Клімат Чорного моря на протязі року знаходиться під дією головним чином континентальних полярних і морських полярних і тропічних повітряних мас. Переважає континентальне полярне повітря. Взимку його вторгнення супроводжується сильними північними і північно-східними вітрами, пониженням температури і частими опадами; особливо великої сили ці вітри досягають в районі м. Новоросійська, де називаються бору. При вторгненні морського полярного повітря з Атлантичного океану розвивається активна циклонна діяльність, що супроводжується шквалистими вітрами і опадами. Морське тропічне повітря приноситься південно-західними вітрами з басейну Середземного моря, він завжди теплий, з підвищеним вмістом вологи.
Основна частина Чорного моря має теплу вологу зиму і жарке сухе літо. Середня температура повітря в січні в центральній частині моря близько 8 °С, біля східних берегів 6°С, у північно-західних — 3°С, на Пд.-Сх. і Пд. 6—9°С. Найнищі температури в північній частині Чорного моря можуть досягати -30°С, у південній частині -10°С. Сніг випадає взимку у всіх районах моря (у Сочі і Хосте до 8 діб в році). Влітку над Чорним морем розповсюджується відріг, який визначає стійку ясну і теплу погоду. Середня температура повітря в липні 22-24°С; найвищі температури 30-35°С. Хмарність в середньому за рік рівна 60% з максимумом взимку і мінімумом влітку. Кількість опадів на З заходу складає 300—500 мм в рік, на півдні — 750—800 мм на сході – 1800-2500 мм. Восени бувають смерчі [7].
2.3 Основні властивості води Червоного та Чорного морів
В прибережній зоні Червоного моря води характеризуються високою температурою. З глибиною температура води дещо змінюється. Її поверхневі значення зберігаються до горизонтів 25-30 м, потім вона досить плавно знижується до горизонту 75 м, де стає близькою до 25-27°, звідси її величина ще знижується до горизонту 150 м і стає рівною 22- 23°, далі температура трохи убуває до горизонтів 200- 300 м, нижче за які вона залишається рівною 21,6-22,0° до дна.
Солоність на поверхні Червоного моря взимку зменшується від 42,0-40,20/00 на півночі до 39-38 0/00 в центральній і до 36,20/00 в південній частинах. У західного побережжя солоність дещо більше, ніж у східного. З глибиною солоність підвищується. У північних районах вона збільшується від 40 0/00 на поверхні і до 40,5-40,6 0/00 в придонних горизонтах. На півдні її поверхневі значення простежуються до горизонтів 25-30 м, звідки вона значно збільшується і на горизонтах 100-150 м рівна 40,0-40,5 0/00, глибше вона дещо збільшується до горизонту 300 м, де рівна 40,6 0/00. Ця або близька до неї величина простежується до дна. Влітку солоність на поверхні зменшується від 40 0/00 на півночі до 37,2 0/00 на півдні моря. Зберігається і деяке перевищення величин солоності біля західного берега в порівнянні з східним. У Червоному морі основні сезонні зміни термохалинних характеристик відбуваються у верхньому в 150-метровому шарі [16].
Головним гідрохімічним показником структури води Чорного моря є її солоність. Багато характеристик динамічної структури водних мас (щільність, питомий об'єм, стійкість шарів, розподіл динамічних висот і ін.) залежать від неї і від температури води. Солоність поверхневих вод в центральній частині Чорного моря складає в середньому 18 0/00, в деяких випадках вона перевищує 18,2 0/00 і навіть досягає 18,5 0/00. Сезонні коливання солоності в цій частині моря малі - у весняно-літній період, ближче до периферійних районів, мінімум її досягає 17,5 0/00. Поблизу берегів під впливом річкових вод солоність зменшується, сезонні коливання її тут значні.
Середня річна температура поверхневих чорноморських вод залежить в основному від географічного положення пункту спостереження і від переважаючих течій. З видаленням від берега середня річна температура змінюється порівняно мало.
Залежно від температури і солоності щільність води в Чорному морі значно змінюється як в часі, так і в просторі. У верхніх шарах весною і влітку вона зменшується. У центральних районах моря середня щільність води в поверхневому шарі близька до 1,0123 на максимальних глибинах вона досягає 1,0173.
Якщо випарувати 1 л поверхневої чорноморської води, вийде сухий залишок - приблизно 18 г солей. Як у всіх морях, головний компонент його - хлорид натрію (куховарська сіль), а також сульфат магнію, карбонат кальцію і ін. У глибинних водах Чорного моря під впливом анаеробних бактерій мікроспора сульфати відновлюються, при цьому утворюються сірководень і бікарбонати. В результаті вміст сульфатів в цих водах значно зменшений, а бікарбонатів - збільшено.
Під лужністю природних вод розуміється сумарний вміст слабких кислот в них, виражений в еквівалентах міліграма на 1 л води. Середня лужність поверхневих вод в Чорному морі складає 3,33 мг-экв/л, мінімальна лужність (близько 3,29 мг-экв/л) наголошується на глибині 100-150 м. Водневий показник (рН) в поверхневих чорноморських водах міняється від 8,1 до 8,5. Мінімум рН наголошується звичайно взимку, а максимум влітку [12].
З газів, розчинених у воді, найбільш поширений азот. У 1 л води поверхневого шару міститься в середньому 12,7 мл вільного азоту, що складає 15,9 мг/л. Вільного кисню в Чорному морі менше, проте від нього залежить життя. Він поступає у воду з повітря, коли температура води знижується - в цьому випадку розчинність газів збільшується, і виділяється в атмосферу, коли температура води підвищується сірководень, наявність якого у великій кількості ставить Чорне море в унікальне положення, з'являється на глибинах 150-200 м. Концентрація його спочатку складає біля 0,04- 0,16 мл на 1 л, на глибині 300 м вона наближається до 1 мл/л, на глибині 500 м - перевищує 3 мл/л, а нижче 1000 м-достигает 6 мл/л. Ці цифри відносяться до вільного і гідросульфидному сірководню.
Джерелом сірководню є розкладання залишків водних організмів. Як було встановлено півстоліття тому видатним російським хіміком Н.Д. Зелінським, сірководень в Чорному морі має біохімічне походження. Учений показав, що мешкають у великій кількості в глибинах моря особливі бактерії, що живуть в безкисневому середовищі, розкладають залишки тварин і рослин на ряд більш, простих хімічних сполук, які вступають у взаємодію з солями морської води. В результаті цієї реакції і утворюється вільний сірководень. У Чорному морі, де водообмін практично відбувається до глибини 150-200 метрів, а на дно постійно йде "дощ залишків" рослинних і тваринних організмів, зміст сірководня досягає 7,5 кубічного сантиметра на літр води, а загальна кількість сірководня в Чорному морі складає мільярд тонн. Протягом останніх 1-2 тисяч років ця кількість зберігається приблизно постійною. Хоча весь час відбувається утворення сірководня в глибинах моря, але паралельно з ним йде процес окислення сірководня іншими бактеріями, що мешкають на дні і в глибинах Чорного моря.
Глибина залягання сірчановодневого шару в Чорному морі не скрізь однакова. Біля берегів Криму верхня межа цього шару лежить на глибині 150 метрів, біля берегів Кавказу - 200 метрів, а в центральній частині моря - 80-100 метрів. Поверхня сірчановодневого шару в море піднімається до центру у вигляді куполу і опускається біля берегів. Таке положення поверхні сірчановодневого шару - слідство більшого перемішування вод в прибережній частині.
У морській воді органічні речовини знаходяться в розчиненому і колоїдному або в зваженому стані. У поверхневому шарі Чорного моря міститься в середньому 3-4 міліграми сухої речовини на 1 л води. Зміна кількості органічної речовини протягом року залежить від температури води і інтенсивності фотосинтезу. З глибиною кількість розчинених органічних речовин звичайно зменшується, але в шарах, де щільність різко підвищується, кількість їх часто збільшується [6].
2.4 Біота Червоного та Чорного морів
Складна геологічна історія Червоного моря, географічне положення на стику між Середземним морем і Аденською затокою Індійського океану, специфічні гідрологічні умови обумовлюють своєрідність його рослинного і тваринного світу, особливо в північній частині, для якої характерна значна кількість ендемічних видів.
Фітопланктон Червоного моря по якісному складу мало відрізняється від фітопланктону Індійського океану. Хоча флора Червоного моря дещо бідніше і в ній інше співвідношення домінуючих видів, в ній зустрічаються практично всі види основного тропічного комплексу. Як і у всіх тропічних морях, в Червоному морі великою видовою різноманітністю відрізняється бентос. У прибережній зоні біля рифів і островів дно до глибини 90-100 м на 40-60 % покрито чагарниками водоростей. Червономорська альгофлора сформувалася в основному за рахунок водоростей Індійського океану, хоча істотний вплив зробили і мігранти з Середземного моря і Атлантичного океану [18].
На підводних скелях, валунах, старих коралах обширні чагарники утворюють бурі водорості, такі, як саргаси, цистозіра, турбинарії та інші, що займають найбільш відкриті і освітлені ділянки дна. Саргасси і турбинарії досягають дуже великих розмірів (до 2 м і більш), особливо в південній частині моря. Під запоною бурих водоростей-саргассів в міжгір'ях скель добре розвинені червоні водорості - основне ядро червономорської флори, їх в середньому в 2 рази більше, ніж бурих. У морі у великій кількості зустрічаються різні види багрянок, що мають яскраве, казкове забарвлення.
Біомаса зоопланктону на 50% створюється веслоногими рачками (копеподами). Кількісний розподіл зоопланктону по акваторії моря відповідає розподілу фітопланктону. Найбільш висока його чисельність і біомаса характерні для південної частини моря, на північ кількість зоопланктону зменшується. За чисельністю в Червоному морі на першому місці-поліхети, потім губки, молюски, голкошкірі, кишковопорожнинні. По біомасі переважають губки, на долю яких в різних районах моря доводиться від 70 до 99 %. Як і всі тропічні райони Світового океану Червоне море відрізняється великою видовою різноманітністю іхтіофауни. У його водах налічується більше 50 видів риб, зустрічаються також дельфіни, морські черепахи, дюгони.