивом ветре с моря, наблюдается обратное явление – ветровой нагон, повышение уровня моря у берега.
В Черном море, из-за его опреснения реками, существует две массы, два слоя воды, которые слабо смешиваются друг с другом.
Поверхностный слой черноморской воды – до глубины примерно      100 м – преимущественно речного происхождения. В то же время, в глубины моря поступает более соленая (а значит – и более тяжелая) вода из Мраморного моря – она притекает по дну Босфорского пролива (нижнебосфорское течение) и опускается вглубь. Поэтому соленость придонных слоев черноморской воды достигает 30‰ (грамм соли в литре воды).
Изменение свойств воды с глубиной – не плавное: с поверхности до 50-100 м соленость меняется быстро – от 17 до 21 ‰, а уже далее – до дна – увеличивается равномерно. В соответствии с соленостью изменяется и плотность воды.
Температура на поверхности моря всегда определяется температурой воздуха. А температура глубоких вод Черного моря – круглый год 8-9оС. От поверхности до глубины 50-100 метров температура, как и соленость, меняется быcтро а дальше остается постоянной до самого дна.
Это и есть две массы черноморской воды: поверхностная – опресненная, более легкая и близкая по температуре к воздуху (летом она теплее глубинных вод, а зимой – холоднее); и глубинная – более соленая и тяжелая, с постоянной температурой.
Слой воды от 50 до 100 м называется пограничным – это граница между двумя массами черноморской воды, граница, препятствующая перемешиванию. Более точное его название – холодный пограничный слой: он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5-6oС, не успевает прогреться за лето.
Слой воды, в котором резко меняется ее температура, называется термоклин; слой быстрого изменения солености – галоклин, плотности воды – пикноклин. Все эти резкие изменения свойств воды в Черном море сосредоточены в области пограничного слоя.
Расслоение – стратификация черноморской воды по солености, плотности и температуре – препятствует вертикальному перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. К тому же, вся бурно развивающаяся черноморская жизнь дышит – дышат планктонные ракообразные, медузы, крабы, рыбы, дель-фины, даже сами водоросли дышат – потребляют кислород.
Летом, особенно вблизи берега, образуется изменчивый летний термо-клин – граница между прогретой солнцем поверхностной водой, в которой купаются люди,  и холодной глубинной водой. Термоклин опускается по мере прогрева воды летом, достигая иногда глубины более 40 метров  в августе.
Летний термоклин – тонкий слой воды, толщиной от нескольких санти-метров до нескольких метров; часто – он хорошо виден под водой, и очень хорошо чувствуется ныряльщиками – пронырнув несколько метров в направлении дна, можно попасть из 20-градусной – в 12-градусную воду.
Летний прибрежный термоклин легко разрушается штормом или сильным сгонным ветром с берега – вода у берега охлаждается.
Характерной особенностью горизонтального распределения поля температуры в верхних слоях является сезонное постоянство минимума температуры в северо-западной части моря и максимума в юго-восточной.
В прибрежных районах моря часто повторяются резкие внутри суточные колебания температуры воды, связанные с прибрежными апвеллингами (подъемом к поверхности более холодных глубинных вод), вызванными сгонными ветрами. Наиболее заметны они в теплое время года, когда вертикальные градиенты температуры воды максимальны и термоклин расположен на небольшой глубине. Сгонно-нагонная циркуляция не ограничивается узкой прибрежной полосой, она является неотъемлемой частью преобладающих в Черном море дрейфовых течений и участвует в перераспределении водных масс по глубине и акватории моря, обусловливая обмен поверхностных и глубинных прибрежных вод с водами центральных частей моря. Выход на поверхность моря более холодных вод при сгонах способствует увеличению разности температур воды и воздуха, и усиливают теплообмен. Поэтому в годы с преобладанием количества сгонно-нагонных явлений отмечается усиление взаимодействия атмосферы с морем, происходит более интенсивное теплонакопление в деятельном слое моря. В этом слое четко прослеживаются внутригодовые колебания температуры. К концу зимы относительная гомотермия устанавливается до глубины ~ 50 м, однако в восточной части моря температура поверхностных слоев превышает температуру холодного промежуточного слоя (ХПС).
Характерной особенностью термохалинной структуры вод Черного мо-ря является ХПС. Необходимое условие обновления вод ХПС – развитие конвекции до уровня постоянного галоклина. Это явление наиболее часто происходит в центрах циклонических круговоротов, где благодаря куполообразности пикноклин расположен ближе к поверхности. Таким образом, зимняя конвекция в центрах циклонических круговоротов приводит к формированию, пополнению и обновлению вод ХПС. За границы ХПС в Черном море обычно при-нимают положение изотермических поверхностей 8 °С.
Складывающееся в центрах циклонических круговоротов благоприятное сочетание зимних гидрометеорологических условий и гидродинамических факторов (подъем вод) вызывает интенсивное конвективное перемешивание, что приводит к активному взаимодействию поверхностных и глубинных вод в соотношении примерно 5:1 и формированию ХПС объемом около 20 тыс. км3 . В этот слой вовлекается около 3000 км3 глубинной воды, что приводит к понижению верхней границы сероводородной зоны примерно на 9,5 м. Именно здесь в среднемноголетнем масштабе поддерживается основной баланс в перераспределении масс воды и солей между кислородной и сероводородной зонами Черного моря. Вместе с тем,  очагах формирования ХПС происходит наиболее активное вовлечение обогащенных биогенными элементами глубинных вод в зону фотосинтеза, что является одним из главных факторов, регулирующих биологическую продуктивность Черного моря.