Швидкість і напрямок вітру впливають на положення, форму і розмір річкового плюму — тонкого опрісненого шару води, що формується в місці впадання річки в море. Вчені з інституту океанології імені п.п. Ширшова вперше безпосередньо виміряли цю залежність і дізналися, що при зміні напрямку вітру плюм може повністю перебудуватися за 10-20 хвилин. Річкові стоки виносять величезну кількість забруднень: нафтопродуктів, пестицидів, важких металів і пластикового сміття, поширення яких в морі визначається динамікою річкових плюмів. Стаття опублікована в журналі frontiers in marine science. Дослідження підтримані грантом російського наукового фонду (рнф).
У місці, де в море впадає річка, утворюється річковий плюм — великий за площею, але тонкий поверхневий шар, відокремлений від нижчих морських вод. Річкова вода не відразу перемішується з морською через різницю солоності і щільності, тому вона фактично розтікається поверх моря. Незважаючи на те, що обсяг всіх річкових вод, що впадають у світовий океан,невеликий в порівнянні з об’ємом прибережних морських вод (близько 0,05%), річкові плюми займають до 20% всієї площі шельфу світового океану. Річки переносять в океан велику кількість мінеральної суспензії (найдрібніших твердих частинок), біогенних речовин і антропогенних забруднень з континенту, впливають на океанічні течії і температуру води. Тому можна сказати, що плюми грають роль сполучної ланки між материковими і 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 води в одну або іншу сторону. Протягом останніх десятиліть вчені активно досліджували відгук річкових плюмів на вітровий вплив, проте практично всі роботи були засновані на чисельному моделюванні. Провести безпосередні вимірювання того, як саме це відбувається в природі, дуже складно, і до недавнього часу таких вимірювань ніхто не робив, тому багато ключові аспекти цього процесу залишалися невідомими. Першими вплив вітру на динаміку річкового плюму на основі прямих вимірювань досліджували співробітники інституту океанології імені п.п. Ширшова (москва) і центру морських досліджень мду (москва).
За допомогою квадрокоптерів вчені провели практично безперервну аерофотозйомку плюму річки бзибь, розташованої на території абхазії і впадає в чорне море. Спостереження велися протягом трьох днів у світлий час доби і супроводжувалися вимірюванням швидкості і напрямку вітру раз на хвилину. Разом з тим дослідники відстежували температуру і солоність води на різній глибині і швидкість течії в плюмі. На основі цих даних вчені оцінили, з якою швидкістю плюм відгукується на зміну вітрового впливу і як саме це відбувається. Зокрема, вдалося відновити швидкість руху зовнішнього кордону плюма з безпрецедентно високим просторовим дозволом (близько 10 метрів) і з точністю до хвилини. Виявилося, що зовнішня межа плюму рухається приблизно в 20 разів повільніше, ніж дме вітер, і реагує на його зміну досить швидко, протягом 10-20 хвилин. Якщо вітер помірний (менше 5 м/с), при розвороті його напрямку плюм повністю перебудовується протягом декількох годин, аж до зміни вдольберегового напрямку поширення на 180 градусів. Однак воно змінюється тільки в приустьевой частини, тобто де річка безпосередньо впадає в море, а зовнішня частина плюма відривається і перемішується з морськими водами.
» наші вимірювання принципово важливі для розуміння та моделювання того, як річкові води поширюються в море і перемішуються з ним і як цей процес змінюється з часом. Для річок чорноморського узбережжя та інших густонаселених районів це, в першу чергу, пов’язано з антропогенними забрудненнями в прибережній зоні моря: з річковим стоком виноситься величезна кількість нафтопродуктів, пестицидів, важких металів, пластикового сміття. Крім того, материкові стоки впливають на гідрофізичну структуру і динамічні процеси в прибережних водах, тому отримана інформація цінна для океанологічних, кліматичних і екологічних досліджень», — розповів керівник проекту за грантом рнф олександр осадчієв, доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник інституту океанології імені п.п. Ширшова.
Важливість проведених досліджень також полягає в тому, що об’єктом спостереження став малий річковий плюм, тобто утворений невеликою за розміром річкою. Незважаючи на те, що на частку малих річок припадає близько чверті стоку прісної води і практично половина стоку зважених речовин у світовий океан, до сих пір їх вивчають набагато рідше, ніж плюми великих річок.
