Отчет о научно-исследовательской работе "Развитие проекта «ТЭО берегоукрепления восточной части Финского залива». Исследование гидрологического режима в прибрежной зоне Курортного района Санкт-Петербурга", страница 2

- удовлетворение условию обеспеченности района исследований проводимыми наблюдениями на основании данных о статистической пространственной взаимосвязи параметров мониторинга;

-  охват акватории, непосредственно прилегающей к зонам проведения работ с целью оценки фонового состояния среды;

-  учет специфики донной топографии, неоднородностей рельефа и береговой черты, формирующих мелкомасштабную изменчивость в исследуемых полях;

-  учет анизотропии физических процессов, вызванных наличием протяженных зон возмущений, фронтальных зон и зон-разделов;

-  максимальной эффективности размещения точек наблюдений c целью снижения экономических затрат на проведение мониторинга.

Последний аспект разработки ОСН представляется особенно важным, поскольку позволяет уменьшить прямые затраты на проведение мероприятий мониторинга путем уменьшения количества станций с одновременным сохранением качества проведения работ.

Одной из базовых составных частей метода определения параметров ОСН является оценка степени взаимосвязи натурных данных. Такую оценку можно получить, анализируя пространственную ковариационную функцию, построенную по эмпирическим данным. Зачастую, вместо ковариационной функции рассматривается вариограмма, которая также отражает меру пространственной взаимосвязи [Cressie, 1993]. Для нахождения значений экспериментальной вариограммы g(d) можно воспользоваться формулой (1.1), где d – расстояние между точками наблюдений:

 ,                                       (1.1)

где Z(x) - значение параметра в точке x; Z(x+d)- значение параметра на расстояние d от точки x; N_p  - количество пар точек.

Связь между значениями ковариационной функции С(d) и эмпирической вариограммой определяется следующей зависимостью:

                                              (1.2)

Поскольку при определении пространственной структурной функции мы имеем дело с натурными данными, характеризующими водную среду исследуемого объекта, следует остановиться на общих чертах гидрологического режима восточной части Финского Залива. Этот шаг, безусловно, необходим для выявления ряда параметров, изменчивость которых в наибольшей степени будет определять величины радиусов пространственной взаимосвязи.

Температура и соленость

Основным фактором, обуславливающим формирование термической структуры в Финском Заливе, являются процессы энергообмена с атмосферой. Как следствие, температура воды в течение года изменяется, в общем, следуя за температурой воздуха (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1.  Среднемесячная температура воздуха по данным метеорологических       измерений на станции С.-Петербург (60° с.ш., 30° в.д.) – черная кривая и данным          европейского реанализа ERA-40 – синяя кривая.

С декабря по март практически вся поверхность восточной части залива покрыта льдом. Температура воды в этот период сохраняет значения, близкие к температуре замерзания для пресной воды, т. е. около 0°С. Прогрев поверхностных вод начинается в апреле (одновременно с началом очищения от ледяного покрова) и продолжается до конца июля – начала августа, когда температура на поверхности достигает максимальных значений. В периоды максимальной солнечной инсоляции температура на поверхности может достигать местами 24 – 26°С. Воды залива характеризуются слабой стратификацией, что связано с интенсивным фрикционным перемешиванием за счет ветрового воздействия и малой средней глубиной.

Течения