научная статья по теме ДРЕЙФ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЙСБЕРГОВ В ПРОЛИВЕ БОРИСА ВИЛЬКИЦКОГО ПО ДАННЫМ ДЕТАЛЬНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Космические исследования

Текст научной статьи на тему «ДРЕЙФ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЙСБЕРГОВ В ПРОЛИВЕ БОРИСА ВИЛЬКИЦКОГО ПО ДАННЫМ ДЕТАЛЬНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ^^^^^^^^ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ

ДРЕЙФ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЙСБЕРГОВ В ПРОЛИВЕ БОРИСА ВИЛЬКИЦКОГО ПО ДАННЫМ ДЕТАЛЬНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

© 2015 г. А. А. Кучейко1*, А. Ю. Иванов2, А. А. Давыдов3, А. Ю. Антонюк1

Инженерно-технологический центр "СКАНЭКС", Москва 2Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 3ФГУП "Атомфлот", Мурманск

*E-mail: kucheiko@scanex.ru Поступила в редакцию 26.05.2014 г.

Рассматриваются вопросы обнаружения и определения параметров айсбергов в российских арктических морях с помощью спутниковых радиолокационных и оптических изображений среднего и высокого пространственного разрешения, принимаемых со спутников EROS-B, Radarsat-1, Radarsat-2, SPOT-4 и SPOT-5. В июле-сентябре 2011-2013 гг. ИТЦ "СКАНЭКС" совместно с ФГУП "Атом-флот" и другими организациями-партнерами провел оперативный спутниковый мониторинг айсбергов в Карском море и море Лаптевых. Было принято и обработано более 130 детальных оптических и радиолокационных изображений. В качестве экспериментального полигона был выбран прол. Бориса Вилькицкого, как одно из наиболее узких и опасных мест на Северном морском пути. В результате проведена оценка распределения айсбергов в проливе в навигационный период 20112013 гг. и определены размеры айсбергов, их площадь, направление дрейфа и высота.

Ключевые слова: пролив Б. Вилькицкого, айсберги, спутниковый мониторинг, радиолокационные и оптические снимки

DOI: 10.7868/S0205961415040065

АЙСБЕРГИ В ПРОЛ. БОРИСА ВИЛЬКИЦКОГО

Спутниковый мониторинг потенциально опасных ледяных образований (ледяных полей, айсбергов, стамух и др.) в Арктической зоне РФ является необходимым условием обеспечения безопасности и эффективности операций на шельфе, особенно в связи с новым этапом развития хозяйственной деятельности в Арктике. Арктический морской лед представляет собой важную компоненту системы океан—атмосфера и влияет не только на климат и погоду, но и на самого человека и его среду обитания. Данные о дрейфе льда, его пространственном распределении, типах, возрасте, наличии айсбергов и стамух крайне важны для судоходства, рыбного промысла, добычи нефти и газа в полярных морях. В настоящее время наиболее эффективным средством наблюдения является дистанционное зондирование с использованием радиолокационных и оптических систем наблюдения. Данной проблеме посвящено большое количество научных публикаций, среди которых отметим работы (Johannessen et al., 2006; Александрова и др., 2008; Смирно-

ва, 2011, 2012) — в них освещались различные аспекты мониторинга льда и ледовых образований в арктических морях с помощью спутниковых данных.

Прол. Бориса (Б.) Вилькицкого, отделяющий п-ов Таймыр от арх. Северная Земля и соединяющий Карское море с морем Лаптевых, был открыт в 1913 г. русской гидрографической экспедицией на судах "Таймыр" и "Вайгач". Пролив получил название в честь ее начальника — русского морского офицера и гидрографа Б.А. Вилькицкого (Поспелов, 2003). Длина пролива превышает 104 км, ширина в самом узком месте — 56 км а глубина моря находится в пределах от 32 до 210 м.

По мере интенсификации судоходства в Российской Арктике прол. Бориса Вилькицкого становится критически важным участком Северного морского пути. По данным анализа результатов спутникового мониторинга судоходства по сигналам судовых систем АИС авторами установлено, что в навигацию 2013 г. через прол. Б. Вилькицкого прошли около 67 судов (92%), в то время как по трассам в обход с севера архипелага Северная Земля прошли только шесть судов (рис. 1;

опНпе-версия статьи с цветными рисунками размещена на сайте электронной библиотеки www.elibrary).

Значительную опасность для судоходства в прол. Б. Вилькицкого представляют айсберги, образующиеся на выводных ледниках арх. Северная Земля. Особую роль в продуцировании айсбергов играют выводные ледники Академии Наук, Русанова, Карпинского, Университетский, Семенова-Тян-Шанского и Гротов. Из ледяных берегов се-вероземельских островов протяженностью около 500.8 км на долю айсберговых фронтальных обрывов высотой 15—30 м приходится примерно 191.5 км (Саватюгин, Шевнина, 2003).

О частоте появления айсбергов в прол. Б. Виль-кицкого можно судить по данным, опубликованным в Атласе арктических айсбергов (ЛЬгашоу 1996). Максимальное число айсбергов, усредненное на август месяц по квадратам размером 100 х х 100 км, составляет от 40 до 100. Аналогичные показатели в Арктической зоне РФ встречаются только у о-ва Комсомолец и в районе арх. Земля Франца-Иосифа.

Айсберги рассматриваются как опасные ледяные образования материкового происхождения на шельфе замерзающих морей. В общем случае опасными считаются следующие виды льда материкового происхождения (Смирнов, 2012):

1) ледяной дрейфующий остров — большой кусок плавучего льда, который откололся от арктического шельфового ледника (толщина 30—50 м,

площадь от нескольких тысяч квадратных метров до 500 км2 и более);

2) айсберг — массивный отколовшийся от ледника кусок льда любой формы, который выступает над уровнем моря более чем на 5 м;

3) обломок айсберга — большой кусок плавающего глетчерного льда, обычно выступающий над уровнем моря на 1—5 м (площадь около 100—300 м2);

4) кусок айсберга — кусок льда материкового происхождения меньшего размера, чем обломок айсберга или крупный несяк, выступающий над поверхностью моря менее чем на 1 м (площадь около 20 м2).

Возможности обнаружения айсбергов из космоса и методы комплексного спутникового мониторинга айсбергов среди водной поверхности, припая и дрейфующего льда были исследованы учеными Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) и Центра Нансена (Александров и др., 2008; Мац-кевич, Смирнов, 2011; Спутниковые методы..., 2011; Смирнов, 2012).

В качестве основных средств спутникового мониторинга айсбергов используются многофункциональные радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА), а вспомогательных — оптические мультиспектральные сканеры среднего и высокого пространственного разрешения. Ниже представлены результаты исследования ледовой обстановки в прол. Б. Вилькицкого, кото-

рое сделано с использованием подспутниковых данных ААНИИ и ФГУП "Атомфлот".

ЛЕДОВАЯ ОБСТАНОВКА В ПРОЛ. Б. ВИЛЬКИЦКОГО В 2011 г.

К особенностям навигации 2011 г в прол. Б. Виль-кицкого можно отнести следующие: в течение года в проливе так и не установился устойчивый припай; было отмечено необычно большое число айсбергов в проливе, как с проходящих судов, так и на космических снимках.

Среди факторов, повлиявших на формирование описанных аномальных условий могли быть следующие. В течение зимы—весны 2011 г. отмечалось перемещение циклонов через Баренцево и Карское моря на восток, причем ложбины их центров были направлены в сторону арх. Северная Земля, что способствовало значительной адвекции тепла на восток Карского моря и запад моря Лаптевых (по данным приземного анализа, представленным на сайте ААНИИ http://www. aari.nw.ru/main.php?lg=0). В результате такого развития синоптических процессов средняя температура периода март—апрель—май в 2011 г. стала наивысшей за весь период наблюдений (по данным NASA, http://data.giss.nasa.gov/ gistemp/station_data/#form), что в свою очередь способствовало развитию столь легкой ледовой обстановки и образованию значительного количества айсбергов.

По данным спутниковой съемки прол. Б. Виль-кицкого установлено, что даже в апреле—мае в период максимального развития ледового покрова южная часть пролива находилась подо льдом сплоченностью 8—9 баллов, при этом припай здесь так и не установился. Уже во второй половине июля пролив практически очистился ото льда, и легкая ледовая обстановка здесь наблюдалась вплоть до конца октября, когда началось ледообразование.

Практически в течение всего периода навигации 2011 г., проходящими судами и по данным космосъемки в проливе отмечалось необычно большое количество айсбергов и их обломков. Пространственное распределение айсбергов, обнаруженных по данным спутниковой съемки и судовых наблюдений в 2011 г., приведено на рис. 2.

Необходимо отметить высокую концентрацию айсбергов и обломков айсбергов вдоль северного берега пролива у о. Большевик, куда они попадали благодаря постоянному течению вдоль северного берега пролива на запад со скоростью 0.2 узла. Дрейфу айсбергов на запад могут способствовать также приливные течения, направленные из моря Лаптевых в Карское море, а также течения под воздействием северных и восточных ветров. У южного берега о-ва Большевик часто наблюдают-

ся айсберги, севшие на мель, которые затем в результате ледообразования могут быть вморожены в припай. Айсберги, сидящие на мели у побережья п-ова Таймыр, наблюдались значительно реже.

ЛЕДОВАЯ ОБСТАНОВКА В ПРОЛ. Б. ВИЛЬКИЦКОГО В 2012 г.

В конце 2011 г. ледообразование в прол. Б. Виль-кицкого началось 23—25 октября, на 25 сут позже обычного. Припай образовался в конце первой декады и во второй декаде апреля 2012 г., просуществовал около двух месяцев и в конце мая произошел взлом припая.

В середине июня на западе прол. Б. Вилькиц-кого наблюдался лед сплоченностью 8—10 баллов (обломки полей, крупно, мелкобитый), на востоке — 4—6 баллов. Припай шириной от одной до нескольких миль отмечался только у южного берега о-ва Большевик и вдоль Таймырского побережья. Такое распределение дрейфующего льда в проливе сохранялось до начала августа: на западе за счет выноса северо-западными ветрами льда вдоль западного побережья архипелага Северная Земля мимо м. Неупокоева наблюдалась сплоченность льда 8—10 баллов, на востоке — 4—6 баллов. Окончательное очищение пролива ото льда произошло в начале третьей декады августа.

Ледообразование в прол. Б. Вилькицкого началось 19—20 октября 2012 г. и развивалось медленно из-за адвекции теплого воздуха, преобладавшие юго-западные ветра выносили образовавшийся лед в море Лаптевых, и к концу первой декады ноября здесь все еще преобладали начальные виды льда и молодой лед. В середине декабря в проливе еще преобладал серо-белый лед. Вдоль Таймырского берега в заливах образовался п

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Космические исследования»