Рис. 1. Карты модельного ветра (на 12:00 UTC) по данным реанализа GFS/NCEP/US National Weather Service

Бора началась во второй половине дня 25 сентября и закончилась утром 4 октября (рис. 1). Наиболее экстремальные погодные условия наблюдались в Новороссийске и его окрестностях 26-29 сентября: метеостанция в городе регистрировала северо-восточный ветер 15-25 м/с с порывами до 30-34 м/с (рис. 2), температура воздуха в ночное время падала до 7-8°С. Ветер на акватории Черного моря в районе Новороссийска разгонялся до 12-17 м/с, наблюдались волны высотой 1-3 м.

Рис. 2. Ход скорости ветра во время боры на метеостанции Новороссийска (розовые квадратики – максимальные порывы); вертикальными линиями показано время съемки радиолокационных спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B

Основным материалом для анализа явления стали квазисинхронные снимки радиолокационных спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B и оптических – Terra, Aqua, Suomi NPP, Sentinel-2A, Landsat-8 и PlanetScope. На снимках, полученных в оптическом диапазоне, можно увидеть перераспределение облачности и различные эффекты на поверхности и в верхнем слое моря (рис. 3). Однако в микроволновом диапазоне, на космических радиолокационных изображениях (РЛИ) местные ветры можно наблюдать в поле «замороженного ветра», что определяется интенсивным взаимодействием радиолокационного сигнала с мелкими, гравитационно-капиллярными волнами, главным образом, ветрового происхождения (рис. 4-7).

Рис. 3. Бора на оптических снимках ИСЗ Suomi NPP от 28.09.2017 (09:51 UTC), 2.10.2017 (10:15 UTC) и 3.10.2017 (09:57 UTC). © NASA GSFC

Рис. 4. Поверхностные проявления, создаваемые борой, на радиолокационных изображениях, полученных спутниками Sentinel-1А и Sentinel-1В 27.09.2017 в 03:31 и 15:27 UTC; модельное поле ветра на 12:00 UTC показано флажками справа. © ESA, «СКАНЭКС»

Бора в виде мощных полос-струй, нередко испытывающих циклонический подворот из-за орографического фактора, отобразилась на трех сериях РЛИ, полученных на нисходящих и восходящих витках 27, 28 сентября и 3 октября (рис. 4-6). Воздействие сильного ветра на морскую поверхность в максимальной фазе развития боры прослеживалось на удалении 240-250 км от берега (рис. 3, 4). Кроме того, на РЛИ (рис. 4) также видно, что сильный, порывистый ветер отмечался на участке побережья от Анапы и фактически до предместий Сочи, что случается крайне редко.

Рис. 5. Поверхностные проявления, создаваемые борой, на радиолокационных изображениях, полученных спутниками Sentinel-1А и Sentinel-1В 28.09.2017 в 03:24 и 15:18 UTC; модельное поле ветра на 12:00 UTC показано флажками справа. © ESA, «СКАНЭКС»

Рис. 6. Поверхностные проявления, создаваемые борой, на радиолокационных изображениях, полученных спутниками Sentinel-1А и Sentinel-1В 3.10.2017 в 03:32 и 15:26 UTC; модельное поле ветра на 06:00 UTC показано флажками справа. © ESA, «СКАНЭКС»

Благодаря устойчивому северо-восточному переносу во время боры в восточной части моря время от времени образовывались мезомасштабные атмосферные циклонические вихри; они также отобразились 27.09.2017 и 3.10.2017 как на оптических снимках, так и на РЛИ (рис. 3, 4, 6). Кроме того, 29 сентября бора спровоцировала образование фёна в прибрежной зоне юго-восточной части моря – местного теплого катабатического ветра, вырывающегося на море из долины р. Риони, Колхидской низменности. Скорость ветра в нем достигала 8-10 м/с; он дул около суток и также отобразился на РЛИ в виде струи, вытянувшейся вдоль восточного побережья моря (рис. 7).

Рис. 7. Поверхностные проявления, создаваемые фёном (местный ветер, дующий из долины р. Риони, Грузия), на радиолокационных изображениях, полученных спутниками Sentinel-1В и Sentinel-1А 29.09.2017 в 03:15 и 15:10 UTC; модельное поле ветра на 06:00 UTC показано флажками справа. © ESA, «СКАНЭКС»

Анализ оптических снимков Aqua, Terra и Suomi NPP, которые ежедневно были доступны на оперативном портале «СКАНЭКС», показал динамику облачных полей над районом развития боры. На снимках видимого диапазона бора часто трансформирует поле облачности – в широкой прибрежной зоне наблюдается ее размытие (отсутствие) при нисходящих атмосферных потоках или малооблачная ситуация с редкой облачностью нижнего яруса (рис. 3). В прибрежной зоне моря холодный штормовой ветер привел к развитию аномально крутого обрушающегося волнения высотой в несколько метров. Фрагменты оптических снимков Sentinel-2A и PlanetScope высокого разрешения на рис. 8 наглядно показывают микромасштабную структуру ветровых струй, модулированных прибрежным рельефом, и поле волнения в Новороссийской бухте с пятнами обрушений и пены.

Рис. 8. Особенности взаимодействия боры с прибрежным рельефом и поверхностью моря в Новороссийской и Геленджикской бухтах на оптических снимках ИСЗ Sentinel-2A от 26.09.2017 (08:34 UTC) и PlanetScope от 28.09.2017 (07:37 UTC). © ESA, Planet

«Вполне очевидно, что такое длительное воздействие холодного ветра на море должно было привести к перестройке ряда процессов в его верхнем слое: к охлаждению поверхностных слоев, перестройке поля поверхностных течений, сильному волнению и взмучиванию донных осадков в прибрежной зоне», - прокомментировал результаты наблюдений эксперт, ведущий научный сотрудник ИО РАН Андрей Иванов.

Рис. 9. Охлаждение поверхностных вод в северо-восточной части Черного моря в результате продолжительного воздействия боры (по данным спектрорадиометра MODIS на ИСЗ Aqua). © МГИ РАН