УДК 519-7

ЛЕДОВЫЕ ПОКРЫТИЯ АРКТИКИ

Антипин Алексей Леонидович1, Зеленина Лариса Ивановна2
1Северный (Арктический) Федеральный Университет им. М.В.Ломоносова, магистрант, Институт Математики, информационных и космических технологий
2Северный (Арктический) Федеральный Университет им. М.В.Ломоносова, кандидат технических наук, доцент кафедры Прикладной математики и высокопроизводительных вычислений Института математики, информационных и космических технологий

Аннотация
В данной статье проведен обзор имеющихся данных по ледовым покрытиям Арктики: приведены архивы данных по морскому льду, рассмотрены обобщенные показатели ледовых условий в арктических морях, изучена климатическая изменчивость морских льдов в арктическом бассейне.

Ключевые слова: климатическая изменчивость морских льдов, колебание ледовитости арктических морей, ледовитость, ледяные массивы


ICE COVER OF THE ARCTIC

Antipin Alexey Leonidovich1, Zelenina Larisa Ivanovna2
1Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, master student, Institute of Math, information and space technologies of the
2Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, candidate of technical Sciences, associate Professor At Kladno mathematics and highly productive on calculations of the Institute of Math, information and space technologies of the

Abstract
This article discusses the a review of available data on the ice cover of the Arctic: given the records of data on the sea ice, considered generalized indicators of ice conditions in the Arctic seas, studied climate variability of sea ice in the Arctic basin.
Keywords: ice cover, ice massifs, climate variability of sea ices, fluctuation of the ice cover of the Arctic seas

Рубрика: Общая рубрика

Библиографическая ссылка на статью:
Антипин А.Л., Зеленина Л.И. Ледовые покрытия Арктики // Исследования в области естественных наук. 2014. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2014/11/8660 (дата обращения: 29.04.2017).

Арктика является экономически привлекательной территорией для многих стран. Во многом по это причине в нашей стране мониторингу ледовых условий арктических морей придается большое значение. При этом можно определить следующие приоритеты интересов: обеспечение выгодного судоходства на Северном морском пути (СМП) и изучение ледового режима морей в Арктике.

Изучить данный вопрос очень важно, так как в течение 7-8 месяцев в году арктические моря сибирского шельфа покрыты сплоченными льдами. В то же время – моря приатлантического сектора Арктики не покрываются льдом даже в самые суровые зимы.

Наибольшую ценность информация о льдах приобрела также за счет связи с задачами мониторинга климата, а также оценки последствий его изменения.

АРХИВЫ ДАННЫХ ПО МОРСКОМУ ЛЬДУ

Данные регулярных наблюдений в Арктике хранятся в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте (ААНИИ) Росгидромета. Архивы охватывают период с 30-х годов прошлого века до настоящего времени.

В советский период освоение велось в основном за счет ледовых авиационных разведок. В 1970-1992 гг. для построения карт ледовой обстановки стали использовать данные наблюдений со спутников. А с конца 1992-ого года такие карты строятся исключительно с помощью искусственных спутников Земли.

В рамках проекта Всемирной метеорологической организации The Global Digital Sea Ice Bank создан Глобальный банк цифровых данных по морскому льду. Там хранятся данные о таких характеристиках ледового покрова, как сплоченность, возраст льда. Данные сохраняются в цифровых форматах.

ГЛОБАЛЬНЫЙ БАНК ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ ПО МОРСКОМУ ЛЬДУ

Степень освоения каждого из регионов Арктики неодинакова. В наибольшей степени освещены моря западной части Евразийской Арктики, а в наименьшей – акватория Антарктики.

Наиболее полный набор цифровых данных в стандартизированных форматах хранения сформирован в рамках проекта ГБЦДМЛ (обрабатывается в двух крупнейших центрах архивации – ААНИИ (http://wdc.aari.ru/), Национальный центр данных США по снегу и льду (http://nsidc.org/noaa/gdsidb)). Сбор, хранение и обработка данных от различных служб мониторинга ледовой обстановки мира производится в единых форматах. Наиболее распространенный из них – формат ВМО СИГРИД (ВМО/ТД, 1989, № 259). Базовые параметры морского льда хранятся в узлах регулярной географической сетки. Кодирование информации в точке сетки выполняется в соответствие с кодовыми таблицами Номенклатуры ВМО по морскому льду (ВМО/ТД, 1989 – 2010, № 259). Информация проекта ГБЦДМЛ доступна в цифровом виде – http://wdc.aari.ru/datasets, также в формате электронного атласа.

ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВОГО КАРТИРОВАНИЯ ААНИИ [1],[2]

Как сказано выше, основа для составления регулярных обзорных карт в ААНИИ с 1930 – 1970 гг. служили авиационные разведки. Эти данные, подкрепленные судовыми и стационарными, обобщались экспертам за 3-4 дня и служили основой для составления обзорных карт ледового покрова в масштабе 1:5 000 000.

С 70-х годов в ААНИИ большее значение выделяли данным со спутников (к примеру, серия «Метеор» или «NOAA»). А с конца 1992 года ледовое картирование полностью базируется на данных с ИСЗ. Причем не только видимого, но и инфракрасного диапазона с разрешением 250-1000 м. Основой для составления карт остаются международное руководство и кодовые таблицы ВМО. В соответствии с ними дается информация о таких важных характеристиках, как: сплоченность, формы возрастных градаций и др.

ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВОГО КАРТИРОВАНИЯ НЛЦ США И КЛС[3]

Карты ААНИИ имеют пропуски по времени и пространству, поэтому для оценки характеристик часто привлекаются дополнительные данные из национального ледового центра США (НЛЦ США) и Канадской ледовой службы (КЛС).

С 1972 года на основе снимков с ИСЗ составляются семидневные ледовые карты на основе анализа инфракрасного и видимого диапазонов (прибор AVHRR ИСЗ серии «NOAA»).

Особенностью ледовых карт КЛС является визуализация данных экспертного анализа спутниковой информации на основе данных авиационной разведки Канадской Арктики. Данная разведка производится до настоящего времени.

ОБОБЩЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ В АРКТИЧЕСКИХ МОРЯХ

Основным источником информации о ледовой обстановке в Арктике являются карты ААНИИ. По этим картам можно определить ледовитость (площадь распространения льда) и площадь ледяных массивов.

Ледовитость

Наиболее важным показателем ледовых условий является Ледовитость. Это площадь льдов, покрывающих акваторию моря или его области не зависимо от сплоченности. Она определяется в процентах или квадратных километрах. Расчет ледовитости и площади ледяных массивов определяется ежедекадно (каждые 10 дней), начиная с 1940 года.

С учетом всех данных наблюдений  создан столетний ряд данных для середины летнего периода, который используется для оценки климатических изменений площади льдов арктических морях сибирского шельфа (Карское, Чукотское).

Ледяные массивы

Ледяные массивы – скопления сплоченных льдов (7-10 баллов) в определенных районах арктических морей в период таяния ледяного покрова. Они являются важным показателем, который характеризует условия распространения льда в районах арктических морей. Во многом потому, что являются основным препятствием для какой-либо деятельности на шельфе арктических морей.

Льды таких массивов отличаются торосистостью и большой толщиной. Всего в арктических морях выделено девять ледяных массивов: Новоземельский, Карский северный, Североземельский, Таймырский, Янский, Новосибирский, Айонский, Врангелевский и Чукотский северный (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема расположения ледяных массивов арктических морей: 1 – Новоземельский, 2 - Карский северный, 3 - Североземельский, 4 - Таймырский, 5 - Янский, 6 - Новосибирский, 7 - Айонский, 8 – Врангелевский, 9 - Чукотский северный

Группу массивов: Карский северный, Таймырский, Айонский и Чукотский называют отрогами ледяного массива Арктического бассейна. Они формируются за счет местных однолетних, а также многолетних льдов, поступающих из Арктического бассейна. В свою очередь бассейны Новоземельский, Североземельский, Янский, Новосибирский и Врангелевский состоят в основном из местных однолетних льдов. Самыми крупными ледяными массивами являются Таймырский и Айонский. Они сильно препятствуют прохождению судов в течение навигационного периода.

Данные о ледяных массивах (такие как площадь) можно также найти на сайте ААНИИ http://www.aari.nw.ru/projects/ECIMO/index.php.

КЛИМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ МОРСКИХ ЛЬДОВ В АРКТИЧЕСКИХ МОРЯХ И АРКТИЧЕСКОМ БАССЕЙНЕ

Климат в Арктике очень непостоянен. Рассмотрим как меняются некоторые характеристики климата с течением времени.

КОЛЕБАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ

В Арктике отмечены значительные колебания климата. Это обуславливает климатические изменения ледовых условий в морях, а также площади ледяного покрова.

В ААНИИ проведено множество исследований по этому вопросу. Они показали, что долговременные изменения средней температуры воздуха в течение года в приповерхностном слое, ледовитости морей и других гидрометеорологических показателей характеризовались наличием циклических колебаний. Причем разной продолжительности: 60, 20, 10 лет и менее. Это происходило из-за линейного тренда потепления. Есть предположение, что этот тренд – часть сверхвекового цикла, продолжающегося уже около 200 лет.

В 20 веке, начале 21-ого можно выделить цикл, который описывает все климатические феномены в Арктике: понижение температуры в начале 20 века, потепление в 1920-1940 гг., похолодание 1960-1985 гг., потепление с 1985, пик которого пришелся примерно на 2005 год. Происходит чередование холодных и теплых фаз в цикле (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Аномалии среднегодовой температуры воздуха в широтной зоне 70-85° с.ш.

 

КЛИМАТИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ ЛЕДОВИТОСТИ (ПЛОЩАДИ ЛЬДОВ) В АРКТИЧЕСКИХ МОРЯХ ЕВРАЗИЙСКОГО ШЕЛЬФА

Очень многие характеристики ледяного покрова изменялись во времени: площадь льдов, сплоченность, толщина и другие. Климатические изменения 20 века – начала 21 можно охарактеризовать наличием отрицательного линейного тренда. На его фоне и происходили циклические колебания, которые продолжались 60, 20 и 10 лет.

В морях запада Арктики (Гренландское, Баренцево, Карское) наблюдался отрицательный линейный тренд ледовитости. На его фоне происходили долговременные колебания. Основным циклом здесь был – 60-летний (Рисунок 3, а).

На морях востока Арктики (Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском) тренда не наблюдалось, колебания суммарной ледовитости до 2000 года проходили около среднего значения. В данном регионе происходит межгодовая изменчивость и 60-летний цикл выражен гораздо меньше (Рисунок 3, б).

Рисунок 3 – Изменение суммарной ледовитости в западных (а) и восточных (б) морях в 1900-2008 гг. Прямые линии – линейный тренд

Можно выделить три вида ледовых условий – легкие, средние и тяжелые. Их можно выделить вследствие межгодовой изменчивости условий, под влиянием которых формируется ледяной покров. Основное отличие трех видов ледовых условий ­­- состояние основных элементов ледяного покрова и их распределение по акваториям морей.

По показателям ледовых условий в арктических морях для августа, З.М. Гудкович провел типизацию ледовых условий в каждом из морей региона. После чего была сделана оценка повторяемости типов в разные климатические периоды: теплый, холодный.[3]

В качестве критерия использовалась величина ± 0,2A, где A – многолетний размах колебаний показателя (того, с помощью которого строится типизация; например, ледовитость или площадь ледовых массивов). Если значение показателя не превышало среднее более чем на 0,2А, то ледовые условия – тяжелые. Если меньше 0,2А – условия легкие. Все остальные условия относились к средним.

Можно сделать вывод о климатических периодах: первый теплый период в Арктике приходился на 1920-1955 гг., холодный – 1955-1985 гг. Второй теплый период начался в 1985 года и продолжается до настоящего времени.


Библиографический список
  1. Государственный научный центр "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" [Электронный ресурс] // ААНИИ: [сайт]. [2014].  URL: http://www.aari.nw.ru/main.php?lg=0// (дата обращения: 15.09.2014).
  2. Государственный научный центр "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" [Электронный ресурс] // Отдел ледового режима и прогнозов ААНИИ: [сайт]. [2014].  URL: http://www.aari.nw.ru/dept/olrip/historia.html// (дата обращения: 15.09.2014).
  3. Национальный  банк данных по снегу и льду NSIDC (National Snow & Ice Data Center) [Электронный ресурс] // NSCDC: [сайт]. [2014].  URL: http://nsidc.org/arcticseaicenews/tag/ice-extent// (дата обращения: 15.09.2014).
  4. Миронов Е.У. Опасные ледовые явления для судоходства в Арктике. -  СПб.: ААНИИ, 2010. - 320 с.
  5. Мельников И.А. Современная экосистема арктического морского льда: динамика и прогноз // Доклады Академии наук. -  2008. – Т. 423, №  6. -  с. 1-4.

 



Все статьи автора «Зеленина Лариса Ивановна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: