Экологические проблемы Каспийского моря

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

 образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (РГГМУ)

 

                                                                                 Кафедра Прикладной

                                                                                     экологии

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Геоэкологический мониторинг»

на тему «Экологические проблемы Каспийского моря»

 

 

 

 

 Выполнил: Пономарев К.А.,

                   ст.  гр.  ГЭ – 476

          Проверила:доц. Васильев В.А.

 

 

 

 

 

Санкт Петербург 2013

Содержание

 

 

Введение

Мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Мониторинг включает три основных направления деятельности: 

• наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды; 
• оценку фактического состояния среды; 
• прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния. 

Экологический мониторинг - система контроля антропогенных загрязнений окружающей среды. Природные экологические системы тесно взаимодействуют друг с другом. Это предопределяет сложность и необходимость учета различных природных и химических факторов при контроле качества окружающей среды методами классической и современной аналитической химии.

Экология, загрязнение окружающей среды, экологический мониторинг, экологическая химия - часто встречающиеся в наше время слова и сочетания, выражающие всеобщую озабоченность состоянием природной среды. Первопричина возникновения проблемы - обнаружение в экологических системах, прежде всего в биосфере, интенсивных и тревожных изменений, вызванных деятельностью человека, антропогенных изменений. Из большого числа вредных факторов отметим выброс в биосферу химически чуждых природе веществ, физически активных частиц, пыли, аэрозолей, повышение температуры биосферы, энергетическое загрязнение, физическое и биологическое воздействие на нее. Для оценки степени негативных изменений осуществляют экологический мониторинг - систему наблюдений и контроля за изменениями в составе и функциях различных экологических систем.

В данном курсовой работе  я постараюсь осветить одну из главных экологических проблем Каспия – нефтяное загрязнение и то, как и какими средствами используются его природные богатства.  

 

1. Характеристика эколого-географических  условий Каспийского моря.

1.1. Основные физико-географические черты. 

Полностью изолированное и на тысячи километров удаленное от Мирового океана, Каспийское море расположено во внутренних районах Евразии между 47°07′ и 36°33′ с. ш., 46°43′ и 54°50′ в. д. и лежит на 28 м ниже уровня океана. С севера и востока море окружено низменной равнинной полупустыней и возвышенной пустыней. С юга его окаймляет узкая прибрежная низменность, за которой параллельно берегу тянется хребет Эльбурс, а с запада к морю подступают хребты Большого Кавказа, южнее Апшеронского полуострова их сменяют Куринская и Ленкоранская низменности. По своему географическому положению, замкнутости и своеобразию вод Каспийское море относится к типу «море-озеро».

Каспий обрамлен различными геоморфологическими типами берегов, которые хорошо согласуются с рельефом дна моря, что иллюстрирует карта (рис. 4). Главная характерная особенность рельефа дна моря — обширное мелководье на севере и глубокие разделенные подводным порогом впадины в центре и на юге.

Рис. 1. Типы берегов и рельеф дна Каспийского моря.

Каспийское море пересекает несколько климатических поясов: континентальный — на севере, умеренно теплый — на западе, субтропический влажный — на юго-западе, пустынный — на востоке. Все это проявляется в сезонных особенностях развития синоптических процессов, погоды, величинах метеорологических элементов. Зимой наблюдаются не только сильные ветры, но и довольно низкая температура воздуха. Ее средние величины в январе—феврале достигают −8—10° в северной, +3—5° в средней и +8—10° и даже +12° в южной части моря.

Весенне-летняя синоптическая обстановка формирует поля ветра с преобладанием юго-восточного переноса (весной) и в основном северного и северо-западного (летом). Местная циркуляция воздуха характеризуется ветрами незначительной силы, направленными преимущественно с моря на сушу. В прибрежной зоне орография иногда создает местные усиления ветра. Летом воздух хорошо прогрет над всем Каспийским морем. Средняя температура воздуха самых теплых месяцев (июль—август) изменяется от +24° на, севере до +27—28° на юге. Различия температуры воздуха отмечаются между западной частью моря, где ее среднее значение в июле равно +24,5°, и восточной, где среднемесячная июльская величина температуры воздуха +27°.

Холодная и бурная зима с морозами в северной части моря и сравнительно высокими положительными значениями температуры воздуха на юге моря, жаркое сухое и спокойное лето с небольшими различиями температуры воздуха по всему морю — основные климатические черты Каспийского моря. Определенные показатели характеризуют материковый сток в Каспий, куда впадает свыше 130 рек. По среднемноголетним данным (1940—1970 гг.) они приносят 286,4 км3 воды в год. В многоводные годы суммарный сток может увеличиваться до 372,5 км3/год, а в маловодные уменьшаться до 243 км3/год.

Наибольшее количество речной воды поступает в море весной и в начале лета, когда проходит весенний паводок. В последние десятилетия значительно увеличилось изъятие речной воды в бассейне Каспийского моря на хозяйственные нужды, введены в строй крупные волжские ГЭС и водохранилища. Это существенно отразилось на величинах материкового стока и его внутригодовом распределении. Сток Волги и других рек заметно уменьшился вообще, в частности сократились величины паводочного стока, но несколько увеличился приток речных вод в межень, в основном в зимние месяцы. Следовательно, на естественную изменчивость материкового стока (многоводные и маловодные годы) заметный отпечаток накладывает антропогенная деятельность в обширном бассейне Каспийского моря.

Речная сеть и соответственно поступление стока в море весьма неравномерно распределены на побережье. В северную часть впадают только Волга, Урал, Терек, суммарный годовой сток которых дает более 90% общего материкового стока. С запада в море несут свои воды Сулак, Самур, Кура и более мелкие реки, в сумме дающие около 9% стока. На долю рек Иранского побережья приходится примерно 1% берегового стока. На восточном побережье нет ни одного постоянного водотока в море. Хорошо выраженные пространственные различия поступления речных вод в Каспий — важная географическая особенность этого водоема.

 

1.2. Гидрологическая характеристика. 

Среднегодовые величины температуры воды повышаются в общем с севера на юг в среднем, на 0,8° на каждый градус широты, за исключением летних месяцев, когда у восточных берегов наблюдается ее некоторое понижение. Внутригодовое распределение температуры воды в море имеет свои характерные черты, наиболее заметные зимой и летом. Зимой весьма значительны широтные различия (от 0° возле ледовой кромки до 10,0—10,7° в южной части моря) температуры воды на поверхности, что объясняется разными условиями охлаждения северных и южных районов моря. Четко прослеживается более высокая температура воды в восточной половине моря по сравнению с величинами температуры на тех же широтах в западной части. Существующие различия температуры вызваны движением в восточных районах теплых южнокаспийских вод на север и перемещением вдоль западных берегов холодных вод Северного Каспия на юг. Довольно большой теплозапас вод в центральных районах меря обусловливает здесь несколько повышенную температуру поды по сравнению с прибрежной зоной.

Рис. 2. Распределение температуры (а) и солености (б) на поверхности и температуры на разрезе по меридиану 51° в. д. (в) в Каспийском море летом

Приводимая карта (рис. 5, а) обнаруживает довольно равномерное поле температуры воды на поверхности. Ее величины повышаются с севера на юг от 22—24° в северной части до 24—25° в Среднем Каспии, до 26 и даже до 27—28° в южных районах моря, что связано с усилением прогрева в более южных широтах и влиянием орографии берегов в прибрежных водах. Характерная особенность распределения поверхностной температуры в августе — ее аномалия в средней части моря. Наиболее ярко она выражена у восточного берега на довольно обширных пространствах, условно ограниченных изотермой 23°. У западного побережья аномальное понижение температуры проявляется в меньшей степени и локализовано в районе Дербента.

Обычно температура воды понижается с глубиной, но ее изменение по вертикали происходит неодинаково в разные сезоны разных районах моря. Зимой в мелководном Северном Каспии температура воды почти одинакова от поверхности до дна и примерно равна −0,4—0,6°, т. е. близка к температуре замерзания. В северных широтах температура сравнительно мало изменяется от поверхности до горизонтов 80—100 м, глубже которых она довольно резко понижается до дна. В южных широтах заметно выраженное понижение температуры с глубиной происходит на горизонтах 50—100 м, от которых она плавно уменьшается ко дну.

Летом на малых (до 10—15 м) глубинах северной части моря наблюдается гомотермия по всей толще вод. В переходной зоне от Северного к Среднему Каспию с глубинами до 20—25 м от горизонта 15 м температура воды резко понижается ко дну (до 17—18°). Приведенное на рис. 5, враспределение температуры вод на разрезе по 51° в. д. показывает ее изменение по вертикали, глубоких Среднем и Южном Каспии в августе. Из него видно, что в это время существует наиболее значительное различие величин температуры между поверхностными (+25°) и придонными (+6°) водами. Верхние слои хорошо и примерно одинаково прогреты центральных и южных районах моря. На горизонтах порядка 20—25 м в Среднем и примерно 30—35 м в Южном Каспии температура резко понижается с глубиной, что свидетельствует о формировании и расположении здесь летнего термоклина. Распределение температуры в слое 20—50 м на пространствах всего моря довольно разнообразно и в общем отражает топографию термоклина. Под ним температура довольно плавно убывает с глубиной и ее величины на одних и тех же горизонтах становятся близким между собой в разных районах моря. Так, на горизонте 100 м в южной части моря она лишь на 1° выше, чем в средней. С увеличением глубины температура постепенно понижается, на горизонте 700 м близка к 5—6° и мало изменяется до дна. Переходным сезонам свойственно довольно быстрое изменение температуры в верхнем 20-метровом слое.

Современная соленость Каспийского моря характеризуется диапазоном величин от 0,2—0,3 до 13,0—13,5‰. Средняя соленость моря в целом за последние 50—60 лет характеризуется значениями 12,82—12,86‰. Поле солености испытывает пространственно-временные изменения, но их степень неодинакова в разных районах моря и от сезона к сезону. Зимой наблюдается общее увеличение солености с северо-запада на юго-восток. На подавляющей части пространств моря соленость равна 12,8—13,0‰. Лишь в районе Апшеронского порога выделяется «язык» вод с соленостью 12,6‰. Он формируется распресненными водами, двигающимися с севера на юг вдоль западного берега и приносимыми из Южного Каспия в Средний по западной периферии антициклонального круговорота. Соленость более 13,0‰ наблюдается в юго-восточной части моря — районе, наименее подверженном распресняющему влиянию рек.

В августе заметно выражены горизонтальные градиенты солености во всей северной части моря, но они особенно значительны в районе свала глубин (рис. 5, б). Соленость на поверхности здесь на небольших расстояниях увеличивается от 11,0 до 12,0—12,6‰. В центральном районе Среднего Каспия выделяется замкнутая область повышенной (13,0‰) солености, формирование которой связано с динамическими причинами. На остальных пространствах моря наблюдается однородная соленость (12,8—12,9‰) на поверхности без заметно выраженных местных особенностей.

Распределение солености по вертикали в Каспийском море характеризуется однообразием от поверхности до дна. Ее незначительные изменения с глубиной происходят по-разному. Обычно соленость несколько увеличивается от поверхности ко дну, но иногда в верхних слоях она выше, чем у подстилающих, а иногда соленость промежуточных вод больше, чем у выше- и нижележащих. Это определяется поступлением и распространением речных вод в море, влиянием ветров, вертикальными движениями вод, внутренними волнами и т. п.

Зимой распределение солености то глубине в Северном Каспии близко к гомохалинному, причем почти одинаковые значения солености от поверхности до дна в одной точке увеличиваются с севера на юг, не меняясь по вертикали. Наблюдается небольшое увеличение солености с глубиной в Среднем и Южном Каспии. Она повышается от 12,6 до 12,9‰ и несколько более.

В весенне-летний сезон распресняется поверхностный слой в северной части моря, что создает здесь вертикальные градиенты солености, наиболее резко выраженные в западных районах, где их максимальные значения могут достигать 1,0‰. В восточных районах соленость незначительно увеличивается с глубиной. Заметно выраженные градиенты солености (порядка 0,05—0,15‰/м) наблюдаются летом на свале глубин. В глубоких районах Среднего и Южного Каспия соленость очень мало изменяется от поверхности до дна. Ее увеличение с глубиной обычно не превышает 0,1—0,2‰. Хорошо выраженная межсезонная изменчивость солености в Северном Каспии и ее однородность по вертикали в течение всего года в Среднем и Южном Каспии — весьма характерная черта природы этого моря.

Величины и распределение температуры и солености в море обусловливают особенности поля плотности. Поскольку соленое в Каспийском море довольно однообразна, а температура изменчива, плотность определяется главным образом температурой. Изменения плотностной структуры вод в открытых глубоких районах Каспийского моря охватывают верхний 100-метровый слой летом, а зимой они прослеживаются и в более глубоких горизонтах. Основные черты вертикального распределения океанологических характеристик в Каспийском море во многом определяются влиянием перемешивания вод.