Каспийское море

30

Московский Государственный Областной Университет

Реферат

на тему: «Каспийское море»

Выполнил студент

Солтанов С. Х.

Принял старший преподаватель

Шильнов А. А.

Москва 2010

Содержание

Введение

1. Водный баланс и уровень моря

2. Гидрологическая структура и водные массы

3. Экологические проблемы Каспийского моря и их причины. Проблема статуса и Сейсмическая ситуация

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Каспийское море - величайшее в мире бессточное озеро, на границе Европы и Азии, названное морем за величину (371 тыс. км²) и солёность воды. Считается, что Каспийское море, по крайней мере, его Южно-Каспийская котловина, является остатком процесса схлопывания океана Тетис. Иногда Каспийское море рассматривают как тыловой бассейн Тетиса. Самое крупное озеро планеты - Каспийское море, располагается на границе двух частей Евроазиатского материка, на широкой материковой депрессии. Одновременно Каспий является самым большим закрытым природным водоемом нашей планеты.

Самые древние материалы о Каспийском море встречаются на глиняных посудах. Согласно этим надписям, оно называлось Южным морем. В трудах греческого историка и географа Гекатея Милетского (VI век до н.э.) это море упоминается как Каспий и Гиркан. Первый этноним связан с названием племени Каспи, проживавшего в то время на юго-западных берегах моря, на территории современного Азербайджана. Второе название происходит от названия страны Гиркан (по-персидски - страна волков), народ, которого проживал на юго-восточной окраине Каспия. Два этих названия употребляет в своих трудах и Геродот (V век до н.э.). Позже древние авторы, наряду с этими названиями, используют этнонимы Албан (связано с этнонимами албанов), Джошгун и Гиркан. В древнерусских письменах Каспийское море упоминается, как Синее (взято у турков-монголов), Хорезмское (связано с Хорезмским государством, расположенным в нижней долине реки Амударья, территория которого доходило до Каспийского моря), и др.

Проживавшие вокруг моря народы также по-своему называли Каспий. Например, русские - Хвалынское, татары - Аг дениз (Белое море), турки - Кичик дениз (Малое море), китайцы - Си-Хай (Западное море). Посол Венецианской Республики в Иране А.Контарини (1474-1477 гг.) называл его Бакинским морем. В Росси название Каспий появилось в начале XVI века. В других прикаспийских странах этот природный водоем называли следующим образом: в Азербайджане - Хазар данизи (хазары - тюрко-язычная нация, жили в V - X веках на северо-западных берегах моря), в Иране - Мазандаранское море, в Казахстане и Туркмении - Каспийское море. В целом, во все времена различные народы дали морю около 70 названий.

Волны во время сильных штормов и порывов норда достигают высоты 10 - 12 метров. На севере вода почти пресная, что объясняется влиянием Волги (1 - 2 промели). На юго-востоке вода наиболее солёная (14 промели). Объём воды в море - 75 тыс. км². Каспийское море питается водами больших и малых рек: Волги, Урала, Куры, Аракса, Терека, Самура, Сулака и других. 82% воды, стекающей в море, приходится на долю Волги. Каспий тянется с севера на юг на протяжении 1200 км при ширине 300 км. Средняя глубина моря 180 м.; наибольшая в Ленкоранской впадине - 1020 м.; наименьшая - на севере - 5 м. Береговая линия Каспийского моря (длиной 6000 км) от Самура до Апшеронского полуострова слабо изрезана. На берегах Апшерона, Мангышлака и Красноводска (Туркмен Баши) находятся заливы и бухты. Южнее, вдоль извилистой береговой линии, расположены : Бакинская Бухта, Кызылагачский залив, Шихово и Куринская коса. Нефтяники Азербайджана используют мелководье Каспия для добычи нефти и газа. Их руками создан единственный город на воде, город на сваях, "Нефт Дашлары" ("Нефтяные камни"). Большинство островов и полуостровов расположены вдоль береговой линии и образуют два архипелага: Апшеронский (на востоке Апшеронского полуострова) и Бакинский (на юге полуострова вдоль восточного берега моря). Апшеронский архипелаг включает острова Жилой и др. Остров Артем соединен с сушей автомобильной, пешеходной и железнодорожной дамбой. Бакинский Архипелаг объединяет острова Песчаный, Бёюк Зира, Наргин (Даш Зира), Хара Зира, Гиль, Карасу, Сенги-Мугань (Свинной), Дуванный, Булла, Лось и др. Большинство островов образованны путем извержения подводных грязевых вулканов. На многих из них добывают нефть и газ. На побережья моря находятся многие крупные города: Баку, Махачкала, Дербент, Сумгаит, Туркменбаши.

В геологическом прошлом посредством северных морей и Кума-Манычской впадины существовала связь между Каспийским и Черным морями. В результате этого в Каспии до сих пор сохранились представители фауны Средиземного и Северного морей. Например, из класса рыб встречаются лосось и белуга, из млекопитающих - тюлени. Температура верхнего слоя морской воды изменяется с севера на юг. На севере температура воды зимой бывает ниже 1° С., а на побережье Азербайджана 5 - 8° C. Вот почему зимой северная часть моря покрывается льдом, и иногда отколовшиеся большие куски во время сильных штормов дрейфуют к портам Апшеронского полуострова, угрожая морским нефтепроводам. У Каспия своеобразный режим ветров. Среднегодовая скорость ветра изменяется от 2 до 5 м/сек. Ураганный ветер имеет направление с северо-востока на юго-запад. Под воздействием ветра в море образуются циркулирующие течения. Разнообразна фауна Каспийского моря. В заливах каспийского побережья зимует множество птиц, а чайки парят здесь круглый год. Из млекопитающих в море водятся тюлени, осетровые, лещ, сазан, судак, килька. Пищей для птиц и рыб служат различные водные микроорганизмы, моллюски и ракообразные обитающие в море. Вода Каспийского моря служит сырьем для химической промышленности и различных технических нужд. Посредством Каспийского моря осуществляются торговые связи между Азербайджаном и Россией, Казахстаном, Туркменистаном, Ираном и другими странами посредством Волго-Балтийского и Волго-Донских каналов. В глубинах Каспийского моря обнаружены богатые залежи нефти и горючего газа. Каспийское побережье очень красиво. Живописные пляжи Набрана, покрытые золотым песком и галечником. Здесь имеются ряд отелей, туристических баз, дискотек, ресторанов, аквацентр и многое другое. Леса Ленкоранской низменности также тянутся до берегов моря. Влажный субтропический ландшафт берегов Каспия в летние месяцы превращает эту местность в курортную зону. Полоса, раскинувшаяся между Набранью и Ленкораньской низменностью, характеризуются климатом полупустынь. Здесь сочетаются солончаки, заросшие полынью и мелкими солянковыми кустарниками, и просторные пляжи, усыпанные песком и ракушками. Свежий воздух, живописный вид, благоприятные климатический условия, светло-желтый песок и хорошая инфраструктура на побережье Каспийского побережья оставляют неизгладимые впечатления у жителей и гостей этого прекрасного моря.

1. Водный баланс и уровень моря

Непостоянство уровня поверхности Каспийского моря -- одна из главных особенностей его гидрологического режима. В вековом ходе уровня Каспийского моря выделяются циклические колебания различной продолжительности.

Вплоть до 30-х годов текущего столетия водный баланс Каспийского моря формировался под влиянием естественных климатических факторов, в результате их долговременных изменений. С середины 30-х годов на реках Каспийского бассейна началось интенсивное водохозяйственное строительство, влияние которого стало ощутимо сказываться в 50-е годы. К началу 70-х годов практически все крупные реки бассейна были зарегулированы, заполнены и пущены в эксплуатацию водохранилища. В результате этого уменьшился объем речного стока, и изменилось его внутригодовое распределение. В 30-е годы уменьшение суммарного притока речных вод в Каспий не превышало 5--7 км³ в год, в настоящее время безвозвратные изъятия достигают в отдельные годы около 50 км³ в год. Следовательно, помимо влияния климатических факторов, величина поверхностного притока в море испытывает ощутимое дополнительное влияние антропогенной деятельности.

Исследование водного баланса за 1900--1982 гг. показало, что величины его приходной части почти все время были меньше, чем расходной, в основном за счет притока рек (табл. 1). Дефицит баланса, составивший в среднем 14 км³/год, обусловил общую тенденцию снижения уровня моря, продолжавшегося до 1977 г. включительно. Лишь в отдельные непродолжительные отрезки времени приход воды в море превышал расход, и происходило повышение или стабилизация уровня (рис. 1).

Поверхностный приток в море складывается из стока рек Волги, Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры, малых кавказских рек и рек Иранского побережья. Волга, бассейн которой составляет около 40% территории водосборного бассейна Каспия, определяет основную часть поверхностного притока к морю, достигающую около 80% общего его объема. Изменения многолетнего сезонного стока Волги в различные отрезки времени достигают значительных величин (табл. 2).

Благоприятные гидрометеорологические условия в бассейне моря, сложившиеся в начале столетия (1900--1929 гг.), обусловили значительный приток речных вод к морю и относительно высокое положение его уровня (см. рис. 1). В 30-е годы в бассейнах Волги и Урала наблюдался затяжной маловодный период. Величина волжского стока сократилась до 200 км³ в год, в то время как в 1900--1929 гг. она достигала 250 км³ в год. Главная причина этой маловодности -- потепление климата, охватившее все северное полушарие. В результате значительно уменьшилось количество атмосферных осадков, главным образом осенне-зимних, формирующих основной объем стока Волги.

В период 1942--1969 гг. бассейну моря был присущ более умеренный климат, поэтому водоносность рек несколько увеличилась и темпы падения уровня замедлились. Однако в первой половине 70-х годов в бассейне Каспийского моря опять сложились неблагоприятные гидрометеорологические условия, и произошло падение уровня моря до самой низкой отметки за все время проведения инструментальных наблюдений -- до --29,0 м (1977 г.). Величина суммарного речного стока в 1970--1977 гг. оказалась даже ниже, чем в период интенсивного падения уровня в 30-х годах. Сток Волги уменьшился до 207 км³/год и был ниже средней многолетней нормы за 1900-1982 гг. -238 км³/год. (Таблица 1)

Изменение характера увлажненности в бассейне Каспия, наступившее в конце 70-х годов, привело к увеличению атмосферных осадков, водоносность Волги резко повысилась, и произошел быстрый подъем уровня моря.

За исследованный период (1900-1982 гг.) разность между максимальным и минимальным поверхностным притоком в море составляет 260 км³. Наибольший суммарный поверхностный приток -- около 460км³ - отмечался в 1926г., а наименьший - 200 км³ - в 1975 г. Внутригодовое распределение поверхностного притока в Каспий, несмотря на различие физико-географических условий речных бассейнов и специфические особенности годового стока отдельных рек, почти полностью соответствует внутригодовому распределению стока Волги, составляющего основную долю общего притока в море.

В течение года четко выделяется максимум стока в мае--июне, в период прохождения половодья. В это время в море ежемесячно поступает 17--26% величины годового стока. Меньше всего речной воды поступает в зимние месяцы: в январе--феврале 3--7% годового стока. (рис. 1)

Интенсивное использование водных ресурсов рек, начавшееся с 50-х годов, привело к уменьшению величины поверхностного притока в море, его внутригодовому перераспределению и, как следствие, к дополнительному снижению уровня моря (см. рис. 1). В 70-х годах уменьшение величины волжского стока за счет безвозвратных изъятий на народнохозяйственные нужды составляло уже около 20 км³ в год, что равняется 50% ежегодных суммарных изъятий из рек Каспийского бассейна. Всего с 1940 по 1982 г. море "недополучило" свыше 800 км³ речной воды, что может быть почти соизмеримо с трехлетним стоком Волги в среднеклиматических условиях.

Поскольку объем атмосферных осадков, выпадающих на акваторию моря, существенно меньше объема речного стока, влияние осадков на межгодовые изменения уровня моря значительно меньше, чем речного стока.

С начала столетия прослеживается тенденция увеличения осадков, выпадающих на поверхность моря. Их доля в водном балансе изменялась от 15% в начале столетия до 23% в 1978--1982 гг., когда на поверхность моря в среднем за год выпадало 257 мм, что существенно превышало среднемноголетнюю норму (191 мм). Наибольшее количество осадков -- около 112 км³ (308 мм) -- было зарегистрировано в 1969 г., наименьшее -- около 50 км³ (132 мм) -- в 1944 г. Таким образом, размах колебаний количества осадков составил около 60 км³ (178 мм слоя). В течение года наименьшее количество осадков выпадает в летние месяцы -- июль-август (табл. 3).

Испарение с поверхности моря -- основная расходная составляющая водного баланса. Из-за отсутствия достаточного количества фактических наблюдений его величина в настоящее время оценивается по различным теоретическим и эмпирическим формулам. Использование методики расчета, разработанной в ГОИНе в 1970, позволило уточнить межгодовое и Внутригодовое распределение величин испарения по акватории Каспия. На акватории моря наиболее высокая величина испарения характерна для Северного Каспия, а наиболее низкая -- для Среднего Каспия.

Анализ межгодовых изменений величин испарения в текущем столетии показал, что самое интенсивное испарение было в 30-х годах, чему способствовала засушливость климата, связанная с преобладанием антициклонического режима циркуляции атмосферы на значительной части ETC, что вызвало повышенное испарение не только в водосборном бассейне моря, но и на его акватории. В это время с поверхности моря ежегодно испарялось около 395 км³ воды -- намного больше, чем ее поступало в море. В результате в 1930--1941 гг. море "потеряло" около 740 км³ воды. Для испарения с поверхности Каспия характерны незначительные межгодовые изменения, свидетельствующие об относительной устойчивости этого фактора. Однако следует отметить, что в связи с понижением уровня моря и соответствующим сокращением площади его зеркала происходит изменения объема испаряющейся воды.

Сезонная изменчивость испарения более значительна, чем межгодовая. Так, с июня по декабрь с поверхности моря испаряется около 70% годового объема воды (табл. 4).

К расходным составляющим водного баланса до 1980 г. относился также сток морских вод из Каспия в залив Кара-Богаз-Гол. Непосредственные наблюдения за стоком в залив велись с 1928 г. Среднемноголетняя величина стока за 1900--1979 гг. составила около 15 км³/год.

В начале столетия в залив стекало до 30 км³ в год, в последующие годы, в связи с сокращением речного притока и понижением уровня моря, объем стока морских вод в залив постоянно сокращался (см. табл. 1).

С целью сокращения величины расходной составляющей водного баланса Каспия в 1980 г. Кара-Богаз-Гол был отделен от моря глухой плотиной, сток морских вод в залив прекратился. Перекрытие Кара-Богаз-Гола позволило "сэкономить" до 1985 г. более 40 км³ морской воды, что в общем повышении уровня моря составило около 17 см слоя, и уровень моря ежегодно стал в среднем на 2,5--2,7 см выше, чем при существовании стока в залив.Роль подземного притока в море в водном балансе Каспия незначительна, величина его ориентировочно оценивается в 4 км³/год.

За историческое время происходила неоднократная смена низких и' высоких стояний уровня Каспия (рис. 2). В середине XVI в. уровень моря находился на отметке --26,6 м,в последующее столетие произошло повышение уровня до --23,9 м, а в начале XVIII в. уровень опустился до отметки --26 м. После этого значительного снижения начался период высокого стояния уровня, и к началу XIX в. (1805 г.) его отметка достигла -22 м. С начала проведения инструментальных наблюдений (1837 г.) и до начала XX в. уровень сохранял положение в среднем около --25,8 м. С 1900 по 1929 г. изменения уровня были незначительными и происходили около средней отметки --26,2 м. Это относительно равновесное положение уровня сменилось его резким снижением. С 1930 по 1941 год оно составило 1,8 м и было связано с крупномасштабными климатическими изменениями. В последующие годы снижение уровня Каспия происходило более медленно, а в 60-е годы наблюдалась некоторая его стабилизация около отметки --28,4 м. В первой половине 70-х годов произошло понижение уровня до экстремально низкой за последние 150 лет отметки: -29 м в 1977 г. Общее снижение с 1900 по 1977 г. составило 3 м, в том числе за счет хозяйственной деятельности- около 1 м. С 1978 г. уровень Каспия стал резко повышаться и в 1985 г. достиг отметки --27,97 м, т.е. поднялся более чем на метр.

Современное повышение уровня не представляет собой аномального явления. Как отмечалось, значительные колебания уровня наблюдались как в прошлом, так и в текущем столетии. Так, приращение уровня на 20-30 см в год отмечалось в 1865-1866, 1895-1896, 1933-1934, 1937-1938 гг. Повышение уровня моря, наблюдающееся с 1978 г., обусловлено главным образом увеличением объема поступающего в море волжского стока, а также количества атмосферных осадков, выпадающих на поверхность моря. В 1978--1983 гг. количество атмосферных осадков существенно превышало их среднюю многолетнюю норму, достигнув 256 мм в год.

Внутригодовое изменение уровня имеет четко выраженный сезонный характер (рис. 3), обусловленный изменчивостью составляющих водного баланса. В зимнее время уровень - низкий, затем вследствие интенсивного поступления в море речных вод наблюдается его весенне-летнй подъем. Основное накопление воды в море происходит в июне--июле, и уровень достигает наивысшего положения. С августа, в связи с уменьшением речного притока и увеличением испарения с морской акватории, уровень постепенно понижается до зимнего минимума, наблюдающегося в январе-феврале.

Средняя многолетняя величина внутригодовых изменений уровня за 1900--1983 гг. составила 30 см (табл. 5). Наибольшая величина его годовых изменений наблюдалась в многоводный 1926 г. (50 см), наименьшая - в маловодный 1975 г. (25 см).

Зарегулирование речного стока в бассейне Каспийского моря повлияло на сезонный ход уровня. В современных условиях половодье на Волге начинается на месяц-полтора раньше и проходит быстрее, чем до 50-х годов. Это приводит к более раннему наступлению среднемесячного максимума в годовом ходе уровня. Весенне-летние попуски речной воды вызывают некоторое сглаживание хода уровня в это время года, а зимние попуски, наоборот, приводят к повышению уровня. Таким образом, в целом в течение года ход уровня стал более плавным (см. рис. 3).

Большой научный и практический интерес представляет разработка прогнозов уровня моря. В настоящее время существует несколько методов. Во-первых, это так называемые климатические (гелиогеофизические) прогнозы. Они основаны на физических моделях, связывающих колебания уровня Каспия или отдельных составляющих водного баланса с различными внешними факторами -- температурой воздуха и другими метеорологическими характеристиками, атмосферной циркуляцией, солнечной активностью.

Многие авторы [Белинский, Калинин, 1946; Гире, 1971; Аполлов, Алексеева, 1959; Соскин, 1959; Эйгенсон, 1963; Антонов, 1963; и др.] проводили поиск этих закономерностей временных изменений уровня моря, обусловленных геофизическими и климатическими факторами. Однако климатический прогноз на длительное время для таких обширных территорий, как бассейн Каспия, продолжает оставаться одной из сложных и нерешенных проблем науки. Несмотря на то что наличие солнечно-земных связей в настоящее время признано, механизм этих связей и теоретическая сторона вопроса остаются во многом неясными. Зависимости между уровнем моря и характеристиками атмосферной циркуляции также далеко не всегда дают возможность получить прогноз на длительное время.

Ко второй группе прогнозов относятся вероятностно-статистические методы, суть которых состоит в вероятностном описании колебаний уровня исходя из представлений о порождающих их климатических и гидрологических факторах как о стохастических процессах [Крицкий и др., 1975]. Поскольку изменения водного баланса и уровня Каспия обусловлены взаимодействием двух основных факторов: поверхностного притока речных вод и видимого испарения (атмосферные осадки минус испарение), то расчеты и моделирование рядов этих характеристик- позволяют исследовать изменчивость уровня моря как в естественных условиях формирования гидрологического режима, так и при различных его нарушениях.

Расчеты вероятных изменений уровня Каспийского моря на длительную перспективу, основанные на воднобалансовом методе, выполнены многими исследователями [Калинин, 1968; Архипова и др., 1972; Смирнова, 1972; Раткович и др., 1973; Шикломанов, 1976; и др.]. Полученные прогнозы хотя и отличаются друг от друга в количественном отношении, но сходны в том, что к концу столетия при средних гидрометеорологических условиях можно ожидать некоторого снижения уровня моря.

Основным затруднением разработки климатического направления прогнозов является то обстоятельство, что для построения надежных физических моделей необходимо найти такие определяющие внешние факторы, изменения которых опережали бы изменения уровня или составляющих водного баланса на срок не меньше заблаговременного™ прогноза. Найти такие факторы трудно, поэтому возникает необходимость экстраполяции их, что представляет не менее сложную задачу, чем разработка самого метода сверхдолгосрочного прогноза уровня моря.

Вероятностно-статистические методы прогноза имеют более строгую теоретическую основу, чем климатические, но вероятностная форма получаемых прогнозов, когда однозначно определяется календарный ход уровня при средних условиях притока и испарения и задается широкая полоса вероятных отклонений положения уровня в каждый год прогнозируемого периода, затрудняет их практическое использование.

Таким образом, в настоящее время не существует достаточно надежных методов прогнозирования ожидаемых изменений уровня Каспийского моря, что существенно затрудняет решение вопросов, связанных с экономикой и развитием народного хозяйства в бассейне моря. Разработка таких методов -- одно из наиболее важных направлений исследований Каспия.

2. Гидрологическая структура и водные массы

Своеобразные условия формирования гидрологической структуры вод Каспийского моря определяется его замкнутостью, внутриматериковым положением, большой меридиональной протяженностью, воздействием речного стока, конфигурацией берегов и рельефом морского дна. Замкнутость моря исключает адвекцию вод из других бассейнов, предопределяет формирование „структуры вод Каспия путем взаимодействия процессов, происходящих в самом водоеме”. Расположение моря глубоко внутри материка Евразии обусловливает значительное воздействие таких внешних факторов, как тепловое и динамическое состояние атмосферы и речной сток. Вытянутость моря в меридиональном направлении более чем на 10° создает большие климатические различия между отдельными его частями, сильнее всего проявляющиеся в зимний сезон. Сложный рельеф дна моря (глубоководные котловины, разделенные порогом, многочисленные острова и банки) влияет на особенности циркуляции вод и характер водообмена. Так, Апшеронский порог ограничивает водообмен между котловинами Среднего и Южного Каспия, способствуя формированию в каждой из них своеобразной гидрологической структуры.

В целом гидрологическая структура вод моря создается путем взаимодействия процессов горизонтальной и вертикальной турбулентности и циркуляции вод, вызываемых различными факторами -- полем ветра, потоками тепла и массы через поверхность моря, полем плотности, влиянием конфигурации берегов. Гидрологические условия в разных частях моря существенно зависят также от водообмена между ними.

Сезонные изменения гидрологических условий в Каспийском море весьма значительны, хотя они неодинаковы по акватории и, в общем, уменьшаются в направлении с севера на юг. В Северном Каспии большая величина сезонных изменений теплового состояния вод определяется резкой континентальностью климата, а солености -- сосредоточением здесь основного количества поступающих в море речных вод. По направлению на юг влияние этих факторов уменьшается. Кроме того, больший объем водных масс Среднего и Южного Каспия делает режим этих частей моря более устойчивым по отношению к внешним воздействиям, чем мелководного Северного Каспия.

Зимой, благодаря климатическим различиям между северными и южными районами моря, температура воды на поверхности изменяется от 0-- 0,5° у кромки льда до 10,0--10,7° на юге моря. При этом у западного берега моря температура воды ниже, благодаря переносу на юг холодных вод с севера, а вдоль восточного берега выше в связи с поступлением на север более теплых южно-каспийских вод. Вертикальные термические различия в толще вод зимой малы вследствие интенсивного развития процессов конвективного перемешивания.

Летом, наоборот, климатические условия над акваторией моря однородные и горизонтальные температурные различия водных масс в целом меньше, чем зимой. В августе на большей части акватории температура воды на поверхности находится в пределах от 22--23 до 26--27°. Лишь в районе у восточного берега Среднего Каспия в июле--августе часто образуется обширная зона отрицательных аномалий температуры воды (до 16--11°). Ее образование связано со сгонным эффектом частых в летнее время и устойчивых северо-западных ветров, приводящим к выходу на поверхность более холодных вод промежуточных слоев. Эти воды выделяются также по своим химическим и биологическим характеристикам.

Наибольшие годовые разности температуры воды на поверхности моря - до 20° наблюдаются в его северных районах, а также у восточных берегов Южного Каспия, что обусловлено интенсивным летним прогревом и зимним охлаждением мелководий. Для центральной части Южного Каспия характерны наименьшие изменения температуры в течение года, соответствующие небольшим сезонным климатическим различиям.

Сезонные изменения температуры в глубинных слоях моря зависят от развития процессов конвективного перемешивания. В Среднем Каспии сезонные различия температуры наиболее существенны в слое толщиной около 200 м, в Южном Каспии -- в слое до 100 м, что связано с развитием здесь зимней вертикальной циркуляции. В суровые зимы, когда конвекция распространяется до больших глубин, понижение температуры может охватывать более значительную толщу воды, а в Среднем Каспии оно доходит * до дна. В придонных слоях Среднего Каспия температура равна 4,5-5,0, Южного - 5,7-6,0°. Пространственные изменения солености воды больше всего в Северном Каспии, где она возрастает от 0,1--0,2°/оо вблизи устьев Волги и Урала до 10--12°/оо на границе со Средним Каспием.

В глубоководных частях моря соленость на поверхности увеличивается в целом с севера на юг и с запада на восток. Такое распределение солености связано с опресняющим влиянием речного стока вдоль западного побережья и осолонением вод у восточного берега, в условиях полного отсутствия здесь пресного стока и интенсивного испарения. В открытых районах моря соленость редко выходит за пределы 12,7-13,2°/оо. Вертикальное распределение солености в Среднем и Южном Каспии весьма однородное -- от поверхности до дна ее увеличение не превышает десятых долей промилле.

Однородное распределение солености в глубоководных частях Каспийского моря -- важная черта его гидрологической структуры, обусловливающая ее сезонную изменчивость главным образом за счет температуры. Именно температура воды, при мало изменяющейся солености, определяет основные особенности поля плотности в зимний и летний сезоны и влияет на вертикальную устойчивость вод, особенно в верхних слоях. В глубинных и придонных слоях моря, где изменения гидрологических характеристик малы, в формировании поля плотности возрастает роль солености.

Как показывает распределение условной плотности на поверхности моря в феврале и августе, ее изменения по акватории моря малы -- от 0,5 усл. ед. зимой до 1,5 усл. ед. летом. В феврале плотность в Среднем Каспии более 11,0 усл. ед., а в Южном -- около 10,5 усл. ед. В августе значения плотности уменьшаются в среднем на 3 усл. ед., что и составляет величину годовых изменений плотности на поверхности моря. Следует отметить однонаправленное влияние сезонных изменений температуры и солености на плотность в Среднем Каспии и их противоположное влияние в Южном Каспии. Увеличение речного стока в период половодья по времени совпадает с прогревом поверхностных слоев воды и совместное влияние этих факторов способствует уменьшению плотности верхнего слоя воды в Среднем Каспии в весенне-летний сезон. В зимнее время наблюдается усиление поступления более соленых южно-каспийских вод в среднюю часть моря и дальнейшее их охлаждение. Оба фактора вызывают увеличение плотности вод в Среднем Каспии.

В Южном Каспии в летний сезон осолонение поверхностных слоев воды при испарении и интенсивный прогрев оказывают противоположное влияние на изменения плотности воды. Зимой поступление в южную часть моря менее соленых среднекаспийских вод снижает эффект повышения плотности вод в процессе зимнего охлаждения. К тому же и самоохлаждение вод в Южном Каспии существенно меньше, чем в Среднем.

Перемешивание верхних слоев моря, как отмечалось, происходит благодаря активно развитой зимней вертикальной циркуляции. В перемешивании и вентиляции глубинных слоев важную роль играет плотностной сток из северных мелководных районов моря. Высокая плотность образующихся здесь зимой вод позволяет им стекать до самых больших глубин среднекаспийской впадины и далее, переливаясь через Апшеронский порог, поступать в глубинные слои южной части моря. В придонном слое Южного Каспия перемешивание происходит также за счет конвекции, возбуждаемой тепловым потоком от дна моря.

По совокупности физико-химических и биологических характеристик вод в Каспийском море были выделены следующие водные массы: северо-каспийская, верхняя каспийская, глубинная среднекаспийская и глубинная южно-каспийская.

Северо-каспийская водная масса занимает северную часть моря. Ее объем незначителен (менее 1% от общего объема моря), но она оказывает существенное влияние на гидрологические и биологические процессы всего моря. Основные условия формирования северо-каспийской водной массы влияние обильного речного стока и мелководность северной части моря. За южную границу северо-каспийской водной массы можно условно принять изогалину 11°/оо. Температура северо-каспийской водной массы изменяется в широких пределах -- от 0 зимой до 25° летом. Зимой большая часть акватории Северного Каспия покрыта льдом, температура воды подо льдом почти равна температуре замерзания. Летом большая часть северо-каспийской воды хорошо прогрета от поверхности до дна и имеет температуру выше 23--24°. Соленость северо-каспийской воды пониженная даже относительно солености всего Каспийского моря. По направлению от устьев Волги и Урала на юг, соленость ее увеличивается от 0,1-- 0,2 до 10--11°/оо. Средняя соленость северо-каспийской водной массы значительно изменяется в зависимости от многолетних колебаний волжского стока. В периоды опреснения средняя соленость равна 4-5°/оо в периоды осолонения 9-11°/оо. Вертикальные градиенты солености наблюдаются главным образом в западном районе, наиболее подверженном влиянию речного стока. В остальных районах вертикальные градиенты гидрологических характеристик весьма малы.

В формировании верхней каспийской водной массы главную роль играют процессы зимнего охлаждения и перемешивания и летнего прогрева, а также динамические процессы в верхнем слое моря (волнение, ветровые течения, сгонные явления, внутренние волны). Нижняя граница этой водной массы определяется глубиной распространения зимней вертикальной циркуляции и располагается в Среднем Каспии в слое 150--200 м, в Южном -- 50--150 м. На нижней границе происходит существенное понижение содержания кислорода и уменьшение вертикальных градиентов температуры. В летом выделяется хорошо прогретый и перемешанный верхний слой толщиной 20--30 м. Соленость верхней каспийской водной массы в большинстве случаев равна 12,7--13,0°/оо. Эта водная масса отличается высоким содержанием кислорода: в верхнем слое -- от 7,5--8,0 зимой до 6,0--6,5 мл/л летом, на нижней границе содержание кислорода не менее 4,5--5,5 мл/л.

Глубинные водные массы формируются главным образом в зимние месяцы в результате плотностного стока холодных вод из северных районов моря, а также с восточного шельфа. Эти воды опускаются в придонные слои среднекаспийской котловины, а переливаясь через Апшеронский порог, поступают и в южно каспийскую впадину. В суровые зимы в формировании глубинных вод принимает участие и зимняя вертикальная циркуляция. Глубинные каспийские водные массы имеют следующие средние характеристики: среднекаспийская (250--300 м -- дно) -- температура 3,9--5,2°, соленость 12,7--13,0°/оо, содержание кислорода 3,0--5,5 мл/л; южно-каспийская (100--150 м -- дно) -- температура 5,7--6,3°, соленость 12,8--13,1°/оо содержание кислорода 2,0-- 3,5 мл/л. Анализ изменчивости характеристик глубинных водных масс показывает, что вся толща вод моря находится в подвижном состоянии, что имеет первостепенное значение для такого замкнутого водоема, как Каспийское море.

Таким образом, современный водный режим Каспийского моря в течение периода инструментальных наблюдений существенно изменялся. Начиная с 1882 по 1977 г., несмотря на отдельные поднятия, уровень моря практически непрерывно падал, и в отдельные годы это падение превышало 30 см. Значительное снижение уровня моря было тесно связано с особенностями развития климатических процессов. Начиная с конца прошлого столетия, климат постепенно теплел, что повлияло на процессы, определяющие водообмен на поверхности суши.

3. Экологические проблемы Каспийского моря и их причины. Проблема статуса и Сейсмическая ситуация

Проблема статуса

Ранее Каспийское море располагалось на границах двух государств. После развала СССР в 1991 г. вокруг Каспия образовались пять независимых государств, и, соответственно, новая геополитическая ситуация. В связи с новыми условиями появилась проблема статуса Каспия. Ввиду различных позиций прикаспийских стран данная проблема все еще остается нерешенной. По мнению Азербайджана, Каспий - это международное внутреннее озеро и его воды должны быть разделены по принципу медианы. По мнению Казахстана, Каспий - это международное внутреннее море (у Российской Федерации приблизительно такое же мнение) и его дно должно быть поделено на секторы вдоль медианы. Для деления толщи воды эти две страны выступают с разными предложениями. Исламская Республика Иран ранее предлагала вариант совместного владения - т. е. кондоминиума. В последнее время иранская сторона предлагает разделить море среди прибрежных стран по принципу 20% каждому государству. У этого предложения нет научной и политической основы, данный вариант никогда не применялся в мировой практике.

Сейсмическая ситуация

Каспийское море располагается в очень сейсмоактивной зоне. В 1895 г. в Красноводске произошло землетрясение силой в 8,2 балла по школе Рихтера (по 12-бальной шкале - 11-12). По мнению специалистов, интенсивные работы по разведке и добычи нефти, ускоряя движение тектонических плит, активизирует сейсмическую ситуацию. Кроме этого, на Каспии часто наблюдается извержение грязевых вулканов. Наибольшее количество грязевых вулканов находится в районах Бакинского архипелага. Здесь большинство островов и рек вулканического происхождения.

Экологическая ситуация

В настоящее время экологическое положение Каспия находится в очень сложном состоянии. В шельфовой зоне моря ситуация более тяжелая, на этих территориях образовались мертвые зоны. В некоторых местах оценка загрязнителей в 10-20 раз превышает норму. Вместе с тем, их можно сгруппировать следующим образом:

1)загрязнители, поступающие вместе с впадающими в Каспий реками;

2) загрязнение от городов и промышленных объектов, расположенных в прибрежной зоне;

3) загрязнение в связи с морской нефтедобычей и транспортировкой;

4) загрязнение от оставшихся под водой источников в прибрежной зоне в результате поднятия уровня Каспийского моря.

Среди этих источников загрязнения на первом месте загрязнители, поступающие вместе с впадающими в Каспий реками. К примеру, согласно последним данным, посредством рек в Каспий ежегодно поступает 75 млн. тонн нефтепродуктов, из них 95% приходится на Волгу. Ввиду отсутствия среди прикаспийских стран единого соглашения об охране моря, имеет место браконьерство. Повышение уровня загрязнения и количества фактов браконьерства, плюс неработающие с прежней силой рыборазводные заводы вокруг Каспия создали проблему уменьшения количества многих рыб, особенно осетровых.

Чрезвычайную остроту в последние годы приобрела проблема сохранения экологического здоровья уникального природного объекта, каким является Каспийское море. Каспийское море - уникальный водоём, его углеводородные ресурсы и биологические богатства не имеют аналогов в мире. Каспий -- старейший в мире нефтедобывающий бассейн. В Азербайджане, на Апшеронском полуострове, добыча нефти началась более 150 лет назад и туда же впервые в нефтедобычу направлялись иностранные инвестиции. К промышленной разработке на шельфе приступили в 1924 году. Проблема Каспия на сегодняшний день очень актуальна. Кризис в одной из его частей выльется в общую, неразделимую экологическую катастрофу, которая, в конечном счете, отразится на личных планах каждого государства и его перспективах развития.

Главным загрязнителем моря, безусловно, является нефть. Нефтяные загрязнения подавляют развитие фитобентоса и фитопланктона Каспия, представленные сине-зелеными и диатомовыми водорослями, снижают выработку кислорода. Увеличение загрязнения отрицательно сказывается и на тепло-, газо -, влагообмене между водной поверхностью и атмосферой. Из-за распространения на значительных площадях нефтяной пленки скорость испарения снижается в несколько раз. Загрязнение моря ведёт к гибели огромного числа редких рыб и других живых организмов. Наиболее наглядно влияние нефтяного загрязнения видно на водоплавающих птицах. Неуклонно сокращаются запасы осетровых рыб. Нефтяное сырье можно заменить другим сырьем, осетровых же ничем не заменишь и за нефтедоллары нигде не купишь.

Проникновение чужеродных организмов.

Угроза проникновения чужеродных видов до недавнего прошлого не считалась серьезной. Наоборот, Каспийское море использовалось в качестве полигона для вселения новых видов, предназначенных для увеличения рыбопродуктивности бассейна. События приняли драматический характер, когда на Каспии началось проникновения чужеродных организмов из других морей и озёр. Например, настоящей бедой для Каспийского моря стало массовое размножение гребневика мнемиопсиса. Гребневик впервые появился в Азовском море лет десять назад, и в течение 1985-1990 гг. буквально опустошил Азовское и Черное моря. Его, по всей вероятности, завезли вместе с балластными водами на судах от берегов Северной Америки; дальнейшее проникновение в Каспий не составило большого труда. Гребневик питается в основном зоопланктоном, потребляя ежесуточно пищи примерно 40% от собственного веса, уничтожая, таким образом, пищевую базу каспийских рыб. Быстрое размножение и отсутствие естественных врагов ставят его вне конкуренции с другими потребителями планктона. Поедая также планктонные формы бентосных организмов, гребневик представляет угрозу и для наиболее ценных рыб, например таких, как осетровые. Воздействие на хозяйственно ценные виды рыб проявляется не только косвенно, через уменьшение кормовой базы, но и в прямом их уничтожении. Если ситуация на Каспии будет развиваться по примеру Азовского или Черного морей, то полная потеря рыбохозяйственного значения моря произойдет между 2012-2015 гг.

Одной из главных причин резкого сокращения улова осетровых в Каспийском море является браконьерство. Подтверждается достоверность неофициальных данных, что на долю браконьерства приходится около 80% улова осетровых. Министерство экологии, отмечают ученые, активно взялось за решение этих проблем. В СМИ широко распространялись слухи об «икорной мафии», контролирующей якобы не только рыболовство, но и правоохранительные органы в прикаспийских регионах. Массированное гидростроительство на Волге (а затем на Куре и других реках) лишает рыб естественных местообитаний, и приводит к другим проблемам, например заиливание русла.

Пути борьбы

Высокий уровень загрязнения моря и впадающих в него рек уже давно вызывали опасения формирования безкислородных зон в Каспии, особенно для районов южнее Туркменского залива, хотя эта проблема не числилась в наиболее приоритетных. Между тем, существенное нарушение баланса синтеза и распада органического вещества может привести к серьезным и даже катастрофическим изменениям.

Таким образом, мы видим, что экологические последствия катастрофичны. Многие не осознают сегодня, что, если не принять экстренные меры, то может последовать катастрофа. Предотвратить эту катастрофу возможно при помощи конкретных многоцелевых перспективных научно-исследовательских программ по предотвращению загрязнений Каспийского моря. Например, одной из таких компаний, действующей в пределах Азербайджана с проектом по предотвращению загрязнения Каспийского моря, является «BP-Азербайджан». В последние годы, компания «ВР», открыто обсуждающая с общественностью вопросы воздействия производственных процессов на окружающую среду, невольно предоставила хорошую модель взаимоотношений между общественностью и загрязняющими объектами для местных производителей нефти. Компания "ВР-Азербайджан" получила официальное разрешение Министерства экологии на утилизацию буровых шламов. Высок уровень проработки любого проекта «BP», независимо от его сложности, объема - рассматривается и рассчитывается каждая деталь, используется метод многовариантности, взвешиваются все за и против, и, конечно, особое внимание уделяется основополагающему принципу "не навреди биосфере". Компанией проводятся встречи с общественностью: «учесть неучтенное, то, что проглядели, не усмотрели».

Другой мерой предотвращения загрязнения, является международное сотрудничество по охране окружающей среды Каспийского моря. Цель данного проекта - разработка плана совместных действий для решения экологических проблем Каспия при содействии авторитетных международных организаций (ЮНЕП, ПРООН, ГЭФ, ЕС-ТАСИС, Всемирный банк). Также существует проект «Нефтяные загрязнения Каспийского моря на основе данных космической радиолокации», начатый Институтом океанологии РАН совместно с международной общественной организацией ИСАР.

В свою очередь, Министерство экологии и природных ресурсов Азербайджана организует Центр немедленного реагирования на несанкционированные выбросы нефтеотходов и другие загрязнения. Центр будет иметь конкретные направления реагирования, в том числе немедленные действия по очистке водной поверхности моря и береговой полосы в случае разливов и других загрязнений, особенно связанных со сливами с судов балластных вод. Нарушители отныне будут привлекаться к ответственности. Среднее содержание фенолов в воде Северного Каспия достигает 60 мг/л, а характерное для вод этого района среднее значение составляет 3 мг/л.

Беда рыб

Морская биота Каспия имеет уникальный химический состав и набор химических элементов и соединений, и может быть использована в качестве индикатора загрязнения и экологического состояния среды. Экологические условия в северо-восточном Каспии в значительной степени сказываются на качественных и количественных показателях его биоты. Сравнительная умеренная загрязненность водных масс Каспийского моря ещё не говорит о его защищенности от антропогенного воздействия. В результате проведённых исследований, О.В.Поповой и др. (1997) было установлено сильное загрязнение воды нефтепродуктами, тяжелыми металлами, из которых доминирующее положение занимают цинк, железо и медь. По этой причине поступающие в море промышленные стоки, содержащие соли тяжелых металлов, являются в настоящее время основными источниками накопления токсикантов в бентосе, планктоне и рыбах. Поэтому необходим контроль и мониторинг загрязнения тяжелыми и переходными металлами компонентов Каспия, в том числе и осетровых рыб, особенно подверженных воздействию токсикантов в условиях Каспийского моря. Этой цели служат современные экологические исследования фонового состояния окружающей среды северо-восточной части Каспийского моря, приуроченные к поисково-разведочному бурению и добычи углеводородного сырья. В мае 1996 года средние уровни исследованных металлов в органах и тканях рыб находились в следующих диапазонах.

Преобладающими металлами в каждом из исследованных образцов рыб были цинк, медь, барий, железо. Кадмий и ванадий присутствуют в незначительных количествах. Различные элементы выявляют свои пиковые значения в различных тканях Каспийских рыб: в печени больше концентрируется железа, цинка, меди, по сравнению с образцами икры, которые, в свою очередь, выше, чем в мышечной ткани.

Барий и хром обнаружили тенденцию к примерно одинаковым содержаниям во всех типах образцов. Зафиксированы следовые количества никеля и свинца для большинства образцов мышц, в то время как эти элементы практически не были обнаружены в пробах печени и икры. Следовые количества ртути были обнаружены как в печени, так и в тканях, но не обнаружены в икре.

Пути решения экологических проблем

Экологические проблемы Каспия и его побережья являются следствием всей истории экстенсивного экономического развития в странах региона. На это накладываются как долговременные природные изменения (вековые колебания уровня моря, изменение климата), так и острые социально-экономические проблемы сегодняшнего дня (переходный период, экономический кризис, конфликты, внедрение транснациональных корпораций и т.п.).

Возникшие проблемы по состоянию и загрязнению Каспия требуют срочного принятия мер по охране окружающей среды в регионе. Решением правительств пяти прибрежных государств, с 1998 года начала работать Каспийская Экологическая Программа, в рамках которой будет разработан Стратегический План Действий по оздоровлению экологической обстановке в регионе.

Значительная часть ущерба, наносимого природе человеческой деятельностью, остается за рамками экономических расчетов. Именно отсутствие методов экономической оценки биоразнообразия и экологических услуг приводит к тому, что планирующие органы прикаспийских стран отдают предпочтение развитию добывающих отраслей и “аграрной индустрии” в ущерб устойчивому использованию биоресурсов, туризму и рекреации.

При освоении углеводородных ресурсов в бассейне моря и эксплуатации, необходимо проводить природоохранные мероприятия. Регион Каспийского моря входит в категорию тех экологических зон, которые находятся на грани кризиса. Следовательно, всем Прикаспийским государствам необходимо разработать и внедрить единые нормативные, методические и правовые документы при освоении углеводородного сырья, которые бы исключали или снижали техногенное воздействие на экосистему Каспия. Если эти страны будут совместно, рационально использовать природные ресурсы, проведут работы по увеличению численности растений и животных, природоохранные мероприятия, то в таком случаи Каспий будет жить. Очень важны международные службы по незамедлительным действиям при авариях на Каспии. Мы также нуждаемся в каспийском экологическом Фонде, так как не может быть и вопроса о защите без финансирования. Обеспечение экологической безопасности, развитие экологического мониторинга является приоритетной проблемой каждого государства. Загрязнение моря от нефтедобычи в ближней перспективе заметно увеличится, главным образом в Северном Каспии, с постепенным распространением в Средний и Южный Каспий вдоль западного берега. Единственный практический путь сдерживания этого загрязнения - законодательное ограничение нефтедобычи. Однако, данный путь представляется маловероятным Система экологического мониторинга и научных исследований на Каспии является сверхцентрализованной, громоздкой, дорогостоящей и малоэффективной, допускающей манипулирование информацией и общественным мнением. Необходима постоянная оптимизация этой работы, направленная на общее улучшение службы экологического мониторинга и совершенствование механизмов ее деятельности. Возможным выходом из существующего положения может быть создание межнациональной системы, сочетающей функции мониторинга и информирования общественности.

Заключение

Подводя итоги, хотелось бы отметить следующее: с каждым годом значение Каспийского моря увеличивается в связи с открытиями новых месторождений нефти и газа, а также благодаря возможности использовать рекреационные ресурсы. К тому же оно одно из важнейших рыбопромышленных водоемов Евразии. По существу, Каспий с впадающими в него реками, содержит мировой генофонд каспийской белуги, русского осетра, севрюги, шипа и является единственным в мире кладовой видового разнообразия осетровых рыб. По оценкам аналитических центров некоторых зарубежных нефтяных компаний Каспийский регион в XXI веке станет основным поставщиком нефти и газа на мировой рынок. Это может привести к конфликту, как в своё время было в Персидском заливе. Что же касается экологии, то она является самым важным аспектом, на мой взгляд. В наше время необходимо принимать комплексные меры для решения различных острых экологических проблем, чтобы в дальнейшем не произошла катастрофа мировых масштабов.

Список литературы

1. Физическая география: справочное пособие для подготовки вузов. Г.В. Володина, И.Д. Душина, С.В. Любушкина и другие. Под редакцией Н.В. Пашканга.

3. С. И Варущенко «Изменение режима Каспийского моря и бессточных водоемов в палеовремени. М. Наука 1987.

4. Каспийское море: гидрология и гидрохимия. М. Наука 1986.