ХАРАКТЕРНЫЕ ОШИБКИ
В региональной океанографии долгое время сохраняется проблема качества исследований.
Не качества измерений (это тоже имеется, но об этом надо писать отдельно), а качества исследований. Например, исследования течений. Недостоверны не только результаты расчётов, но также обобщённые схемы течений, средние значения и даже названия. Недостоверные сведения сохраняются даже о малоизменяемом параметре — глубине.
О разных значениях максимальной глубины Японского моря говорится в статье на этом сайте.
На навигационных картах приведены разные максимальные глубины. БСЭ-2 (1957 г.) показывала довоенные японские значения (4036 и 4226 м), статья в БСЭ-3 (Васильковский, 1978 г.) — глубину, выявленную промерами «Витязя» в 50-е годы — 3699 м. В современной английской энциклопедии приводится новая максимальная глубина-3742 м. Недавняя энциклопедия (Японское море, 2009 г.) возвращает нас к довоенным японским промерам.
Значение максимальной глубины не должно быть таким разным. Если противоречие появилось, то оно должно быть устранено — для этого есть и специалисты и исследовательские суда. В отчётах капитана судна, работавшего по программе CREAMS в районе максимальных глубин утверждалось: «промер не вёлся ввиду хорошей гидрографической изученности района». Но, если мы не уточним глубины в российских водах, то это будет сделано иностранными судами.
Многочисленные расчёты течений в Японском море противоречат друг другу, но авторы уверяют в их достоверности. Причина противоречий заключается не в их сильной временной изменчивости или в несоответствии масштабов осреднения, а в слабом знании многими авторами региональной океанографии. Рассмотрим некоторые примеры.
Отличия расчётных (Файман, 2017 г.) параметров воды по модели ROMS можно представить в виде T(S)-кривых — рис. 1. Расчётная температура выше реальной на 5°C, а солёность — более чем на 1 psu. Но, что более существенно, результаты расчёта противоречат известной особенности вертикальной структуры вод ЗПВ. Поверхностная солёность вод ЗПВ не может быть выше придонной.
Результаты многих расчётов течений в Японском море поверяются по соответствию обобщённой схеме течений поверхностных течений В.Г. Яричина (1980, 1991 гг.). Например, «результаты численного моделирования показали, что климатическое поле скоростей течений отражает основные элементы традиционной схемы течений. Одним из них является циклонический круговорот вод, расположенный в северной части Японского моря» (Степанов, 2015 г.).
Рассмотрим «традиционную схему течений» — рис. 2.
Обобщённая схема составлена автором из нескольких схем разных лет, разных сезонов (лето, зима) и разного происхождения (дин.топография конкретной съёмки, поле плотности конкретной съёмки, гипотетические схемы). Автор не объяснил, почему из круговоротов разных знаков выбран один, на чём основано выделение параллельных потоков. Особенно занятно необоснованное выделение т.н. «течения Шренка». По сравнению с конкретными предшествующими схемами М. Уды эта представляет собой шаг назад в познании.
Использование кратковременных измерений на стационарных буях, для создания пространственной схемы течений как-то можно объяснить скудостью наблюдений вообще.
Но строить схемы течений (рис. 3) вдали от мест измерений некорректно. А использование одного названия (Сахалинское течение) для потоков разного направления только вносит путаницу в номенклатуре. Оценивать результаты расчётов по таким схемам нельзя.
Солёность вод переносимых Приморским течением, автор оценил необоснованно высоко (до 34.2 о/оо), а его ядро поместил ниже слоя скачка плотности (25-50 м).
Если это верно, то нельзя использовать для поверки расчёта его (и других подповерхностных течений) и спутниковые снимки. Изменчивые по времени изображения, полученные в течение короткого времени пролёта спутника, малоприемлемы для анализа течений синоптического масштаба осреднения. Спутниковые снимки — полезный инструмент, в основном, для оценки поля температуры на большой акватории. Их применение для построения схем течений ограничено.
После успеха программы WOCE стало ясно, что поверхностные дрейфующие буи — самый надёжный инструмент для познания пространственной структуры течений. Для изучения Приморского течения (как и для течений в ЗПВ) поверхностными буями необхолима специальная программа. Для оценки течений в ЗПВ течении трёх лет по предварительному исчислению потребуется около 40 буёв типа АРГОС, а Приморского течения — вполовину меньше.
КАЧЕСТВО ОСНОВНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
В отсутствие поверхностных буёв полезным инструментом по поверке расчётных схем являются судовые океанографические измерения. Результаты расчётов течений (и других параметров) логично оценивать по их соответствию характерным особенностям океанографии, найденных после обработки и анализа измерений. Характерными особенностями горизонтального распределения температуры и солёности (полей) могут быть фронты и домены. Особенностями вертикального распределения (разрезов) этих же параметров являются термо — и галоклины, термо — и галостады.
Характерные особенности должны выявляться и на климатических схемах. Однако, осреднение по большому ансамлю разнокачественных данных обычно даёт схемы, отличные от характерных. Нельзя верить, например, высокой солёности в Амурском заливе (рис. 4, слева) и меридиональному термическому барьеру зимой (рис. 4, справа) в климатическом атласе.
Ошибки в климатических полях не всегда связаны с неоднородностью (пространственной и временной) измерений. Многое определяется качеством данных. Массовые ошибочные (>34.1 psu) значения глубинной солёности, полученные в ДВНИГМИ (Покудов и др, 1976 г.), имеют предшественника — в довоенных японских данных были систематические ошибки, обусловленные неверной стандартной водой.
Мы оценили расхождения в значениях параметров, измеренных в ЗПВ зондами судов ДВНИГМИ в разные годы. Для этого были взяты данные измерений в сентябре, когда температура воды относительно стабильна. Катер и судно ДВНИГМИ, проводившие общую съёмку, не делали общих (в одной и той же точке) станций для согласования измерений. Поэтому для сравнения мы выбрали станции расположенные близко друг к другу (расстояние между ними — 3 мили). Как видно по вертикальному распределению параметров (рис. 5), расхождения в значениях температуры и солёности, измеренных примерно в одной точке разными зондами (жирной линией vs пунктир) значительны по всей толще. Особенно — в солёности.
В сентябре 2016 г. расхождения температуры на близко лежащих станциях были постоянными по всей вертикали от поверхности до дна, что невероятно для вод залива. Это означает только то, что датчики зондов рассогласованы и один из них нужно заменить.
Различия в значениях солёности достигали 0.5 psu (на поверхности — ещё выше).
Систематические ошибки в данных, выполненных разными зондами разных организаций возможны до сих пор: CTD-зонды не калибруются до и после каждого рейса, как требует хорошая морская практика.
Для изменения существующего ненормального положения и производства качественных данных во Владивостоке необходим общий калибровочный стенд.
О БАЗЕ ДАННЫХ И ИНФОРМАЦИОННОМ АРХИВЕ
Общей (общедоступной) должны быть также База региональных океанографических данных и Информационный Архив сведений.
Особенности океанографии изучаемого района можно узнать при сочетании двух разных источников — базы цифровых данных и информационного архива сведений.
Базы цифровых данных есть в каждом институте, но общей (межведомственной) базы океанографических данных во Владивостоке нет. Из-за межведомственных барьеров исследователям недоступны не только данные, но даже сведения о них — схемы станций после экспедиций не публикуются ни одной из мореведческих организаций!
Информационные архивы должны содержать опубликованные карты, схемы, рисунки, фотографии, отражающие пространственное распределение океанографических параметров. Среди сведений должны быть траектории дрейфа поверхностных и глубинных буёв, и обработанные спутниковые снимки. Сколько-нибудь полные информационные архивы по региональной океанографии имели, судя по использованию и цитированию, немногие исследователи (В.А. Лучин, В.Б. Лобанов, Н.С. Ванин). Но Общего информационного архива по региональной океанографии нет ни в одном институте.
Для прогресса региональной океанографии базы океанографических данных и информационные архивы должны быть и общими (межведомственными) и доступными.
Только тогда можно ожидать уменьшение информационного шума и грубых ошибок в публикациях.
КОЛИЧЕСТВО ИЛИ КАЧЕСТВО
Каждая статья должна содержать открытие (новое слово в знании). Иначе, это — информационный шум. Объём шума резко возрос в региональной океанографии в последнее десятилетие из-за требования минимального ежегодного числа публикаций. Увеличилось и число дублирующих (повторных) публикаций.
Статьи, представленные в печать, должны быть выверены. Рецензент должен проверить знание исследований по теме (степень новизны) и обоснованность выводов. Статьи без ссылок на релевантные источники, содержащие неверные и необоснованные выводы или основное содержание которых было уже опубликовано, публиковаться не должны. Эти общие требования уже не исполняются. Если выводы статьи читатель проверить не может, то это — не истины, а постулаты веры и им место в иных изданиях.
С цитированием и знанием литературы (исследований предшественников) в региональной океанографии давно не всё в порядке. Иностранцы очень редко цитируют (а, значит, совсем не читают) статьи на русском языке. Однако, плохо цитируются и русские статьи русскими же авторами (сразу оговоримся, что малосодержательные статьи здесь в виду не имеются). Причин этого несколько, но главная — русские учёные стали меньше цитировать статьи русских учёных, потому что и читать стали меньше и источники стали менее доступными. Существующее положение можно изменить только созданием общедоступного Архива океанографической информации.
ЛИТЕРАТУРА
Атлас залива Петра Великого. Владивосток. ГС КТОФ, 1998. 32 c.
Васильковский П. (соавтор). Японское море. БСЭ-3. Т. 30. 1978 г., М., СЭ, с. 1633-1637.
Японское море. Энциклопедия. Зонн И.С., Костяной А.Г. М., Межд. отн. 2009, 253 с.
Лучин В.А., Тихомирова Е.А., Круц А.А. Океанографический режим вод залива Петра Великого //Известия ТИНРО. 2005. т. 140. с. 118-129.
Покудов В.В., Манько А.Н., Хлусов А.Н. (1976). Особенности гидрологического режима вод Японского моря в зимний период. Труды ДВНИГМИ, 1976, №60, с. 74-115.
Ростов И.Д. Залив Петра Великого. Физико-географические, гидрологические характеристики и гидрометеорологические условия. Владивосток, ТОИ ДВО РАН, 2005.
Степанов Д.В. Климатическая изменчивость циркуляции вод Японского моря во второй половине XX века. Вестник ДВО РАН, 2015, 6, с. 29-40.
Яричин В.Г. Состояние изученности циркуляции вод Японского моря. Труды ДВНИГМИ, 1980, №80, с. 46-61.