Кляшторин Л.Б., Любушин А.А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности
Подождите немного. Документ загружается.
101
Рис. 3.31. Сравнительная динамика средней температуры в слое 0-200 м по Кольскому
меридиану и потока атлантических вод через Фареро-Шетландский пролив на
север (13-летнее сглаживание).
Fig.3.31. Comparative dynamics of mean temperature in the 0-200m layer at the Kola meridian
section (thin line) and Atlantic water discharge to the North through Faroe- Shetland
strait (bold line).(13-year smoothing).
К сожалению, с 1983 г. систематических измерений скорости и
расходов течения через Фареро-Шетландский пролив не проводилось.
Долгопериодная динамика стад трески и сельди может служить косвенным
свидетельством, что приток атлантических вод в Арктику также испытывает
приблизительно 60-70-летние флуктуации. Динамика температуры воздуха в
Исландии, на о-ве Ян-Майен и Шпицбергене определяется интенсивностью
поступления тепла из Атлантики. Как видно из рис. 3.32, изменение
температуры воздуха на Шпицбергене соответствует долгопериодной
динамике притока атлантических вод в Арктический бассейн.
102
Рис. 3.32. Сравнительная динамика притока атлантических вод в Арктику через Фареро-
Шетландский пролив и температуры воздуха на Шпицбергене (13-летнее
сглаживание).
Fig.3.32. Dynamics of Atlantic water discharge to the North through Faroe-Shetland strait
(bold line) and air surface temperature at the Svalbard (thin line),(13- year
smoothing).
Таким образом, динамика пополнения стада сельди ближе к ходу
температуры по Кольскому меридиану, тогда как динамика пополнения стада
трески ближе к сглаженной кривой притока атлантических вод в
Арктический бассейн и ходу температуры в слое 0-400 м в Фареро-
Шетландском проливе.
3.3.5. Флуктуации стада трески и ледового режима в Арктическом
регионе
Долгопериодные изменения
ледовитости Арктических морей − один из
важных природных факторов, влияющих на численность промыслового стада
трески. Сроки весеннего отступления льдов зависят от долгопериодных
изменений климата в регионе и оказывают непосредственное влияние на
развитие фито- и зоопланктона − кормовой базы для личинок трески, сельди
и других промысловых рыб.
Флуктуации ледовитости Баренцева моря
почти за 100 лет
рассматривались в Главе 2. Как было показано, ход долгопериодных
изменений свободной ото льда поверхности моря (обратной ледовитости)
103
(Аверкиев и др., 1997), согласуется с динамикой Глобальной dT, но
запаздывает относительно нее приблизительно на 10 лет (см. рис. 2.15а).
После сдвига кривой обратной ледовитости на 8 лет назад (см. рис. 2.15б) она
практически совпадает с кривой Глобальной dT. Запаздывание динамики
обратной ледовитости относительно хода температуры, вероятно, связано с
инерционностью тепловых процессов системы океан-атмосфера
в
Арктическом бассейне.
Кривая обратной ледовитости, как и Глобальной dT, демонстрирует
вековой повышающийся тренд − приблизительно 0.3% за год. В то же время,
рассмотренные выше кривые многолетней динамики пополнений сельди и
трески не имеют повышающегося векового тренда и их флуктуации
отражают не абсолютные изменения температуры, а ее долгопериодные
колебания в соответствии с ходом
Арктической dT или Глобальной dT со
снятым трендом.
Сравнение динамики обратной ледовитости и численности пополнения
аркто-норвежского стада трески (рис 3.33) показывает, что ход обеих кривых
довольно хорошо согласуется, но кривая пополнений запаздывает
относительно кривой ледовитости на 5-6 лет (рис. 3.33а). Сдвиг кривой
пополнений на 6 лет назад (рис. 3.33б) приводит к практически полному
совпадению
сглаженных кривых обратной ледовитости и пополнения стада
трески.
104
Рис. 3.33. Сравнительная динамика численности пополнения (3-летки) стада трески Gadus
Morhua и ледовитости Баренцева моря со снятым трендом (а); то же, но кривая
пополнений трески сдвинута на 6 лет назад (б). Кривые сглажены 13-летним
скользящим осреднением.
Fig.3.33. Comparative dynamics stock recruitment of cod, (bold line) (10- year smoothing)
and detrended free of ice Barents sea area (thin line) - (a); the same, but recruitment
curve is shifted back (left) by 6 year - ( б ). (13- year smoothing).
Главный источник тепла, поступающего в Арктический бассейн −
приток теплых вод Северо-Атлантического течения через Фареро-
Шетландский пролив.(Николаев, Алексеев,1989) Вполне естественно, что
динамика ледовитости Баренцева моря должна согласовываться с объемом
поступления атлантических вод. Рис. 3.34 показывает общее соответствие
105
динамики свободной ото льда площади Баренцева моря поступлению
атлантической воды и тепла в Арктический регион.
Рис. 3.34. Сравнительная динамика поступления атлантических вод в Арктический регион
через Фареро-Шетландский пролив и свободной ото льда площади Баренцева
моря. Кривые сглажены 13-летним скользящим осреднением.
Fig.3.34. Comparative dynamics of Atlantic water discharge to the North through Faroe-
Shetland strait (black squares) and free of ice area of Barents sea( light squares)
(13- year smoothing).
Таким образом, рассмотренные данные показывают, что такие
долгопериодные показатели, как Глобальная dT, Арктическая dT, средняя
температура в слое 0-200 м по Кольскому меридиану, поступление
атлантических вод в Арктический бассейн и динамика свободной ото льда
площади Баренцева моря, (с учетом сдвигов во времени), достаточно хорошо
согласуются между собой и могут использоваться для характеристики
климатических изменений
в регионе.
3.4. Прогноз флуктуаций численности популяций сельди и
трески Арктического региона
На основании анализа анализа доминирующих цикличностей климата и
биоты ( Глава 1) была предложена стохастическая модель перспективного
прогнозирования динамики изменений стад ряда промысловых рыб
(Кляшторин, Любушин, 2004) (см. Главы 7 и 8). В основу модели заложены
106
результаты анализа большого количества данных, показывающих, что в
течение последней тысячи лет доминировали 50-70-летние циклические
изменения температуры. Аналогичная цикличность доминирует на
протяжении 140-летнего периода инструментальных наблюдений и
сохранится, по меньшей мере, в ближайшем столетии (см. Главы 1 и 2).
На рис. 3.35 показана сравнительная динамика циклических
флуктуаций Глобальной dT со снятым трендом и нерестового
запаса
атлантическо-скандинавской сельди, полученная с использованием этой
модели. Можно предполагать, что численность сельди достигнет максимума
в течение первой декады века, после чего начнет постепенно снижаться до
минимума к середине 2020-х гг.
Рис. 3.35. Циклическая динамика Глобальной dT со снятым трендом, изменение
нерестового запаса атлантическо-скандинавской сельди Clupea harengus
(тонкая линия), модельной 60-летней гармоники (толстая линия) и
прогнозируемый тренд климата и нерестового запаса в 21 столетии (пунктир)
с зоной вариаций (вертикальные штрихи).
Fig.3.35. Cyclic dynamics of detrended Global dT (low curve), spawning stock biomass
of Norwegian spring-spawning herring (upper curve), 60-years harmonics( bold
line). Modeled predictive trend for the 21th century is marked with vertical bars.
Что касается прогнозирования численности аркто-норвежской трески
на перспективу, то можно предполагать, что её изменения будут происходить
107
с приблизительно 10-летним запаздыванием относительно динамики
пополнения стада сельди. Необходимо принять во внимание, что даже в
сглаженной форме численность трески будет демонстрировать
приблизительно 10-летние колебания на фоне связанных с климатом ее
долгопериодных изменений.
3.5. Динамика климатических индексов и уловов главных
промысловых рыб Тихоокеанского региона
На рис. 3.36 представлена динамика изменений климатических
индексов и уловов ряда высокочисленных промысловых видов
Тихоокеанского региона. Хорошо видно, что вспышки численности
тихоокеанских лососей, сардины-иваси и калифорнийской сардины
приходятся на периоды 1920-1940-х и 1970-1990-х гг. и соответствуют
периодам подъема Глобальной dT, зональной ACI и региональных
тихоокеанских климатических индексов PDO и ALPI (определения индексов
см. в Главе
1). Флуктуации уловов и климатических индексов происходят
почти синхронно с приблизительно 60-летней периодичностью.
Что касается видов с короткой статистикой уловов, то для перуанской
сардины, согласно наблюдениям (Serra, 1983), значительный подъем
численности у берегов Чили отмечали в период 1920-1940-х гг., то есть
одновременно со вспышками численности сардины-иваси (Елизаров и др.,
1989) и калифорнийской сардины
. Вспышка и падение численности
чилийской ставриды в период 1970-2000 гг. происходили синхронно с
флуктуациями климатических индексов и колебаниями численности других
массовых промысловых видов (рис. 3.36). Это позволяет предполагать, что
долгопериодные флуктуации численности этого вида также связаны с
динамикой климатических показателей тихоокеанского региона.
108
Рис. 3.36. Сравнительная динамика климатических индексов и уловов главных
промысловых видов Тихоокеанского региона. PDO − индекс Тихоокеанского
декадного колебания, ALPI – индекс Алеутского минимума атмосферного
давления, ACI − индекс зональной Атмосферной циркуляции.
Fig.3.36. Comparative dynamics of climatic indices and commercial catches of major Pacific
commercial species ( without anchovies). Climatic indices: Global dT ( detrended),
Pacific Decadal Oscillation (PDO), Aleutan Low Pressure Index ( ALPI), Index zonal
Atmospheric Circulation (ACI). Commercial catches (from up to low): Pacific
salmon, Сalifornian sardine, Japanese sardine, Peruvian sardine, Chilean Jack
mackerel, Alaska pollock.
109
Два периода повышенной рыбопродуктивности в 1920-1930-х и 1970-
2000-х гг. существенно различаются по числу вовлеченных в промысел видов
и величине уловов. В первый период максимальный суммарный улов
сардины-иваси, тихоокеанских лососей и калифорнийской сардины достигал
4.8 млн. т. Во второй период к этим трем видам добавились минтай,
перуанская сардина и чилийская
ставрида. Общий улов этих шести видов в
максимуме достиг 22 млн. т. Сравнение динамики суммарных уловов
главных промысловых видов Тихоокеанского региона (без перуанского
анчоуса) (рис. 3.37) показывает, что максимумы уловов в 1920-1950 и в 1970-
2000 гг. наблюдаются не в пике Глобальной dT, а в фазе ее быстрого роста.
Замедление роста уловов, а затем их падение
начинается в фазе замедления
роста Глобальной dT и завершается в фазе ее снижения.
Рис.3.37. Сравнительная динамика общих уловов главных промысловых рыб
Тихоокеанского региона (без перуанского анчоуса) и Глобальной dT: а − общий
улов за период 1920-1950 гг. (сардина-иваси, калифорнийская сардина,
тихоокеанские лососи); б − общий улов за период 1970-2000 гг. (сардина-иваси,
калифорнийская и перуанская сардина, тихоокеанские лососи, минтай,
чилийская ставрида). Вертикальный пунктир − годы максимального улова.
Fig. 3.37. Dynamics of commercial catches of major Pacific commercial species (except
for Peruvian anchovy ) and Global dT: a- total commercial catch for period of
1920-1950s (Pacific salmon, Californian sardine, Japanese sardine); б – total
catch for the period of 1970-2000 (Pacific salmon, Californian sardine, Japanese
sardine, Peruvian sardine, Chilean Jack mackerel, Alaska pollock) Vertical
dotted line indicates the catch maximum.
110
В то же время, динамика уловов разных видов внутри одного
климатического периода не полностью идентична. Как видно из рис. 3.38,
максимумы уловов минтая, сардины-иваси, калифорнийской и перуанской
сардин практически совпадают и приходятся на 1988-1990 гг., тогда как
максимумы уловов тихоокеанских лососей и чилийской ставриды
наблюдаются почти на 10 лет позже. Полной синхронности флуктуаций
численности разных по биологии и длительности жизненного цикла видов
ожидать трудно. Более важно то, что циклы подъема и падения уловов этих
видов происходят внутри одной климатической эпохи (1970-2000 гг.) с
максимумом в середине-конце 1990-х годов.
Рис. 3.38. Сравнительная динамика уловов главных промысловых видов (без перуанского
анчоуса) Тихоокеанского региона (5-летнее сглаживание).
Fig.3.38. Comparative dynamics of catches of major Pacific commercial species (without
Peruvian anchovy ) 1950-2000, ( 5-year smoothing). 1- Alaska pollock; 2 - Peruvian
sardine; 3-Japanese sardine; 4-Chilean Jack mackerel; 5-Pacific salmon;
6- Californian sardine.
Временные ряды статистики уловов рассмотренных здесь главных
промысловых видов довольно коротки. Это не позволяет проследить
соответствие флуктуаций уловов и изменений климатических индексов для
всех рассмотренных видов. Для лососей, сардины-иваси, калифорнийской