СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................. 5
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА ГРЕНЛАНДСКОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ................................................................................ 13
1.1. Физико-географические особенности региона......................................13
1.2. Характеристика ледовых наблюдений..............................................23
1.2. /. Данные визуальных авиационных ледовых разведок и снимков
искусственных спутников Земли............................................23
1.2.2. Данные инструментальных авиационных съемок..............................26
1.2.3. Данные гидрометеорологических станций...................................27
1.2.4. Данные наблюдений с научно-исследовательского ледокола "Отто
Шмидт”...................................................................29
1.3. ФОРМИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ ПО ПАРАМЕТРАМ ЛЕДОВОГО РЕЖИМА..........................30
1.3.1. База данных по распределению льда.......................................31
1.3.2. База данных по срокам ледовых фаз и толщине льда........................34
1.4. Характеристика ледяного покрова региона........................................39
1.4.1. Площадь льдов...........................................................39
1.4.2. Г|раницы распространения ледяного покрова...............................43
1.4.3. Ледообмен...............................................................45
1.4.4. Айсберги................................................................4Я
1.5. Районирование морей по ледовым признакам.......................................50
1.5.1. Однородные районы Гренландского моря....................................51
1.5.2. Однородные районы Баренцева моря........................................54
2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕДОВОГО РЕЖИМА ГРЕНЛАНДСКОГО МОРЯ........................................60
2.1. Сезонная и многолетняя изменчивость площади льда...............................60
2.1.1. Сезонная изменчивость площади льда......................................60
2.1.2. Многолетняя изменчивость площади льда...................................68
2.2. Характеристика дрейфа льда.....................................................74
2.2.1. Сезонные изменения дрейфа льда..........................................74
2.2.2. Пространственное распределение дрейфа льда..............................78
2.3. особенности распределения ледяного покрова в течение годового цикла............83
2.3.1. Положение кромки льда...................................................83
2.3.2. Сплоченность льда.......................................................90
2.3.3. Возрастной состав ледяного покрова......................................96
2.3.4. Формирование и изменчивость «ледового мыса»............................102
2.4. Оценка морфометрических характеристик ледяного покрова........................IЮ
2.4.1. Толщина ровного льда...................................................111
2.4.2. Толщина льда с учетом торосистых образований...........................1 IX
2.4.3. Объем льда..............................................................125
2.5. Главные особенности ледового режима однородных районов Гренландског о моря и
КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ПРОЦЕССЫ ИХ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ........................................126
2.5./. Главные особенности ледового режима однородных районов..................126
2.5.2. Крупномасштабные процессы, определяющие формирование ледовых
условий в Гренландском море...............................................132
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕДОВОГО РЕЖИМА БАРЕНЦЕВА МОРЯ___________________________________________ 139
3.1. СЕЗОННАЯ И МНОГОЛЕТНЯЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛОЩАДИ ЛЬДА................................139
3. /. I. Сезонная изменчивость площади льда....................................139
3.1.2. Многолетняя изменчивость площади льда...................................144
3.2. Характеристика дрейфа льда......................................................150
3.2.1. Пространственное распределение дрейфа льда..............................151
3.2.2. Синоптическая изменчивость дрейфа льда иоценка его ветровой
составляющей..............................................................155
3.3. Ледообразование и формирование припая...........................................158
3.4. Особенности распределения ледяного покрова в течение годового цикла.............164
3.4.1. Положение кромки льда...................................................164
3.4.2. Распределение сплоченности льда........................................./69
3.4.3. Возрастной состав ледяного покрова.................................... 177
3.4.4. Оценка вероятности вторжения карских льдов в югО'восточную часть Баренцева моря................................................................../XI
3.5. Оценка морфометрических характеристик ледяного покров а.........................185
3.5.1. Толщина ровного льда....................................................1X5
3.5.2. Толщина льда с учетом торосистых образований............................190
3.5.3. Оценка объема льда......................................................201
3.6. Главные особенности ледового режима однородных районов Баренцева моря и
крупномасштабные процессы их определяющие........................................203
3.6.1. Главные особенности ледового режима однородных районов..................203
3.6.3. Крупномасштабные процессы, определяющие формирование ледовых
условий в Баренцевом море.................................................2/0
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ В ГРЕНЛАНДСКОМ И БАРЕНЦЕВОМ МОРЯХ215
4.1. Методология долгосрочного прогнозирования ледовых условий.......................215
4.1.1 Методические принципы долгосрочных прогнозов ледовых условий.............215
4.1.2. Обзор методов долгосрочных ледовых прогнозов для акваторий Баренцева
и Гренландского морей.....................................................220
4.2. Типизация ледовых условий.......................................................225
4.2.1. Типизация ледовых условий Гренландского моря............................226
4.2.2. Типизация ледовых условий Баренцева моря................................231
30
величину перемещения льда вместе с ледоколом, а затем рассчитать ею скорость. Средняя погрешность определения местоположения ледокола составляла около 300 метров.
1.3. Формирование баз данных по параметрам ледового режима
Базы данных по параметрам ледового режима являются важным блоком гидрометеорологической информационной системы для Арктики (Формирование, 1995). Использование баз данных, основанных на современных компьютерных технологиях, дает огромное преимущество для решения как исследовательских, так и прикладных задач.
Характеристики морского льда можно объединить в два крупных блока - ледовых условий и состояния ледяного покрова (табл. 1.9). Характеристики ледовых условий подразделяются на параметры пространственного распределения льда и параметры поля дрейфа льда. Характеристики состояния ледяного покрова подразделяются на морфометрические параметры ледяного покрова и физико-механические свойства льда (Миронов, 1997). В настоящей работе не рассматриваются электрические;, оптические, акустические и радиолокационных характеристики ледяного покрова (Морской лед, 1997), которые не входят в круг задач настоящего исследования.
Таблица 1.9. Структура характеристик ледяного покрова
ЛЕДОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Ледовые условия Состояние ледяного покрова
Пространственное распределение льда Поле дрейфа льда Морфометрические параметры Физико-л іеханические свойства
Кромка льда Скорость дрейфа Толщина льда Температура льда
Граница припая Направление дрейфа Число гряд торосов Солек ость льда
Сплоченность Ледообмен Верхний рельеф льда Структура льда
Торосистость Нижний рельеф льда Текс ура льда
Полыньи Положение стамух Прочность льда
Разрывы Размеры стамух Деформации льда
31
Возможны две основные формы представления ледовой информации - в виде полей (карг) пространственного распределения характеристик и в виде таблиц значений, характеризующих параметр ледяного покрова в точке или локальном районе.
В виде полей пространственного распределения могут быть представлены следующие характеристики: сплоченность, возраст льда, торосистость, р;1зрушенность, заснежснность, границы припая и полыней, положение и размеры разрь вов. толщина льда, вектора дрейфа льда.
В виде таблиц значений, характеризующих параметр льда в точке, могут быть представлены следующие характеристики: ледовые фазы по измеренгям на ГМС, толщина льда и ширина припая по измерениям на ГМС, морфометрическис характеристики льда и торосов по профильным измерениям, физико-механические свойства льда.
Учитывая огромный объем архивных данных и разнообразие форм хранения информации, первоочередность создания баз данных определялось с учетом их актуальности и необходимости. В настоящее время для Гренландского и Баренцева морей созданы базы данных по распределению сплоченности и кромки льда (Отчет, 1995), по ледовым фазам и толщине льда, по измерениям на ГМС (Отчет, 1996). Комплексный анализ всех данных о морских льдах позволит получить системное описание ледового режима исследуемых морей.
1.3.1. База данных по распределению льда
Для формирования базы данных по распределению сплоченности и положению кромки льда в Гренландском и Баренцевом морях использовались ледовые карты, выпускаемые метеорологическим центром Брекнелл, с 1968 по 1994 гг., с декадной дискретностью в течение всего года. Эти карты постоянно детализируются v пополняются по мере усовершенствования инструментальных методов наблюдений. Тем не менее, информацию о распределении основных градаций сплоченности льда можно полагать достаточно однородной за весь период выпуска таких карт.
Информация по распределению льда описывается следующими параметрами: море (район), характеристика ледовых условий (сплоченность, кромка), ряд (период, сезон), временная дискретность, пространственная дискретность.
Учитывая точность построения комплексных карт для формирования базы данных использовалась координатная сетка с квадратами 50x50 км. При построении