Морфометрические характеристики лагун мирового океана



Скачать 87.43 Kb.

Дата16.02.2017
Размер87.43 Kb.
Просмотров78
Скачиваний0
ТипАнализ

УДК 551.468.3:551.4.03
МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАГУН МИРОВОГО ОКЕАНА
А.Ю. Домнина, Б.В. Чубаренко

Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН,
236022
Россия, Калининград, пр. Мира, 1 annasta_sea@mail.ru, chuboris@mail.ru
Анализ морфометрических характеристик лагун Мирового океана с использованием доступных, благодаря сети Интернет, космических снимков LandSat 7 за 2000-2011 гг. показал, что их протяженность вдоль и поперек береговой линии не превышает 260 и 108 км соответственно.
Более 80% лагун Мирового океана имеют вдольбереговое расположение. В среднем характерный вдольбереговой размер для всех лагун в 7 раз больше поперек-берегового.
Наибольшее число лагун (35%) имеют вдольбереговой размер в диапазоне 10-25 км, а поперек-береговой – менее 5 км
(47%), вдольбереговое простирание 63% лагун не превышает 50 км, а для 75% лагун поперек- береговой размер не превышает 10 км. Площадь лагуны может достигать 18 тыс. км
2
, а 70% лагун имеют площади в пределах менее 100 км
2
. Почти у половины из рассмотренных лагун (49.5%) только один пролив, большинство же из них (49%) являются открытыми, т.е. проливы занимают от 0.1 до полного вдольберегового размера
береговые лагуны, морфометрия
ВВЕДЕНИЕ
Прибрежные лагуны – это относительно мелководные объекты, частично или полностью отчлененные от открытой морской акватории аккумуляционным песчаным или галечным барьером (коса, цепочка островов), образованным вследствие волнового воздействия и возвышающимся над уровнем максимального прилива (нагона) [1]

. В эту категорию часто не включают акватории, отчлененные окраинными или барьерными рифами или находящиеся внутри атоллов. Большинство лагун носят признаки эстуариев, являясь зоной смешения соленых морских и пресных вод, стекающих с водосборной территории. Многое, что можно сказать об эстуариях, применимо и к лагунам [1], поэтому некоторые классификации [2] включают лагуны как «формирующие барьеры эстуарии» или «забарьерные эстуарии» (bar-built estuaries or back-barrier estuaries).
Лагуны широко распространены на всех побережьях Мирового океана. В
Северной Америке они занимают 17.6 % длины береговой линии, в Южной
Америке – 12.2, в Европе – 5.3, в Африке – 17.9, в Азии – 13.8, в Австралии – 11.4
[3].
Большинство из них интенсивно используются на протяжении многих столетий. Вопросы генезиса и динамики водоемов лагунного типа рассматривались с разных сторон в большом количестве статей и книг [3-10]. Но на сегодняшний день авторам статьи не известны работы по сопоставлению

В развитии (Emery and Stevenson, 1957; Colombo, 1977; Phleger, 1981; Kjerfve, 1993; Cooper, 1994).
морфометрических характеристик лагун всего Мирового океана. Это, скорее всего, объясняется тем, что только недавно появилась возможность, пользуясь открыто представленными в сети Итернет спутниковыми снимками, провести такой анализ.
Морфометрия лагун прямо или косвенно влияет на их использование, условия судоходства, рыболовства, водообмен между внутренними водоемами и морем, экологические условия [11]. Цель данной работы – сопоставление морфометрических характеристик лагун: поиск характерных линейных размеров, площадей, количества проливов и их протяженности.
МЕТОДИКА
При рассмотрении прибрежных водных объектов лагуны выделялись по основному признаку – наличию форм, отчленяющих их от открытой морской
(океанской) акватории. В самом общем определении прибрежная лагуна – это
«неглубокий естественный водный бассейн, соединяющийся с морем узким проливом (или проливами) или отделённый от моря полосой наносной суши – баром. … Лагуны образуются в результате отчленения участка прибрежной акватории моря или озера береговым баром или косой или другой береговой аккумулятивной формой» [12]. Согласно тому же определению, лагуной называют «участок моря, заключённый между коралловыми рифами и берегом материка или острова, а также внутри атолла», но такие лагуны (биогенного происхождения) в работе не рассматривались.
Среди пяти основных типов (собственно лагуна, эстуарная лагуна, эстуарий, эстуарная дельта и дельта) прибрежных водоемов, выделяемых согласно геоморфологической классификации [13, 14], в работе анализировались прибрежные водоемы двух первых типов (рис. 1). В свою очередь, лагуны подразделяются по [15] на «глухие», или прикрытые, «ограниченные», или полуоткрытые, и «промываемые», или открытые (рис. 2, c). a)
б)
Рис. 1. Геоморфологический ряд (a) прибрежных объектов по (Day et al., 1989 [13] – модификация Davies, 1973 [14]) и типология форм лагун (b) по (Kjerfve, 1994 [15])
Fig. 1. Geomorphologic classification (a) of coastal objects by (Day et al., 1989 [13] – modification of Davies, 1973 [14]) and lagoons types (b) by (Kjerfve, 1994 [15])
a) b) c)
Рис. 2. Упрощенное представление форм лагун (а, b) [16] в виде прямоугольных аналогов (c), характеризующих размеры реальных лагун [17]
Fig. 2. Simplified representation of lagoons (a, b) [16] in the form of characteristic rectangle (c) [17]
Морфометрические характеристики лагун Мирового океана оценивались по снимкам LandSat 7 за 2000-2010 гг. Разрешение снимков – от 70 см до 16 м в одном пикселе. Все измерения проводились в километрах. Лагуны площадью меньше 10 км
2
не рассматривались.
Учитывая исключительное разнообразие форм прибрежных лагун, для оценки в первом приближении значений их морфометрических характеристик был выбран метод прямоугольных аналогов [17]. Так как лагуны имеют вытянутую форму, им ставился в соответствие условный прямоугольник (рис. 2), наиболее приближенный к реальным размерам лагуны по характерным длинам и площади. Стороны прямоугольника а и b принимались в качестве характерных значений простирания лагуны соответственно в продольном и поперечном к берегу направлениях. В зависимости от того, какой из этих характерных размеров доминировал, лагуна определялась как имеющая преимущественное вдольбереговое или поперек-береговое простирание (рис. 2, a и b). Точность измерения длин составляла порядка 100 м. Количество проливов и их общая длина определялись по тому же снимку, что и сама лагуна.
Площади лагун оценивались как произведение (
b
a

)
. Эта величина зачастую достаточно сильно (на десятки процентов) отличалась от реальной площади зеркала лагуны, которая включает площади многочисленных рукавов, затонов, бухт и внутренних заливов. Оценка, выполненная для лагун с известной площадью, показала, что коэффициент корреляции между известной и оцениваемой по прямоугольному аналогу ( b
a
⋅ ) площадями составляет 0.92, для большинства лагун небольшой площади оценка на 3-5% меньше реальной площади, для лагун большой площади оценка по прямоугольному аналогу получалась как с избытком, так и с недостатком, в зависимости от формы лагуны.
Для оценки степени открытости акватории проводился подсчет количества проливов и суммарной их протяженности в километрах.

РЕЗУЛЬТАТЫ
Были рассмотрены 277 лагун по всем берегам Мирового океана у берегов:
Евразии – 162 лагуны, Северной Америки – 64, Африки – 25, Южной Америки и
Австралии – по 13 (см. рис. 3). На берегах Антарктиды крупные лагуны отсутствуют. Все лагуны сравнивались по площади, вдольбереговому и поперек- береговому простиранию (см. рис. 4-6).
Почти 70% рассмотренных лагун имеет площадь до 100 км
2
, 95
% всех лагун имеет площадь до 1000 км
2
. Максимальная площадь для лагун – порядка
18 000 км
2
(
см. рис. 4).
Самой большой лагуной во всем мире, и в Евразии в частности, является гиперсоленый залив Кара-Богаз-Гол (Kara-Bogaz-Gol Lagoon, Таджикистан) в
Каспийском море, хотя площадь его водной поверхности непостоянна из-за процессов пересыхания. Его максимальная площадь в коренных берегах порядка
18 тыс. км
2
[18, 19]
. Характерный вдольбереговой размер – порядка 140, поперек- береговой – порядка 100 км. Залив имеет всего один узкий пролив, соединяющий его с Каспийским морем. Ширина пролива составляет 200 м.
Лагуна Патус (Lagoa dos Patos, Brazil) является второй в мире по площади
(985 0 км
2
) и самой большой в Южной Америке [20]. Имеет максимальную длину
(280 км) и ширину (70 км). Отделена от Атлантического океана наносной песчаной косой примерно в 8 км шириной, соединяясь с ним узкой протокой.
Третьей в мире по площади и самой большой лагуной Северной Америки является система Албемарл-Памлико Саунд (Albemarle-Pamlico Sound, USA), площадь – 7800 км
2
[21]
. Она простирается вдоль берега примерно на 260 км, условная ширина – порядка 40 км. Реальная площадь водного зеркала всей системы – 30 тыс. км
2
за счет разветвленной формы широких устьев трех рек, открывающихся в ее акваторию.
В десятку самых больших лагун входит и Куршский залив (Curonian
Lagoon, Lithuania-Russia)
, его площадь 1600 км
2
, он имеет форму вытянутого вдоль берега треугольника с высотой порядка 80-90 и шириной основания порядка 40 км.
Как и ожидалось, лагуны Мирового океана преимущественно имеют вдольбереговое расположение – для 237 лагун (86%), из рассмотренных 277, вдольбереговое простирание превалирует (a/b>1). Средняя величина вдольберегового простирания для рассмотренных лагун составляет 30, а средняя величина поперек-берегового простирания порядка 9 км.
Наиболее часто (35%) встречаются лагуны, имеющие вдольбереговой размер в диапазоне 10-25 км (см. рис. 5), а поперек-береговой размер – менее 5 км
(47%)
. Большинство лагун имеет небольшие размеры: вдольбереговое простирание 63% лагун не превышает 50, а поперек-береговой размер 75% лагун не превышает 10 км.
Вдольбереговая длина лагун намного больше их поперек-берегового размера (см. рис. 6), для 15 % всех рассмотренных лагун – более чем в 10 раз.
Имеются такие вытянутые вдоль берега лагуны, для которых вдольбереговой характерный размер в 50-90 раз больше поперек-берегового, например, лагуна р. Ича (Россия, Комчатка), лагуна р. Индиан (Indian River Lagoon, USA), лагуна
Куронг (Coorong Lagoon, Australia). В среднем характерный вдольбереговой размер для всех лагун в 7 раз больше поперек-берегового, а отдельно для группы вдольбереговых лагун – в 8 раз.

Рис. 3. Места расположения лагун на берегах континентов
Fig. 3. Allocations of lagoons on the Globe
Рис. 4. Количество лагун в соответствии с градациями площади водной поверхности
Fig. 4. Number of lagoons in each group by square a) b)
Рис. 5. Количество лагун в отдельных диапазонах характерного размера вдольберегового и поперек-берегового простирания (a, b)
Fig. 5. Number of lagoon in each group by along shore and cross shore sizes (a, b)

Самая длинная лагуна Мирового океана находится в Южной Америке – озеро-лагуна Патус (Lagoa dos Patos, Brasilia)
,
ее длина составляет 280 км. Вторая по длине – лагунная система Албемарл-Памлико Соунд (Albemarle-Pamlico Sound,
USA
). Самая длинная вдольбереговая лагуна Евразии и одна из самых протяженных в мире – лагунная система Ваддензее (Waddenzee, Denmark –
Germany) в Северном море. Ее длина – 221 км.
Поперек-береговая длина лагун Мирового океана сравнительно меньше вдольбереговой (см. рис. 6). Поперек-береговые лагуны (a/b<1) не такие вытя- нутые, их характерные размеры отличаются в среднем всего в 3 раза, но могут различаться почти в 20 раз (например, Донузлавский лиман, Днепро-Бугский лиман, Украина). Из всех рассмотренных лагун, имеющих поперек-береговое расположение, более всего в берег вдается Днепро-Бугский лиман. Его поперек- береговой размер составляет порядка 58 км, но площадь его не максимальна – порядка 520 км
2
. Самая большая по площади поперек-береговая лагуна находится в Северной Америке – Мобильский залив (Mobile Bay, USA), его площадь составляет порядка 1060 км
2
. Большинство поперек-береговых лагун находятся в
Евразии, и, конечно, являются эстуарными, т.е. приурочены к устьям рек.
Почти половина из рассмотренных лагун (49.5%) имеют только один пролив, соединяющий их с открытой акваторией моря или океана. Два, три, четыре, пять проливов имеют соответственно 22.5, 11, 6.5 и 3% лагун. Более пяти проливов имеют 7.5% лагун.
По степени открытости [17], т.е. по величине отношения длины всех проливов к вдольбереговому размеру (среднее значение для всех рассмотренных лагун равно 0.2), лагуны очень различаются. К прикрытым лагунам можно отнести лагуны (12%), у которых эта величина не превышает 0.01. Гораздо больше полуоткрытых лагун (39%), у которых степень открытости 0.01-0.1. Для
27% это отношение лежит в диапазоне 0.01-0.5. Открытых лагун, величина степени открытости для которых лежит в диапазоне 0.1-1.0, встречается больше всего (49%), причем, для 35% она находится в диапазоне 0.1-0.5.
Рис. 6. Соотношение вдольбереговой и поперек-береговой длин лагун
Мирового океана
Fig. 6. Length-to-Width ratio for lagoons of the World Ocean

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотрены 277 лагун по берегам всего Мирового океана, площадь которых превышает 10 км
2
Самое большое количество лагун отмечено на берегах
Евразии (162 лагуны), самое малое – на берегах Южной Америки и Австралии (по
14 лагун). На берегах Антарктиды крупные лагуны отсутствуют. Самые большие по площади лагуны преимущественно находятся в Евразии и Северной Америке.
Лагуны Мирового океана преимущественно имеют вдольбереговое расположение (237 из 277 рассмотренных лагун), средняя величина их вдольберегового простирания составляет 30 км (максимальная – 280), поперек- берегового – 9 км (максимальная – 108). Для вдольбереговых лагун среднее отношение между этими размерами порядка 8, а максимальное может достигать
95. При поперек-береговом расположении отношение размеров в среднем составляет 3 раза, но может достигать и 20 раз.
Наибольшее число лагун имеют вдольбереговой размер в диапазоне 10-25, а поперек-береговой – менее 5 км, вдольбереговое простирание 63% лагун не превышает 50 км, а для 75% лагун поперек-береговой размер не превышает 10 км.
Лагуны больших размеров чаще встречаются на открытых океанских берегах, где развиваются поверхностные волны и действуют приливы большей интенсивности.
Фактически половина из рассмотренных лагун (49.5%) имеют только один пролив, большинство лагун (49%) являются открытыми, т.е. проливы занимают от 0.1 до полного вдольберегового размера (в среднем – 0.2).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Bird, E. Coastal geomorphology: an introduction. Second edition. ISBN
978-0-470-51730-7 / E. Bird. – John Willey & Sons Ltd., 2008.
2.
http://reslib.com/book/Coastal_Geomorphology__An_Introduction#199 3.
Barnas, R.S.K. Coastal lagoons. Cambridge Studies in Marine Biology /
R.S.K. Barnas. – Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1980. – 106 p.
4.
Каплин, П.А. О некоторых особенностях лагун северо-восточного побережья СССР / П.А. Каплин // Тр. Океаногр. комиссии АН СССР. – 1957. –
Т. 2. – С. 104-110.
5.
Правоторов, И.А. Опыт геоморфологической классификации лагунных водоёмов северо-западной части Чёрного моря / И.А. Правоторов //
Биологические проблемы океанографии южных морей.– Киев, 1969. – С. 51-54.
6.
Сафьянов, Г.А. Эстуарии / Г.А. Сафьянов. – М.: Мысль, 1987. – 189 с.
7.
Бровко, П.Ф. Развитие прибрежных лагун / П.Ф. Бровко. –
Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1990. – 148 с.
8.
Kjerfve, B. (Ed.) Coastal Lagoon Processes. Elsevier Science Publishers.
Netherlands. – 1994. – 577 pp.
9.
Gönenç, I.E. Coastal lagoons: ecosystem processes and modeling for sustainable use and development / I.E. Gönenç, J.P. Wolflin (Eds.) . – CRC Press, 2005
– 500 p.
10.
Paerl, H.W. Coastal Lagoons: Critical Habitats of Environmental Change /
H.W. Paerl. – CRC Press, 2010. – 558 p.

11.
Pérez-Ruzafa, A. Hydrographic, geomorphologic and fish assemblage relationships in coastal lagoons / A. Pérez-Ruzafa, M.C. Mompeán,
С. Marcos //
Hydrobiologia. – 2007. – Vol. 577, No 1. – Pp. 107-125.
12.
Большая Советская Энциклопедия / под ред. А.М. Прохорова. – М.:
Сов. энцикл., 1973. – Т.14.
13.
Day
, J.H. The nature, origin and classification of estuaries / Estuarine ecology with particular reference to southern Africa
/ J.H. Day (Ed.).- Rotterdam: A.A.
Balkema, 1981 (411 p.).- Pp. 1–6.
14.
Davis, Richard A. Jr. A morphological approach to world shorelines. Z.
Geomorph. 8, 1964. –
Рр. 27-42.
15.
Kjerfve, B. Coastal Lagoons / Coastal Lagoon Processes / B. Kjerfve (Ed.).
– Elsevier Science Publishers, 1994. – Pp. 1-8.
16.
http://maps.google.ru/ -
Карты Google.
17.
Chubarenko, B.V., Koutitonski, V.G., Neves, R., Umgiesser, G. Modelling concept (Chapter 6). In Gonenc, I.E., Wolflin, J. (Eds.). Costal Lagoons: Ecosystem
Processes and Modelling for Sustainable Use and Developmemnts. CRC Press (Boca
Raton, London, New York, Washington D.C.), 2004. pp. 231 – 306.
18.
http://www.mining-enc.ru/k/kara-bogaz-gol/ -
Горная энциклопедия
19.
http://bg-znanie.ru/article.php?nid=30826 –
БГ-Знание.Ру. Хочу все знать.
// Кара-Богаз-Гол
20.
http://ru.wikipedia.org/wiki/ -
Википедия. Свободная энциклопедия
21.
http://portal.ncdenr.org/web/apnep/our-estuaries
-
Albemarle-Pamlico
National Estuary Program
MORPHOMETRIC CHARACTERISTICS OF LAGOONS OF THE WORLD OCEAN
А.Yu. Domnina, B.V. Chubarenko

Analyze of morphometric characteristics of lagoons of the World Ocean was made with use of available in Internet satellite photographs LandSat 7 for period from 2000 till 2011 years. Along shore and cross shore sizes of lagoons don’t exceed 260 and 108 kilometers accordingly. More than 80% of lagoons are stretched along a shore. In average, along shore size is 7 times larger than cross shore one.
Significant part of lagoons (35%) have along shore size of 10-25 km, and cross shore size less than 5 km
(47%), along shore size doesn’t exceed 50 km for 63% of lagoons, and cross shore size doesn’t exceed 5 km for 75% of lagoons. Squares of a lagoon could rich 18000 km
2
, and 70% of lagoons have the square less than 100 km
2
. Nearly one half of lagoons (49.5%) have one inlet, and for 49% of lagoons openness ration is between 0.1-1.0.
lagoons, morphometry



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал