Статья: Особенности режима волнения на Каспии и его влияние на хозяйственную деятельность

Таблица 2. Параметры и характеристика волнения в восточной части Среднего Каспия (2020). (Составлена Абдуллаевым Р. Ш. по материалам [10]).

В районе Апшеронского архипелага штормовая деятельность достигает наибольшей интенсивности при северных и северо-западных ветрах. Скорость ветра северных направлений почти каждый год может здесь превышать 28-30 м/с. Область с максимальным волнением располагается к северо-западу от Нефтяных Камней. При увеличении силы северо-западного шторма до стадии жестокого (со скоростями более 25 м/с) в эпицентре штормового волнения - к северу и востоку от Апшеронского полуострова -- развиваются волны высотою 7,5-8,0 м, а в экстремальные штормы и до 9--10 м. При этом максимальные

Рис. 3. Волны Среднего Каспия (2022) [17] / - направление движения волн

Штормовая деятельность в районе Бакинского архипелага значительно уступает по силе волнению в Апшеронском районе. Наиболее сильные штормы наблюдаются при ветрах северных направлений. При умеренных северо - западных ветрах (5-9 м/с) высоты волн 5%-ной обеспеченности составляют около 1 м. (Рис 3). Во время сильных ветров (10-15 м/с) преобладают волны высотой 2 м, а на отдельных прибрежных участках отмечается лишь слабое волнение. С увеличением скорости ветра до 16-20 м/с высоты волн возрастают до 3 м, а при сильном шторме (21-25 м/с) достигают 4 м и более. Заметно увеличиваются и периоды волн: от 4 с при умеренных ветрах до 6-7 с при сильных штормах. Восточные ветры со скоростью 5-9 м/с вызывают развитие волн высотой до 1 м, а ветры со скоростью 10-15 м/с - волны высотой до 2 м, период волн увеличивается от 3,0 до 4-4,7 с. При скорости восточного ветра 16-20 м/с высоты волн достигают 3-3,5 м, а периоды 6 с. Полю юго-восточных ветров на всей акватории Южного Каспия соответствует слабое волнение (0,5-1,0 м) [3].

У туркменского побережья наибольшие скорости ветра - до 24 м/с наблюдаются в основном при северных и северо -западных ветрах. В районе п- ова Челекен был отмечен северный ветер со скоростью 34 м/с. Однако наиболее сильное волнение в пределах района развивается при северо -западном ветре, так как при этом направлении ветра в большей степени влияет разгон волн, чем при северном. Параметры и характеристика волнения в Южном Каспии приведены в таблице 3 и на рисунке 5.

Таблица 3. Параметры и характеристика волнения в Южном Каспии.

(Составлена Абдуллаевым Р.Ш.)

Рис. 4. Обобщённое экстремальное поле высот волн и скорости ветра [Атлас волнения и ветра Среднего и Южного Каспия, 1968].

1 -- высота волн 5%-ной обеспеченности, в метрах.

2 -- набавление ветра и волнения.

Цифры у стрелок - наибольшие скорости ветра (в м/с), соответствующие высоте волн 5%-ной обеспеченности в данном районе.

При умеренных и сильных северо-западных ветрах (от 5 до 15 м/с) в восточном районе Южного Каспия высота волн не превышает 1 м. Штормовые ветры (16-20 м/с) вызывают волнение до 2-3 м, а сильные штормы (21--25 м/с) -- до 3-4 м. При ветрах северных и северо-восточных направлений высоты волн невелики -- порядка 1-2м. При восточных и юго-восточных ветрах волнение относительно слабое (менее 1 м) [3; 5].

Таким образом, на всей акватории Каспия высоты волн, как правило, не превышают 4-6 м, и лишь в приглубом центральном и юго -западном районе моря они достигают 10-11 м. В течение всего года в Каспийском море преобладают высоты волн менее 2 м, повторяемость их колеблется от 65 до 90 %. Повторяемость высот волн 2-4 м составляет 10-30 %. В средней и южной частях моря в течение всего года могут отмечаться высоты волн 6-8 м и более. Особенно неспокойным является район Нефтяных Камней и район, расположенный к северо-западу от него. Здесь высоты волн во время сильных штормов могут достигать 11 м. [9].

Рис. 5. Волны Южного Каспия (2022) [17] / - направление движения волн.

Северные и особенно юго-восточные ветры, формируют высокие волны. Это, а также обилие подводных и надводных камней, банок, грунт, который во многих местах плохо держит якоря сильно затрудняет судоходство.

Большую роль в формировании и параметрах волнения на данной акватории играет направления ветров. Северо -западные обычно имеют наибольшую силу, но они не так опасны, как Юго-восточные. Юго-восточные охватывают огромную акваторию, причем с большой глубиной, они формируют большие волны, так как дуют несколько сот километров над водной поверхностью, поэтому волна приходит к дагестанскому берегу вполне развитой, обладая большой разрушительной силой.

Большой практический интерес представляют максимальные параметры волн в различных районах моря при особо жестоких штормах. Высокие волны на Каспийском море, особенно в его средней и южной частях, наблюдались нередко. Так, волнографные записи, полученные в различных районах Каспия, неоднократно отмечали высоту волны более 7--11 м. (Рис. 6)

Режим волнения оказывает влияние на рыболовство в Каспийском море. Сильные волны могут усложнять процесс вылова рыбы и повышать риск для рыбаков и их судов. Однако, умеренные волны могут способствовать вылову рыбы, поскольку они могут перемешивать воду и улучшать кислородный режим в ней, что благоприятно влияет на рыбный промысел. Кроме того, изменение режима волнения в Каспийском море может также влиять на миграцию и питание рыб, что влияет на улов рыбы.

Рис. 6. Оценка значительных высот волн, встречаемые 1 раз в 100 лет [11]

Анализ данных натурных наблюдений показал, что в некоторых случаях наблюдаются даже "аномальные" волны, размеры которых могут значительно превышать рассчитанные величины. Аномальные волны -- это явление, когда волны намного больше по высоте, чем ожидалось бы, учитывая силу ветра и другие факторы, влияющие на формирование волн.

В работах Ржеплинского и Иваненкого было высказано предположение, что аномальные волны могут образовываться в результате резонансного воздействия атмосферного давления (теория генерации волн Филлипса) в области движущегося атмосферного фронта. Анализ синоптических ситуаций при наблюдении волн на Черном море, а также аналогичный анализ, проделанный А. А. Керимовым [1976] для штормов, прошедших на Каспийском море, качественно подтверждают гипотезу о "фронтальном" происхождении аномальных волн. Исследования аномальных волн имеют важное значение, особенно в области прогнозирования ветрового волнения [3].

Принимая во внимание тот факт, что наибольший экономический интерес на Каспии в настоящее время представляют углеводородные и транспортные ресурсы, мы сделали попытку объединить имеющиеся данные о волнении и хозяйственномиспользованииакваторииКаспия.

С этой целью нами были составлены схемы, на которых отражается корреляция хозяйственного значения акватории и прибрежной инфраструктуры с параметрами волнения. Недостаточное количество данных гидрометеорологических наблюдений, доступных в свободной печати, вдоль Иранского побережья, на акватории к югу от 38 с. ш. позволили провести сравнительный анализ в Северном, Среднем и только частично в Южном Каспии. На рисунках 7 и 8 изображены крупнейшие порты, месторождения, трубопровод (проект). На эти схемы методом наложения были нанесены параметры волнения (средняя высота волн и максимальная высота волн).

Рис. 7. Экономические объекты и преобладающее волнение Северного Каспия.(Составлена Абдуллаевым Р.Ш.).

Рис. 8. Экономические объекты и преобладающее волнение Среднего и Южного Каспия. (Составлена Абдуллаевым Р. Ш.).

Обобщая анализ данных о волнении и хозяйственном освоении Каспия, можно сделать следующие выводы:

- Характеристики волн в северной части Каспийского моря зависят от глубины. На мелководье высота волн достигает 1 м, а на большой глубине - 3 или более метров. Самые высокие волны в этой зоне образуются под воздействием ветра со скоростью более 15 м/с в северо-западном и юго-западном направлениях. В приглубом средней и южной частях моря они достигают 8-11 м. Самые высокие показатели в Средней части наблюдаются при юго-западных ветрах, а в Южной части при северных и северо-западных.

-Многие берега Каспия - отмели, и суда с морской осадкой не могут подойти к берегу, чтобы укрыться от шторма за каким-либо мысом или косой. На многих участках совсем нет таких укрытий, например, от Апшеронского полуострова до острова Чечень, береговая линия ровная, лишенную бухт. Особенно много неудобства доставляют отмелые берега в Северном Каспии. Между Астраханью и Гурьевом дно моря имеет настолько малый уклон, что даже в 60 км от берега не превышает нескольких метров.

- Разливы нефти, частицы нефтепродуктов, которые образуются при нефтедобыче, транспортировке и переработке нефти (агрегаты), приводят к загрязнению воды и угрозе жизни морской фауны и флоры. Волны перемещают нефтяные пятна и агрегаты, способствуют их распространению. Как видно из приведенных выше таблиц и схем, основные нефтяные месторождения, а также проект «Транскаспийский трубопровод» располагаются в зоне, где наблюдаются наиболее высокие параметры волн, что может привести к увеличению распространения загрязнения.

Для предотвращения этого необходимо учитывать влияние волн при выборе места бурения, эксплуатации морских нефтегазовых месторождений, ликвидации аварийных разливов и выбросов нефти.

- Волнения, образованные сгонно -нагонными процессами, при которых уровень моря может колебаться на 1-2 метра оказывают негативное влияние на судоходство. Особенно критическую ситуацию это явление создает в крупнейшем по грузообороту на Каспии порту Астрахань (Суммарный грузооборот портов Астрахань, и Оля за 2022 год составил около 3 млн. тонн)

Актуальность систематического и достоверного изучения режима волнения возросла одновременно с кардинальным изменением экономической и политической ситуации в Евразии и в мире, стремительным ростом экономического интереса к Каспию, в том числе развитием судоходства, увеличением грузооборота торгового флота, интенсификацией инфраструктурных проектов в регионе, в частности, «Транскаспийского газопровода» - мощностью 30 млрд. кубометров [18].

Это требует совместного и скоординированного изучения акватории учеными прикаспийских государств; создании базы данных, в которой будут представлены материалы всех функционирующих гидрометеорологических станций экспедиций и дистанционных исследований. Аэрокосмическое прогнозирование морского волнения -- это метод, использующий данные, получаемые с помощью космических наблюдений. Существует несколько спутниковых систем, которые могут использоваться для аэрокосмического прогнозирования морского волнения, таких, как системы радиолокационного зондирования поверхности земли (SAR) и системы альтиметрии.

Созданная на их основе компьютерная база данных, позволит с помощью компьютерных программ моделировать высоты волн в каждом конкретном случае, на основании скорости ветра, направления ветра и глубины акватории. Моделирование и прогнозирование волнения является важным аспектом безопасности на море не только для судоходства, нефтяной и газовой промышленности, но и рекреации, рыболовства, инфраструктурных проектов.

В заключение отметим, что внутриматериковое положение в Евразии, отдаленность от мировых торговых морских путей, а также статус Каспия, затрудняет доступ к нему международных экспедиций и исследователей. Которые в любом случае должны согласовывать свою деятельность с прибрежными государствами. А это значит, что все исследования на Каспии, включая исследования волнового режима, становятся прерогативой стран, расположенных на его берегах; поэтому их результативность, репрезентативность и хозяйственная эффективность зависит от согласования программ научных исследований между этими странами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Амбросимов, С. А. Инструментальные наблюдения за полем волнения в Центральной части Каспийского моря с притопленных буйковых станций / Амбросимов С. А. - Москва, 2008. - 30 с. - EDN NKLBEP.

2. Лебедев, С. А. Динамика Каспийского моря по данным инструментальных измерений, результатам моделирования и данным дистанционного зондирования / С. А. Лебедев; А. Г. Костяной; А. И. Гинзбург. - Майкоп: Индивидуальный предприниматель Кучеренко Вячеслав Олегович, 2015. - С. 146-179. - EDN TYBMCL.

3. Терзиева, Ф. С. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Т. VI. Каспийское море. Вып. I. Гидрометеорологические условия / Ф. С. Терзиева; А. Н. Косарева; А. А. Керимова. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 360 с.

4. Лопатухин, Л. И. Волновой климат Каспийского моря. Входные данные по ветру для гидродинамического моделирования и некоторые результаты расчетов / Л. И. Лопатухин; Н. А. Яицкая // Океанология. -- 2019. -- Т. 59, № 1. -- С. 12-- 21.

5. Лопатухин, Л. И. Справочные данные по режиму ветра и волнения Баренцева, Охотского и Каспийского морей / Л.И. Лопатухин; A.B. Бухановский; А. Б. Дегтярев; В. А. Рожков; Российский Морской Регистр Судоходства. - СПб.: Р М Р С, 2003. - 214 с.

6. Каспийское море. URL: ЬИр8://т.^,шкіре0іа.ш^/'шкі/Каспийское_море/ (дата обращения: 18.02.2023).

7. Электронный атлас Каспийского моря. URL: http://www.geogr.msu.ru/casp/ (дата обращения: 18.02.2023).

8. Тамбовцевой, Л. П. Атлас волнения и ветра Среднего и Южного Каспия / Л. П. Тамбовцевой. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1968. - 92 с.