Основные физико-географические черты. Расположенное на южной окраине Русской равнины Азовское море целиком находится в пределах нашей страны между параллелями 47°17′ и 45°16′ с. ш. и меридианами 33°36′ и 39°21′ в. д. и почти со всех сторон окружено сушей. На юге узкий и мелкий Керченский пролив соединяет его с Черным морем. Граница между этими морями проходит в Керченском проливе по линии м. Такиль — м. Панагия.
Глубоко врезанное в сушу Азовское море относится к типу внутренних морей, но это не замкнутый, а связанный с Мировым океаном морской бассейн. Оно имеет сравнительно простые очертания, относительно однообразные берега и довольно несложный рельеф дна. Это наглядно показывает обзорная карта, из которой видно, что море преимущественно окружают абразионные, измененные морем берега, но распространены и аккумулятивные береговые формы (рис. 8). Отмелое побережье переходит в ровное и плоское дно. Глубины медленно и плавно увеличиваются по мере удаления от берегов. Подводные продолжения кос образуют песчаные мели. Самые большие глубины находятся в центрально части моря.
Азовское море — самое мелкое море на Земле. Его мелководность — существенная географическая черта, которая влияет на гидрологические условия моря, предопределяя малую термическую и динамическую инерцию вод этого моря. На дне Азовского моря иногда проявляется действие грязевых вулканов.
Рис. 8. Типы берегов и рельеф дна Азовского и Черного морей. Усл. обозначения см. рис. 1
Азовское море — самое маленькое на нашей планете, о чем свидетельствуют его основные морфометрические характеристики Площадь 39,1 тыс. км2, объем 290 км3, наибольшая глубина 13 м средняя глубина около 7,4 м. Азовское море иногда называют заливом Черного моря, но по существу это самостоятельное море.
Столь небольшое и мелкое Азовское море глубоко врезано в сушу в умеренных широтах, поэтому его климату свойственны континентальные черты. Под влиянием местных физико-географических условий они более заметно выражены в северной части моря для которой характерны холодная зима, сухое и жаркое лето, тогда как в южных районах моря эти сезоны более мягкие и влажные.
Сезонные особенности погоды на Азовском море формируются под влиянием крупномасштабных синоптических процессов и проявляются в величинах основных метеоэлементов. В осенне-зимнее время на Азовское море воздействует отрог Сибирского антициклона. Он обусловливает ярко выраженное преобладание северо-восточных и восточных ветров со средней скоростью 4—7 м/с. Усиление интенсивности этого отрога вызывает сильные до штормовых ветры (15 м/с и более), сопровождающиеся резким похолоданием. При среднемесячной январской температуре воздуха −2—5°, во время северных и северо-восточных штормов ее величины понижаются до −25—27°.
В весенне-летнее время на Азовское море воздействует отрог Азорского максимума. Ветры неустойчивы по направлению и имеют незначительные скорости (3—5 м/с). Часто наблюдаются полные штили. Летом воздух над морем прогревается очень сильно. В июле среднемесячная температура воздуха по всему морю равна 23—25°. В этот сезон, особенно весной, над морем довольно часто проходят средиземноморские циклоны. Они сопровождаются юго-западными и западными ветрами, со скоростью 4—6 м/с, а иногда шквалами. Прохождение атмосферных фронтов вызывает грозы и кратковременные ливни. В целом же в весенне-летний сезон здесь преобладает маловетренная, безоблачная и теплая погода.
В Азовское море впадают две крупные реки — Дон и Кубань, а также около 20 небольших речек, значительная часть которых стекает с северного берега. Общее количество речных вод, поступающих в Азовское море, определяется суммарным стоком Дона и Кубани, так как сток малых рек близок к потерям воды на испарение и транспирацию в устьях Дона и Кубани. Средняя многолетняя величина материкового стока за 1923—1940, 1946—1970 гг. равна 36,7 км3. Его максимум (61,5 км3) наблюдался в 1932 г., а минимум (20,4 км3) — в 1950 г. Речной сток поступает в море неравномерно в пространстве и во времени. Наибольшее количество (свыше 60%) воды приносит Дон в Таганрогский залив, т. е. крайнюю северо-восточную часть. Кубань, дающая морю приторно 30% речной воды, впадает в юго-восточный угол. Следовательно, практически вся речная вода вливается в восточную половину моря, тогда как на остальных пространствах материковый сток отсутствует. Подавляющая часть берегового стока приходится на весенне-летний сезон. Однако после зарегулирования Дона и Кубани количественно изменилось сезонное распределение стока. Если до этого на весну приходилось более 60% годового стока, а на лето всего 15%, то после строительства гидроузлов на реках доля весеннего стока уменьшилась до 40%, а летнего увеличилась до 20%. Стал выше осенний и зимний сток. Сезонные изменения стока более заметно сказались на Дону, чем на Кубани.
Подавляющая часть обмена водами Азовского моря происходит через Керченский пролив с Черным морем. По среднемноголетним данным, из Азовского моря ежегодно вытекает 49,2 км3 поды, а в него поступает 33,8 км3 черноморской воды в год. Результирующий сток воды из Азовского моря в Черное в среднем многолетнем значении равен 15,5 км3/год. Вместе с тем существует прямая связь между наиболее изменчивой во времени величиной речного стока и водообменом через Керченский пролив. При уменьшении речного стока уменьшается сток азовской воды и увеличивается приток воды из Черного моря в Азовское. Водообмен между Азовским морем и Сивашом через пролив Тонкий в среднем за год характеризуется стоком азовских вод в Сиваш, равным около 1,5 км3, и притоком вод из этого залива в море, достигающим примерно 0,3 км3.
В целом за многолетний отрезок времени приходная и расходная части водного баланса моря равны между собой. Наибольшую долю приходной части образуют материковый сток (43%) и приток воды из Черного моря (40%). В расходной части преобладают сток азовской воды в Черное море (58%) и испарение с поверхности (40%).
Гидрологическая характеристика. Интенсивный радиационный прогрев мелководного Азовского моря в теплое время года обусловливает высокую температуру его поверхностных вод. Обычно от конца весны и до осени средняя месячная температура воды выше температуры воздуха. Многолетняя среднегодовая температура воды на поверхности моря равна 11°, а ее межгодовые колебания около 1°.
Значительно более резко выражены изменения величины поверхностной температуры воды от сезона к сезону. Зимой (январь—февраль) она имеет нулевые или близкие к ним отрицательные значения почти во всем море. Лишь в его южной части и у Керченского пролива температура воды на поверхности положительна (+1—3°), но и здесь в суровые зимы она может кратковременно понижаться до отрицательных величин (−0,1—0,3°).
Летом (июль—август) почти по всему морю устанавливается довольно однородная поверхностная температура, равная +24—25° (рис. 9, а). Ее максимальные величины (+32,0—32,5°) наблюдаются у самых берегов. В открытом море они не превышают +28,0—28,5°. Распределение температуры по вертикали в мелком Азовском море неодинаково от сезона к сезону и изменчиво на протяжении каждого из них. Поздней осенью и зимой (октябрь—февраль) она повышается с глубиной. Различие величин поверхностной и придонной температуры обычно не превышает 1°, но в холодные зимы иногда может достигать 5—7°.
Весной и летом (март—август) температура воды понижается от поверхности ко дну примерно на 1°. За последние годы в связи с увеличением притока более соленых черноморских вод повысилась вертикальная устойчивость в Азовском море, поэтому здесь стал затрудненным турбулентный обмен между слоями и, как следствие этого, обострилась вертикальная температурная стратификация. Она выражена главным образом в открытых районах моря и меньше у берегов. Увеличение устойчивости в море заметно снизило изменчивость вертикального распределения температуры воды, обусловленную в весенне-летнее время в основном воздействием ветра, перемешивавшим слабо стратифицированные азовские воды. В сложившихся условиях лишь редкие в это время сильные ветры могут перераспределить температуру от поверхности до дна.
Рис. 9. Распределение температуры (а), солености воды на поверхности моря за 1936—1951 гг. (б), в 1976 г. (в) и результирующие поверхностные течения (г)
Осенью (в сентябре) совместное влияние охлаждения и ветра выравнивает температуру воды по вертикали до гомотермии, но она наблюдается кратковременно. Средняя многолетняя соленость Азовского моря за 1923—1951 гг. была равна 10,9‰, за 1952—1970 гг. она увеличилась до 11,8‰ и к 1976 г. достигла величины 13,8‰. Столь значительный рост солености в течение сравнительно небольшого отрезка времени, вызванный антропогенным сокращением речного стока, которое в последние годы совпало с климатообусловленной депрессией увлажненности всего водосборного бассейна, и усилением притока черноморских вод — наиболее существенная природная особенность Азовского моря. Осолонение моря в большой степени влияет на его гидрологические, гидрохимические и биологические процессы. Пространственное распределение солености до начала ее резкого и постоянного увеличения и в настоящее время показано на рис. 9, б и в, из которого видно, что еще 25—35 лет тому назад в Азовском море была довольно однородная соленость, изменявшаяся от 10,0‰ в районе Керченского пролива. Ее горизонтальные градиенты были хорошо выражены лишь в Таганрогском заливе. Ныне в море преобладает соленость 13,0—14,0‰, а пространственная изменчивость ее величин отчетливо прослеживается не только в Таганрогском заливе, но и в западной и северной частях моря. Конечно, под влиянием основных изменчивых во времени и пространстве факторов (речной сток, поступление черноморских вод, осадки и т. п.) величины и конфигурация изогалин неодинаковы от года к году, однако приведенная карта отражает главные черты современного распределения солености в Азовском море.
В течение года хорошо прослеживается сезонный ход солености. Зимой в связи с малым речным стоком и льдообразованием она несколько повышена. Весной и в первой половине лета увеличение притока речных вод немного уменьшает соленость. Летом после спада паводка поверхностные воды моря становятся несколько более солеными (рис. 9, б). Однако сезонные колебания солености редко достигают 1,0‰ и по величинам неодинаковы в разных районах моря. Они наиболее значительны в Таганрогском заливе, где еще довольно велико влияние стока Дона, менее ощутимы на пространствах, прилегающих к Керченскому проливу, и совсем малы в центральной части Азовского моря.
Распределение солености по вертикали до и в первые годы прогрессирующего осолонения моря почти повсеместно характеризовалось ее некоторым увеличением (примерно на 0,02—0,05‰) от поверхности до дна. Более заметные вертикальные градиенты солености наблюдались обычно осенью в предпроливном районе, где у дна располагаются относительно высокосоленые черноморские воды. Некоторое расслоение вод по солености ощущалось тогда сравнительно короткое время и в довольно ограниченном районе.
В последние годы при общем сокращении речного стока увеличилось поступление черноморских вод, которые занимают значительные пространства в придонных слоях Азовского моря, а влияние этих вод прослеживается даже в мористой части Таганрогского залива. Адвекция вод из Черного моря увеличила различие солености между поверхностными и придонными водами. В настоящее время величины солености увеличиваются от поверхности до дна на 0,10—0,15‰ почти по всему морю, в большей степени на востоке, в меньшей — на западе. Изменения солености по вертикали в открытых районах ярче выражены осенью и зимой. В Таганрогском заливе вертикальное расслоение вод по солености стало заметно проявляться весной и в начале лета при прохождении паводка.
В настоящее время в связи с общим осолонением моря увеличилась плотность его вод. Характер сезонных изменений и пространственного распределения ее величин в общих чертах остался прежним, но несколько иными стали количественные показатели. Более ощутимо изменился вертикальный ход плотности. Почти повсеместно увеличились ее различия между поверхностными и придонными водами. Это особенно заметно в восточной части моря и в прикерченском районе. Двухслойная структура стала довольно отчетливо проявляться в Таганрогском заливе. Для современного Азовского моря характерно расслоение вод по плотности.
В условиях, близких к вертикальной плотностной однородности вод, в Азовском море было хорошо развито ветровое перемешивание. Сильные ветры (более 15 м/с), особенно частые в холодные сезоны, но наблюдавшиеся и летом, обычно перемешивали воды от поверхности до дна, тем самым осуществлялась аэрация придонных слоев. Увеличение плотности привело к ослаблению ветрового перемешивания в море, которое не всегда и не везде преодолевает вертикальную устойчивость азовских вод, поэтому застойные явления у дна стали отмечаться часто и на значительных пространствах Азовского моря.
В мелком солоноватом Азовском море конвективное перемешивание определяется осенним охлаждением поверхностной воды до температуры ее наибольшей плотности (≈+1,6°) и весенним прогревом до этой же температуры. Зимой осолонение при льдообразовании усиливает конвекцию, которая проникает до дна в суровые зимы. В мягкие и средние зимы развитие конвективного перемешивания зависит от величин вертикальной устойчивости.
В небольшом по площади и по объему Азовском море не наблюдаются существенные различия вод по термохалинным показателям, поэтому водные массы в их обычном океанологическом понимании здесь практически не выделяются. В прикерченском и присивашском районах происходит смешение поступающих черноморских и азовских вод, поэтому заметные различия по химическому составу и по термохалинной структуре не прослеживаются. В Таганрогском заливе встречаются два типа вод: хлоридно-натриевая морская и гидрокарбонатно-кальциевая речная. Границей между «солоноватыми» морскими водами и «пресными» речными служит изогалина 2,0‰, так как в этой области резко изменяется состав основных солеобразующих ионов.
Горизонтальное движение воды во всей толще мелкого Азовского моря обусловлено главным образом ветром. Он вызывает чисто дрейфовые течения и создает повышение уровня у берегов, в результате чего возникают компенсационные потоки. В предустьевых районах Дона и Кубани прослеживаются стоковые течения. Результирующий перенос вод, слагающийся из разнонаправленных смещений, в общем образует круговорот, направленный против часовой стрелки (рис. 9, г). Он хорошо выражен при ветрах со скоростью 5 м/с и более. При маловетрии картина течений довольно неопределенная. Характерная черта течений моря — их большая изменчивость по направлению и скорости. После начала ветра в скором времени возникают ветровые течения, а несколько позднее и компенсационные. С прекращением ветра течения быстро затухают.
В бесприливном Азовском море волновые движения проявляются прежде всего в виде ветрового волнения. Оно развивается быстро и примерно через 2 ч после возникновения ветра достигает установившегося состояния. В открытом море, как правило, образуются короткие и очень крутые волны. Они быстро затухают после прекращения ветра. Зыбь в открытом море почти не наблюдается. В холодную часть года господствующие северо-восточные и восточные ветры вызывают волнение большой силы, при котором высота волн в открытом море достигает 2,1 м, а иногда и 3,0 м. При западных и юго-западных ветрах формируются крупные волны высотой 1,5 м и более по всей акватории моря.
В отличие от замкнутых морей уровень Азовского моря не испытывает существенных вековых колебаний. Межгодовые изменения среднего уровня моря исчисляются сантиметрами и связаны они с колебаниями общего количества воды (водности) этого моря. Последнее, в свою очередь, определяется водным балансом моря, из составляющих которого наиболее значительным до последних 10—15 лет был речной сток, а в настоящее время стал водообмен через Керченский пролив. Анализ длительного ряда величин средних годовых уровней обнаруживает значительные периоды их повышенных и пониженных стояний. Под влиянием стока Дона максимум среднего уровня наблюдается в северной и восточной частях моря в мае. После зарегулирования стока этой реки в районе от Таганрога до Керчи стало прослеживаться повышение уровня в феврале, связанное с режимом сброса вод из Цимлянского водохранилища. Сток Кубани из-за его малой величины и растянутости половодья во времени почти не сказывается на положении среднего уровня моря.
Воздействие водообмена через Керченский пролив на средний уровень прослеживается в основном в южных и западных районах моря в холодные сезоны. В это время сильные юго-западные ветры увеличивают приток черноморских вод в Азовское море, что приводит к некоторому повышению уровня в его упомянутых районах. При северо-восточных ветрах усиливается сток азовской воды в Черное море и соответственно понижается уровень на юге и западе Азовского моря. В целом же годовой ход уровня характеризуется его повышением в весенне-летние месяцы и понижением осенью (наиболее значительным) и зимой. В Азовском море хорошо выражены непериодические сгонно-нагонные колебания уровня, которые наиболее часто происходят осенью и зимой, несколько реже весной. Величины сгонно-нагонных колебаний уровня неодинаковы в разных районах моря. Они наиболее значительны в Таганроге, где в 1960 г. наблюдалась рекордная для всего моря величина колебания уровня, равная 5,8 м. В западной части моря (Геническ) отмечаются колебания уровня 3,0—3,5 м, на северо-востоке (Жданов) — 2,0—2,5 м, в Керченском проливе — порядка 1,0 м. В Азовском море хорошо выражены и одноузловые сейши с суточным периодом. Их узловая линия проходит с северо-запада на юго-восток от Бердянской косы к м. Агуевскому. По обе стороны от узловой линии фазы колебаний сдвинуты относительно друг друга на 180°, причем на востоке наивысший уровень наблюдается около полуночи, а наинизший — около полудня.
На Азовском море ежегодно образуются льды. Однако быстрая и частая смена зимней погоды влечет за собой крайнюю неустойчивость ледовых условий. В течение зимы лед может появляться и исчезать, превращаться из неподвижного в дрейфующий и обратно.
Замерзание моря обычно начинается с Таганрогского залива, где лед в средние по суровости зимы появляется в конце ноября. В первой декаде декабря лед образуется в северо-восточной и северо-западной частях моря, а в середине января — в его юго-западном и южном районах. В отдельные годы сроки льдообразования значительно смещаются во времени. В ледовый сезон в море распространены преимущественно дрейфующие льды. Припай образует полосу шириной от 1,0 мили на юго-востоке моря до 3—4 миль на севере и востоке, а в Таганрогском заливе и некоторых лиманах он более широкий. Максимального развития и наибольшей толщины (в средние зимы 20—60 см, а в суровые 80—90 см) лед достигает в феврале. По среднемноголетним данным льды занимают 29% общей площади моря. Движение дрейфующих льдов часто сопровождается сжатием и торошением, поэтому льды Азовского моря отличаются большой торосистостью. В середине февраля лед начинает ослабевать, и в среднем во второй половине этого месяца припай вскрывается в южной части моря, в северной — в первой декаде марта и в Таганрогском заливе — в середине марта. Окончательное очищение моря от льда происходит в марте—апреле.
Гидрохимические условия. При естественном режиме рек в море поступало значительно больше, чем теперь, взвешенных и меньше растворенных биогенных веществ, так как большое количество взвесей стало оседать в Цимлянском водохранилище. До 1952 г. с весенним паводком в Таганрогский залив вносилось 70—80% годового биогенного стока, немалая часть которого распространялась в собственно Азовском море. Вследствие уменьшения весеннего паводка и содержания в нем питательных солей они теперь полностью потребляются в Таганрогском заливе. Сокращение выноса в море биогенных соединений привело к снижению биомассы фитопланктона и, как следствие, к уменьшению химической кормности Азовского моря.
Годовой ход количества растворенного в воде кислорода в общих чертах до и после зарегулирования речного стока не изменился. Высокое содержание кислорода обычно наблюдается осенью зимой. Это объясняется значительным поступлением кислорода атмосферы, связанным с его повышенной растворимостью при относительно низкой температуре воды, довольно активным фотосинтезом, производимым холодолюбивыми видами планктона, и вместе с тем низким потреблением кислорода живыми организмами.
Хозяйственное использование. Географическое положение и природные условия Азовского моря предопределяют развитие хозяйственной деятельности на нем. До 50‑х годов это был один из основных рыбопромысловых водоемов страны, поставлявший ценные виды рыбы и рыбной продукции пищевого направления. В последние 25 лет его роль в рыболовстве страны снизилась, уловы сократились. В настоящее время на Азовском море усилились рыбоводные мероприятия, что открыло пути восстановлению его рыбных богатств, главным образом осетровых.
Геологической разведкой установлены запасы нефти под морским дном. В связи с этим проводится поисковое бурение на нефть, которая в перспективе может быть использована для промышленной разработки.
С давних времен Азовское море стало транспортной артерией страны. В настоящее время эта отрасль хозяйства получила широкое развитие. В море осуществляются не только каботажные перевозки (они преобладают), но и проходят международные судоходные пути. Море связывает внутренние районы Советского Союза с зарубежными странами. Благоприятные климатические условия позволяют использовать Азовское побережье в рекреационных целях. Сотни здравниц раскинулись на его берегах.
Несмотря на довольно хорошую изученность Азовского моря, в настоящее время существует еще немало проблем его исследования. Главная из них — прогноз будущего облика природы моря в условиях дальнейшего снижения речного стока и на этой основе разработка эффективных мероприятий по сохранению оптимального режима моря. Определяющую роль в природных процессах в море играет соленость, поэтому основное звено комплексной проблемы — изучение режима солености и выбор путей предотвращения прогрессирующего осолонения моря, в частности всесторонняя оценка эффективности воздействия проектируемого Керченского гидроузла на весь комплекс природных условий Азовского моря. В качестве одного из путей изучения Азовского моря намечается и осуществляется разработка экономико-экологической модели этого водоема, которая связывает все элементы природы и хозяйства моря и тем самым способствует решению комплексной проблемы этого водоема.