Effect of summer atmospheric processes in Crimea on the upwelling phenomena in the area of Feodosia Gulf and Dvuyakornaya Bay

Abstract

Upwelling areas are characterized by high biological productivity, which influences both the performance of sprat fishing and the development of coastal aquaculture. Based on the satellite images of the sea surface, the time ranges for weak and strong upwelling activity in the area of Feodosia Gulf and Dvuyakornaya (Two-Anchors) Bay have been identified for June–September of 2001–2021. It has been found out that the upwelling phenomena were the most frequent in June and July in the presence of relatively warmed-up surface and cold subsurface water layers. Mildly pronounced upwellings most often developed in August, when the water warmed to considerable depth, and relatively warm waters, not drastically differing in temperature from the surface ones, entered the surface layer. Strong upwellings occurred mostly in September, when the temperature difference between the center and the surrounding waters reached 9.5 °С. Weak upwellings, where the temperature of surface waters within did not drop lower than 15.5 °С, were recorded in almost all years; strong ones, with the temperature decrease down to 12 °С, were observed in 2003–2007 and 2011–2021 in various months except for August. To a large extent, the strength of upwellings depended upon the gusts of wind during their activity period, and not on the wind velocity itself, which, during the investigated period, was predominantly lower than the average long-term one, in line with its negative trend in the recent two decades. The prevailing wind direction, both during an upwelling phenomenon and three days prior, is western. Three characteristic year ranges of the interannual variability of the atmospheric and related upwelling processes have been identified. It is shown that upwelling phenomena depend on the intensity of zonal atmospheric transfer with a significant correlation coefficient.

Зоны апвеллинга характеризуются высокой биологической продуктивностью, что отражается как на успешности промысла шпрота, так и на развитии прибрежных зон аквакультуры. На основе спутниковых снимков поверхности моря в районе Феодосийской и Двуякорной бухт определены периоды слабовыраженных и интенсивных апвеллингов в июне–сентябре 2001–2021 гг. Выявлено, что наиболее часто апвеллинговые явления возникали в июне и июле при относительно прогретом поверхностном и холодном подповерхностном слоях. Слабовыраженные апвеллинги чаще всего формировались в августе при значительной глубине прогретых вод и выходе к поверхности относительно теплых неконтрастных с поверхностными вод, а интенсивные апвеллинги — в сентябре, когда разность температур центра и окружающих вод достигала 9,5 °С. Слабые апвеллинги, когда температура поверхностных вод в них не опускалась ниже 15,5 °С, отмечались практически во все годы; интенсивные, с понижением температур до 12 °С, в 2003–2007 и 2011–2021 гг. при отсутствии таковых в августе. Степень развитости апвеллингов в значительной мере определялась порывами ветра в период их действия, а не самой скоростью ветра, которая в наблюдаемый период была в основном ниже среднемноголетней в соответствии с ее отрицательным трендом последних двух десятилетий. Преобладающее направление ветра как в период апвеллинга, так и за три дня до него — западных румбов. Выделено три характерных диапазона лет межгодовой изменчивости атмосферных и связанных с ними апвеллинговых процессов. Показано, что апвеллинговые явления со значимым коэффициентом корреляции зависят от интенсивности зонального атмосферного переноса.