Швидкість та напрямок вітру впливають на положення, форму та розмір річкового плюма — тонкого опрісненого шару води, що формується у місці впадання річки у море. Вчені з Інституту океанології ім. П. П. Ширшова вперше безпосередньо виміряли цю залежність і дізналися, що при зміні напряму вітру плюм може повністю перебудуватися за 10-20 хвилин. Річкові стоки виносять безліч забруднень — нафтопродуктів, пестицидів, важких металів і пластикового сміття, поширення яких у морі визначається динамікою річкових плюмів. Дослідження підтримали грантом Російського наукового фонду (РНФ).
У місці, де в море впадає річка, утворюється річковий плюм - великий за площею, але тонкий поверхневий шар, відокремлений від морських вод. Річкова вода не відразу перемішується з морської через різницю солоності і щільності, тому вона фактично розтікається поверх моря. Незважаючи на те, що обсяг усіх річкових вод, що впадають у Світовий океан, невеликий у порівнянні з обсягом прибережних морських вод (близько 0,05%), річкові плюми займають до 20% усієї площі шельфу Світового океану. Річки переносять в океан велику кількість мінеральної суспензії (найдрібніших твердих частинок), біогенних речовин та антропогенних забруднень з континенту, впливають на океанічні течії та температуру води. Тому можна сказати, що плюми грають роль сполучної ланки між материковими та океанічними природними системами.
Поки зберігається приплив річкових вод, плюм існує постійно, проте на його положення, форму і розмір впливають напрямок і швидкість вітру - повітряний потік практично здуває верхній, менш щільний шар водин або інший бік. Протягом останніх десятиліть вчені активно досліджували відгук річкових плюмів на вітровий вплив, проте практично всі роботи були засновані на чисельному моделюванні. Провести безпосередні виміри того, як саме це відбувається в природі, дуже складно, і донедавна таких вимірювань ніхто не робив, тому багато ключових аспектів цього процесу залишалися невідомими. Першими вплив вітру на динаміку річкового плюму на основі прямих вимірів досліджували співробітники Інституту океанології ім. П. П. Ширшова (Москва) та Центру морських досліджень МГУ (Москва).
За допомогою квадрокоптерів вчені провели практично безперервну аерофотозйомку плюма річки Бзиб, розташованої на території Абхазії і впадає в Чорне море. Спостереження велися протягом трьох днів у світлий час доби та супроводжувалися вимірюванням швидкості та напряму вітру раз на хвилину. Водночас дослідники відстежували температуру та солоність води на різній глибині та швидкість течії у плюмі. На основі цих даних вчені оцінили, з якою швидкістю плюм відгукується на зміну вітрового впливу та як саме це відбувається. Зокрема, вдалося відновити швидкість руху зовнішнього кордону плюму з безпрецедентно високою просторовою роздільною здатністю (близько 10 м) та з точністю до хвилини. Виявилося, що зовнішня межа плюма рухається приблизно в 20 разів повільніше, ніж дме вітер, а реагує на його зміну досить швидко протягом 10-20 хвилин. Якщо вітер помірний (менше 5 м/с), при розвороті його спрямування плюм повністю перебудовується протягом кількох годин – аж до зміни вздовж берегового спрямування поширення на 180 градусів. Проте воно змінюється лише у приустьевой частини, тобто де річка безпосередньо впадає у море, а зовнішня частина плюма відривається і перемішується з морськими водами.
«Наші виміри принципово важливі для розуміння та моделювання того, як річкові води поширюються в море та перемішуються з ним і як цей процес змінюється з часом. Для річок Чорноморського узбережжя та інших густонаселених районів це насамперед пов'язано з антропогенними забрудненнями у прибережній зоні моря: з річковим стоком виноситься величезна кількість нафтопродуктів, пестицидів, важких металів, пластикового сміття. Крім того, материкові стоки впливають на гідрофізичну структуру та динамічні процеси у прибережних водах, тому отримана інформація цінна для океанологічних, кліматичних та екологічних досліджень», - розповів керівник проекту з гранту РНФ Олександр Осадчієв, доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник Інституту океанології ім. П. П. Ширшова.
Важливість проведених досліджень також у тому, що об'єктом спостереження став малий річковий плюм, тобто утворений невеликий за розміром рікою. Незважаючи на те, що на частку малих річок припадає близько чверті стоку прісної води і майже половина стоку завислих речовин у Світовий океан, досі їх вивчають набагато рідше, ніж плюми великих річок.
Використані матеріали статті Response of a Small River Plume on Wind Forcing; Олександр Осадчієв, Роман Седаков, Олександра Баримова; журнал Frontiers in Marine Science, січень 2022
bbabo.Net