Значение промысловой океанологии

Введение

Из 510 млн. кв. км площади земного шара на Мировой  океан приходится 361 млн. кв. км, или  почти 71% (южное полушарие более  океаническое - 81%, чем северное -61%). Океаническая часть земной поверхности - наиболее крупный горизонтальный компонент географической оболочки. Сам факт существования глобальной неоднородности в сочетании с  географической широтой и высотой  определяет главнейшие особенности  природы Земли. Кроме того, суша и  океан распределены по поверхности  Земли неравномерно. Асимметрия суши и океана влечет за собой асимметрию в распределении всех остальных  компонентов природы: климата, почв, животного и растительного мира; оказывает влияние на характер хозяйственной  деятельности человека. Таким образом, познание географических объектов, явлений, процессов невозможно без изучения природы Мирового океана.

Средняя глубина Мирового океана - около 4 тыс. м - это всего только 0,0007 радиуса  земного шара. На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотность твердого тела Земли - около 5,5, приходится лишь малая часть  массы нашей планеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли - тонкому  слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии  он важнейший объект исследования. В системе наук о Земле важное место занимает океанология, охватывающая всю сумму знаний о Мировом океане и его взаимосвязях с материковой частью Земли и атмосферой. Современная океанология опирается на достижения физики, химии, биологии, геологии и сама вносит существенный вклад в развитие этих наук.

Рыбный  промысел в открытом море в последнее  время неразрывно связан с международным  соревнованием и экономическим  риском. Чтобы обеспечить экономическую  жизнеспособность данной рыбопромысловой организации, стало необходимым использовать имеющиеся технические и научные знания для улучшения условий промысла, равно как и для увеличения вылова на единицу затраченных усилий. Океанология даёт возможность использовать знания о среде (т.е. температуре, солености, волнах и т.п.) для решения проблемы рыбного промысла.

Потребность в продуктах питания будет  расти с увеличением народонаселения. Ежегодный прирост населения  в настоящее время составляет около 90 млн. человек, т.е. примерно 1,3 общей  численности населения Земли. Большая  часть прироста населения приходится на развивающиеся районы, например Южную Америку, Африку и Азию, где  ежегодный прирост населения  достигает около 4%. В настоящее время на одного человека Земли приходится менее 0,1 гектара обработанных почв. Чтобы удовлетворить мировую потребность в продуктах питания, необходимо увеличить вылов в море (не только для того, чтобы поспевать за ростом населения, но также для увеличения доли морепродуктов в рационе питания).

Одна  из главных целей океанологии  – показать пути применения результатов  исследований в области океанографии и морской биологии в интересах  рыбного промысла, т.е. показать, как  применять накопленные знания о  среде к решению проблем рыбного  промысла и как организовать обеспечение  промысла прогнозами состояния среды.

Глава 1. Становление океанологии.

Океан - это основа устойчивого существования  Земли и развития человечества. Первые сведения о природе океанов и  морей стали появляться задолго  до начала океанографических исследований. На протяжении веков жители побережий  в процессе труда постоянно наблюдали  волны, приливы, течения в море и  постепенно накапливали фактические  знания о них. Длительный период - от древнейших времен до начала эпохи  великих географических открытий - представляет собой предысторию  океанографических исследований. Для  него характерно практическое ознакомление людей с природными условиями  посещаемых ими акваторий. Самыми древними мореплавателями были предки современных  полинезийцев, малайцев и японцев, население  о. Крит, египтяне и финикийцы. Они  имели представления о географическом распространении известных им акваторий, попутных ветрах и течениях. Первые письменные и картографические документы о морях встречаются в трудах греков и римлян. Они создали концепции о распределении воды и суши на известном им пространстве Земли и много писали о физических явлениях в море. Таким образом, ученые античного мира знали относительно много о географии и физических свойствах океана. В средние века имели место плавания арабов в Индию и Китай, норманнов в Гренландию и к берегам Северо-восточной Америки, русских поморов в Баренцевом и Карском морях. Они расширили географический кругозор человечества тех времен, но не дали существенных океанографических результатов по сравнению с античным периодом.

С эпохой великих географических открытий связан первый исторический этап в познании Мирового океана - этап поисков (XV в. - начало XVIII в.). Он характеризуется экспедициями, проходившими без плана, вслепую, снаряжаемыми, главным образом, для открытия новых земель и торговых целей. Попутно они получали новые сведения о природе океанов и очертаниях их берегов.Промежуток времени от начала XVIII в. до третьей четверти XIX в. - этап обследования Мирового океана. Он характеризуется планомерными экспедициями, которые сопровождались общегеографическими и отчасти специальными океанографическими обследованиями посещаемых акваторий. В плаваниях иногда участвовали ученые-естествоиспытатели. Выдающимися для своего времени были исследования русских мореплавателей во время их кругосветных путешествий. На этапе обследования океана начали появляться обобщения накопленных сведений. Ломоносов дал первые наметки общей схемы течений в океанах. Итальянец Марсильи в 1725 г. опубликовал первую сводку данных по температуре, удельному весу и цвету морских вод, рельефу дна и грунтам океана. Мори в 1848 г. опубликовал книгу «Карты ветров и течений» для районов морских путей. Датчанин Форхгаммер в 1865 г. впервые довольно точно определил солевой состав океанской воды. Все это свидетельствовало о значительных успехах в ознакомлении человека с океаном.Основной характерной чертой этапа океанографического исследования океана (конец третьей четверти XIX в. - начало XX в.) стало проведение специальных морских экспедиций по изучению океана с применением специфических методов океанографических исследований. В них сначала преобладал описательный подход: сбор фактических данных и отчасти попытки объяснить наблюдаемые явления. Большой вклад в изучение океана на этом этапе внесли русские исследователи .В первые годы XX в. сравнительно многочисленные данные наблюдений в океанах и морях стали обобщаться в виде карт, атласов, монографий. Наиболее значительными трудами по океанографии были труд О. Крюммеля (1907-1911 гг.), Шпиндлера (1914-1915 гг.) и, наконец, фундаментальная «Океанография» (1917 г.) Ю. М. Шокальского, которая подвела итог и завершила описательный этап в истории науки о море. Следующая, более высокая ступень развития океанографии - этап детального изучения океанов и морей (промежуток времени между первой и второй мировыми войнами). Для него характерно перерастание отдельных разрозненных экспедиций в систематические исследования, начало стационарного изучения океанов и морей, становление океанологии - науки о процессах в Мировом океане.

В России начало исследований в области промысловой  океанологии теснейшим образом  связано с работами Н.М.Книповича (1862-1939). В 1898-1901 гг. он руководил первой морской промысловой экспедицией, занимавшейся изучением Баренцева моря. В 1897 году перед началом работы этой экспедиции Н.М.Книповичем был опубликован “Проект научно-промысловых исследований у берегов Мурмана”, в котором автором впервые обосновывалась необходимость комплексного подхода к изучению ресурсов рыбного промысла, подчеркнуты значение условий внешней среды и необходимость их систематического изучения для понимания биологических процессов, происходящих в водоеме. Для экспедиции был построен пароход “Андрей Первозванный”, ставший первым научно-исследовательским судном в России и первым в мире специально построенным судном для научно-промысловых исследований. В процессе подготовки и в ходе экспедиции был выработан и прочно утвердился принцип изучения промысловых рыб в неразрывной связи с условиями их обитания. Так начали накапливаться знания, положившие начало новой специальной науки промысловой океанографии. В начале XX века Н.М.Книпович организовал научно-промысловые исследования Каспийского моря и Балтики, П.Ю. Шмидт морей Дальнего Востока.

Результаты  работы Мурманской экспедиции были обобщены Н.М. Книповичем в фундаментальной монографии “Основы гидрологии Европейского Ледовитого океана”, изданной Русским Географическим обществом в 1906 г. Зародилось новое научное направление - промысловая океанография, предметом изучения которой стало установление связей между воспроизводством и распределением промысловых рыб и факторами, характеризующими океанографические условия моря. В частности, экспедиция Н.М.Книповича установила зависимость распределения и миграции промысловых рыб от направления теплых струй Нордкапского течения. В эти же горы (конец XIX - начало XX века) произошло становление Международного совета по исследованию морей (ИКЕС-МСИМ), который был учрежден по решению международной Стокгольмской конференции (1899 г.). Основной задачей Международного совета стала организация рационального морского рыбного хозяйства на основе всестороннего изучения ресурсов европейских морей, условий и роли внешней среды. После первой мировой и гражданской войн изучение промысловых объектов морей, омывающих берега России, было продолжено. В 1920 году была организована Северная научно-промысловая экспедиция с многочисленными отрядами. В 1921 году был создан так называемый Плавморнин - Плавучий морской научный институт; тогда же был учрежден Центральный институт рыбного хозяйства. Уже 11 августа 1921 года сотрудники Плавморнина отправились из Архангельска в свою первую экспедицию на пароходе ледокольного типа “Лейтенант Малыгин” (прежнее название - “Соловей Будимирович”) водоизмещением около 3000 тонн. Эта первая экспедиция длилась до 27 сентября 1921 года. За короткий срок было пройдено свыше 3000 миль, исследованы районы Баренцева и Карского морей, примыкающие к острову Новая Земля. Вскоре по решению Совета Труда и Обороны (10.01.1922г.) Плавморнину была передана недостроенная зверобойная шхуна “Персей”. Началась достройка и оборудование судна. 7.11.1922 г. на “Персее” подняли кормовой Государственный флаг. Это был первый корабль, построенный на севере, в Архангельске - первенец советского научно-исследовательского флота. Водоизмещение “Персея” - 550 тонн, он имел 7 лабораторий, в которых работало иногда до 20 человек. В первый рейс он вышел 19 августа 1923 года. На “Персее” приобрели опыт многие крупные ученые - И.И. Месяцев, Н.Н.Зубов, В.В.Шулейкин, Л.А. Зенкевич, М.В. Кленова, А.А.Шорыгин, А.Д. Добровольский, В.Г. Богоров и др. Плавморнин и Центральный институт рыбного хозяйства послужили в дальнейшем фундаментом для создания разветвленной сети бассейновых научно-поисковых учреждений практически на всех морях страны. Эти учреждения занимались и занимаются изучением биологических ресурсов как морей России, так и всего Мирового океана в целом. Особенно интенсивно научные рыбохозяйственные исследования стали развиваться после второй мировой войны, когда началось активное освоение океанического лова рыбы. В 1940-1950-е годы в СССР сложилась существующая и в настоящее время система бассейновых НИИ рыбного хозяйства и океанографии и промысловых разведок: в Мурманске - Полярный (ПИНРО), во Владивостоке – Тихоокеанский (ТИНРО), в Калининграде - Атлантический (АтлантНИРО), в Керчи - Азово-Черноморский (АзЧерНИРО), работа которых координировалась Всесоюзным (ныне - Всероссийским) НИИ рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО, г.Москва). Были получены новые данные об условиях среды, биологической продуктивности океана, которые вошли составной частью в работы С.А. Зернова, К.М. Дерюгина, С.В. Бруевича, О.А. Алекина, Т.С. Расса, Ю.Ю. Марти, П.А. Моисеева, Г.К. Ижевского, М.Е. Виноградова, Б.А.Скопинцева и других отечественных исследователей океанов и морей. Они способствовали развитию современных представлений об океанологическом, экологическом, научнопромысловом подходе к природной среде океана в целях изучения и освоения его биологических ресурсов. 

Глава 2. Функция промысловой океанологии. 

Таким образом, промысловую океанологию можно определить как науку, изучающую влияние абиотических и биотических факторов среды на воспроизводство промысловых гидробионтов, распределение и поведение их скоплений, а также на условия и эффективной добычи в целях разработки научных основ и определения количественных и качественных параметров рациональной эксплуатации биоресурсов Мирового океана. Учитывая, что сама океанология в широком смысле слова является наукой об океане и по существу представляет собой целый комплекс различных более узких научных дисциплин, изучающих отдельные стороны и явления такого гигантского, разнопланового и в то же время комплексного природного образования, каким является океан, промысловая океанология также является комплексной многоплановой наукой. Она должна включать и включает в себя факты и сведения, которые черпает из данных, поставляемых такими науками и отраслями наук, как метеорология, гидрология, гидрохимия, гидрофизика, акустика океана, гидрография, геоморфология и геология морского дна, геохимия донных осадков, биология, гидробиология, ихтиология, физиология рыб и нерыбных объектов, экология. Все эти материалы и факты должны как можно полнее характеризовать и среду обитания объектов промысла, и сами объекты. Только при условии более или менее детального знания района промысла, условий промысла, объектов промысла (их биологического состояния, количества, поведения и пр.) возможен в настоящее время рентабельный промысел рыбы, других морепродуктов в океане, нередко в сотнях и тысячах миль от берега, береговых баз

хранения  и переработки добываемых объектов.

В связи  с тем, что предметом исследования промысловой океанологии являются не только непосредственно объекты  промысла, но и среда их обитания, на вооружении промысловой океанологии находятся методы, используемые многими науками, которые занимаются изучением Мирового океана. Из числа главнейших методов, используемых промысловой океанологией, в первую очередь необходимо отметить гидрологические (на чрезвычайную важность которых обратил внимание еще Н.М. Книпович), гидрохимические, гидроакустические, геолого-геоморфологические, биологические. Последние включают изучение размерного состава объектов промысла, биологического состояния объектов, соотношение полов, сроки и продолжительность нереста и нагула, особенности питания, поведения, пути миграции и т.п. Помимо этого успешный лов рыбы и нерыбных объектов невозможен без знания синоптических условий того или иного района. Синоптическая обстановка оказывает заметное влияние как на поведение рыб, так и на распределение гидрологических параметров, гидродинамическую обстановку той или иной акватории. Таким образом, промыслово-океанологические исследования должны обеспечиваться надежными метеоданными. В последние десятилетия в промыслово-океанологических исследованиях достаточно широко стали использоваться данные, получаемые при наблюдениях из обитаемых подводных аппаратов, материалы, добытые с применением подводных теле- и фотокамер. Кроме того, на протяжении последних 10-15 лет в практике рыбохозяйственных исследований в Мировом океане стали применяться данные, получаемые при выполнении различных видов съемок, осуществляемых с космических аппаратов (орбитальные станции, метеоспутники, ресурсные спутники). 

Все материалы, получаемые в результате гидрологических, гидрохимических, биологических, геологических и других изысканий, должны дать промысловым океанологам точную картину, характеризующую район промысла, условия промысла, объекты промысла. Знание этой точной картины (или хотя бы отдельных ее крупных фрагментов) должно помочь в решении наиболее ответственной и важной задачи промысловой океанологии - составлении промысловых прогнозов.В зависимости от их заблаговременности промысловые прогнозы делятся на: 

- краткосрочные (оперативные) прогнозы с заблаговременностью от суток до

квартала; 

- сезонные - на срок от месяца до года; 

- долгосрочные (тактические) - с заблаговременностью от квартала до года; 

  - сверхдолгосрочные (стратегические) промысловые прогнозы - с заблаговременностью от одного года до нескольких лет. 

Все эти  прогнозы объединяет одно - они должны отвечать на четыре важнейших вопроса практики: что? где? когда? сколько? можно ловить. Кроме того, в последние годы весьма остро стоит вопрос о создании научных основ рационального рыболовства. Это позволит исключить из практики мирового рыболовства случаи бесконтрольного неограниченного изъятия тех или иных промысловых объектов. Несмотря на сложность физико-химических, биологических и других процессов, протекающих в Мировом океане, к настоящему времени накоплены ценные научные данные, позволяющие промысловой океанологии успешно решать стоящие перед нею задачи, отвечать на запросы мирового рыболовства. Так как основным объектом исследования промысловой океанологии является биотоп, а задачей исследования - изучение влияния абиотических и биотических факторов на воспроизводство, распределение, поведение промысловых концентраций гидробионтов и условия их добычи, основным методом промокеанологии следует считать системный анализ. Основное внимание системного анализа при этом концентрируется на выявлении многообразия связей и отношений, существующих как внутри объекта, так и в его взаимоотношениях с внешним окружением. 
 
 
 

Глава 3. Цели океанологии.

Главные практические цели океанологии - обеспечение  безопасности и повышение эффективности надводного и подводного мореплавания, использование биологических минеральных и энергетических ресурсов вод и дна океана, усовершенствование методов прогноза погоды.Составными частями океанологии являются :