Проблемы Арктики и Антарктики
Not a member yet
266 research outputs found
Sort by
Основные физические и механические характеристики льда по результатам экспедиции «Трансарктика-2019»
No full textВ экспедиции «Трансарктика-2019» были выполнены работы по определению физико-механических характеристик однолетнего льда поля сморози и поля двухлетнего льда. Поле сморози является ледяным образованием, сформированным в процессе динамического метаморфизма. В работе представлены данные по температуре, солености, плотности, текстуре, прочности при центральном изгибе круглых пластин, локальной прочности и прочности при одноосном сжатии образцов льда, выбуренных параллельно и перпендикулярно поверхности льда. Средние значения локальной прочности были близки к значениям, получаемым по квадратичной аппроксимации для льдов в районе НИС «Ледовая база Мыс Баранова». В целом механические характеристики ровного льда аналогичны характеристикам прочности льда с преобладанием волокнистой структуры
Сгонно-нагонные колебания уровня воды в Новом Порту (Обская губа)
Get PDFЦелью исследования было рассмотрение характеристик сгонно-нагонных колебаний уровня воды в бухте Новый Порт (Обская губа), полученных по новой для данного объекта методологии. Выполнен анализ качества срочных наблюдений за уровнем воды. Сформированы однородные ряды уровней с учетом необходимых поправок, выявленных в результате анализа высотной основы поста и применения способа контроля и калибровки многолетних срочных наблюдений за уровнем. На основе использования новых средних оценок гармонических постоянных прилива получены массивы остаточных уровней. По рядам остаточных уровней выполнен анализ величины и продолжительности сгонов и нагонов. При этом сгоны рассматривались относительно остаточного уровня 95-процентной обеспеченности, нагоны — относительно 5-процентной обеспеченности. Изложены результаты оценок сгонно-нагонных колебаний уровня воды, приведены статистические характеристики.Авторы статьи подтверждают отсутствие конфликта интересов.
Сравнительный анализ прямых измерений толщин льда и высот снега, наблюдений Cryosat-2 и численных оценок системы PIOMAS
Get PDFТрансформация атлантической воды в северо-восточной части Баренцева моря в зимний сезон
Get PDFHydrographic observations, carried out in March-May, 2019 during “Transarktika-2019” expedition onboard R/V “Akademik Tryoshnikov” allowed studying mechanisms of Atlantic Water (AW) transformation in the Barents Sea. Although this research topic is rather traditional for oceanographic studies, there are still a number of questions, which require clarification. Among these is a deeper understanding of the AW transformation in specific regions in cold season, when the coverage by observations is scarce. In this study we performed temperature and salinity (TS) analysis of conductivity — temperature — depth (CTD) data, collected in the north-eastern “corner” of the Barents Sea — this is the area with difficult access in winter due to high concentration of pack ice. The results allowed identification of areas along the pathways of AW branches, where various types of open sea convection and cascading acted as dominant processes of AW properties change. We distinguish several driving mechanisms controlling modification of the waters of Atlantic origin. An advantage of winter measurements is that the active stage of AW transformation mechanisms is explicitly observed at the consecutive CTD sections
Изгиб ледяного поля под действием момента
Get PDFThe paper presents an approximate solution to the previously unsolved problem of a semi-infinite ice plate bending under the action of concentrated and distributed moments. It is shown that the load from the moment on the ice field occurs when the latter is affected by significant horizontal forces, whose area of application does not encompass the entire thickness of the ice cover. The need to consider this type of horizontal forces has recently arisen in connection with the consideration of a number of applied problems of marine ice engineering. The interaction of ice with vertical shipboards or those inclined at small angles causes ice failure in the immediate vicinity of the boards under the action of horizontal forces. The paper gives an approximate solution to the problem. The results of calculations show that the concentrated moment is not able to break the ice cover near ship sides. At the same time, the moment distributed over some part of the ice edge may induce such failure. The paper obtains theoretical relations to describe this process approximately.В работе дано приближенное решение ранее не рассматривавшейся задачи об изгибе полубесконечной ледяной пластины под действием сосредоточенного и распределенного моментов. В работе показано, что нагрузка от момента на ледяное поле возникает при действии на него значительных по величине горизонтальных сил, область приложения которых не захватывает всю толщину ледяного покрова. Необходимость учета такого рода горизонтальных сил возникла в последнее время в связи с рассмотрением целого ряда прикладных задач морской ледотехники. При взаимодействии со льдом вертикального или мало наклоненного борта судна наблюдается разрушение льда в непосредственной близости от борта, которое вызвано действием горизонтальных усилий. В работе приводится приближенное решение поставленной задачи. Результаты расчетов показали, что действие сосредоточенного момента не может вызвать разрушение ледяного покрова у борта. В то же время распределенный по некоторому участку кромки льда момент может приводить к появлению таких разрушений. В работе получены теоретические зависимости, позволяющие приближенно описывать этот процесс
Межгодовая изменчивость характеристик поверхностного слоя и галоклина Арктического бассейна
Get PDFAs the area of the sea ice cover has considerably reduced in the recent years, the Arctic Ocean surface layer has become more exposed to the effect of atmospheric processes. In order to evaluate the influence of the new conditions on the surface layer state, a large array of winter oceanographic data was used to calculate the Arctic Ocean mixed layer thickness and salinity along with the thickness and salinity of the halocline layer for the 1950-2013 period. Analysis of the interannual variability of the surface layer parameters listed has shown that the mixed layer thickness has increased in recent years, from 30-35 m in 1950-70s to 40-44m in 1980-2000s. The halocline thickness, conversely, has decreased from 65m in 1950-90s to 50 in the 2000s. At the same time, mixed layer salinity and the salinity of the halocline layer has become lower in the 2000s by about 0,5 % compared with 1950-90s. Three periods with distinctive configurations of the fields of the surface layer parameters have been identified. These quasi-20-year periods correspond to different climatic stages with different regimes of the atmospheric circulation. However, this is certainly not the only cause of the changes that occur in the surface layer condition. To reveal other causes of these changes, statistical methods were used to analyze the time series of the Arctic Ocean surface layer parameters. Linear regression equations allowed us to find out that the variability of the mixed layer thickness and salinity is almost equally determined by changes of the atmospheric circulation and fluctuations of the water exchange with the neighboring oceans along with river runoff and ice processes. At the same time, the thickness and salinity of the halocline layer strongly correlate with mixed layer parameters and, as there is no direct contact with the atmosphere, their variability is determined mostly by the mixed layer condition and the underlying Atlantic waters.В связи с уменьшением площади ледяного покрова верхний слой Северного Ледовитого океана в последние годы стал более доступен для непосредственного влияния ветра и солнечной радиации. В данной статье особое внимание уделяется исследованию реакции верхнего слоя на изменения условий окружающей среды и вероятных механизмов проявления данных изменений в изменчивости состояния верхнего слоя. Был проанализирован массив океанологических данных за зимний период 1950-2013 гг., произведен расчет толщины и солености верхнего перемешанного слоя, а также толщины и солености слоя галоклина. На основе уравнений линейной регрессии были получены статистические модели связи перечисленных параметров верхнего слоя с различными факторами окружающей среды, такими как индексы атмосферной циркуляции, водообмен с соседними океанами, речной сток и ледовые процессы
Пространственное положение кромки льдов в августе – сентябре в восточных морях России в начале XXI в.
Get PDFПо данным наблюдений за 1981–2018 гг. проведен анализ широтного положения кромки льдов в августе – сентябре в восточных морях Российской Арктики (Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском). Установлено, что исходный ряд состоит из двух существенно различающихся частей: 1981–2001 гг. с устойчиво южным положением кромки и 2002–2018 гг. с устойчиво северным положением кромки. При этом размах колебаний в положении кромки между экстремальными годами составляет около 1000 км. Показано, что режим пространственного смещения кромки на север отличается в западной и восточной части акватории, по разные стороны от Новосибирских оcтровов. В течение 2002–2010 гг. наибольшее смещение кромки на север наблюдалось в Чукотском и Восточно-Сибирском морях (максимум 2007 г.), а в течение 2011–2018 гг. — в море Лаптевых (максимум 2014 г.). Исходя из волновой природы колебательного изменения положения границы льдов, предполагается, что в течение 2020-х гг. следует ожидать некоторого возвратного движения кромки льдов в южном направлении.Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов
Циклическая структура и предпосылки прогнозирования продолжительности арктических вторжений на ближайшее десятилетие
Get PDFThe Duration of Arctic Invasions (DAI) is known to be connected with various climatological indexes. This paper presents the results of a study of DAI changes in various sectors of the Northern Hemisphere from 1899 to 2017. To this end, we used the classification of circulating mechanisms of the Northern Hemisphere by B.L. Dzerdzeevsky.The basic attention was paid to the study of the trend component of the temporal variability of the duration of Arctic invasions; to the assessment of long-period cyclic fluctuations of the DAI; and to the forecasting the duration of Arctic invasions over the next decade in the Northern Hemisphere sectors.To analyze the components of the change in the duration of Arctic invasions and its forecast, we used: a description of the initial data using a linear trend, approximation of time series by the Savitsky-Golay method, spectral analysis and spectral-time analysis, as well as the component-harmonic method.We found a significant increase in the duration of Arctic invasions in the Pacific and Atlantic sectors and its significant decline in the European and American sectors. In deviations from the trend, a powerful quasi-fifty-year component for five sectors is clearly manifested; whereas in the European sector the deviation is rather weak and quasi-thirty-year fluctuations dominate here. What is more, quasi-20-year fluctuations in the variability of DAI were revealed, we predict DAI estimates for the next 10 years by combining the trend and two quasi-cyclic fluctuations. According to our forecast an increase in the duration of Arctic invasions will occur from 2022 in the European sector. In the Atlantic sector, DAI growth will begin in 2019 and continue until 2023, and then DAI will fall. In other sectors, there will be a decrease in the duration of Arctic invasions starting from 2016. The decrease in American sector starts only from 2022.Исследованы пространственно-временные изменения продолжительности арктических вторжений (ПАВ) в различных секторах Северного полушария. В основу исследования положена классификация циркуляционных механизмов по Б.Л. Дзердзеевскому. Детальный анализ линейных трендов и циклических колебаний в изменении продолжительности арктических вторжений с использованием компонентно-гармонического метода позволил получить прогностические оценки ПАВ на ближайшее десятилетие
Особенности турбулентного теплообмена вблизи всторошенных участков морского льда
Get PDFThe studies of the features of turbulent heat exchange were carried out for the first time in domestic practice near ice ridge areas of sea ice using an unmanned aerial vehicle (UAV) as part of the expedition "Transarktika-2019" onboard the R/V “Akademik Tryoshnikov”. An original measuring complex designed in AARI, was used to assess the characteristics of the ice surface (ice ridges, flat areas of ice). This made it possible to obtain comparative estimates of the albedo and surface temperature of different morphometric structures of the sections of the ice field, where the expedition's ice camp was organized. Measurements of air temperature and wind velocity were carried in the atmospheric surface layer on flat snow-covered areas of sea ice out from the windward and leeward sides of the ridge in parallel with the UAV flights. As a result of the experiments, it was found that the ice ridges areas have a lower albedo and surface temperature compared to neighboring areas of flat sea ice on average. Turbulent heat fluxes from the windward side of the hummock ridge exceed similar values recorded from the leeward side under conditions of unstable stratification in the atmospheric surface layer and exceed the fluxes calculated for conditions of flat ice on the sections with absence of hummocks, on average. In total, the nature and intensity of turbulent heat conduction in the ice ridges area differs from the analogous values observed on the flat sea ice cover. It is possible that the assessment of heat conduction with the atmosphere requires a certain revision, against the background (within the conditions) of thin first-year ice increasing which is more prone to hummocking than multi-year ice
Критические уровни летней межени на устьевых участках рек Обско-Тазовского региона
Get PDFSituations in which water levels in summer fall below design (critical) marks for at least 10 days are considered dangerous phenomena. In such situations, navigation is hampered or stopped, resulting in significant economic damage. As our previous studies have shown, the mouth areas of the rivers of the Ob-Taz region that are used for navigation are prone to these dangerous phenomena. The aim of this work is to analyze the duration of the water level standing below the design marks and to estimate its characteristics for the navigation period at the posts Salekhard, Aksarka, Nyda, Nadym, Samburg, Sidorovsk, Tasovsky, Nahodka over an extended series of observations. Of the posts listed, the analysis has not previously covered Aksarka and Nadym data. Project levels have changed for some of the posts over the years, requiring updated estimates. The analysis was carried out on the basis of average daily levels at the posts for the period 1936-2013 published in the annual edition of the Water cadastre. If necessary, information on the water flow was included. Unfortunately, the quality of the data for most of the posts except Salekhard is not satisfactory due to numerous passes. The technique consists in the analysis of continuous level standing relative to the design values by specified intervals of duration. The results show that all the posts experienced levels lower than the design marks. In Nahodka it happened annually, in Nadym, Samburg, Sidorovsk — in 75.6 %, 68.3 %, 54.2 % of all the years of observations, respectively. Of all the cases of standing levels below the design mark, those of continuous standing with a dangerous duration were observed in Sidorovsk 71 %, Nadym 67.3 %, Samburg 41.1 %, Nahodka 40.0 %, Aksarka 26.1 %, Nyda 19.1 %, Salekhard 16.7 %. Only in Tasovsky were there no cases of dangerous duration. The largest number of years with dangerous cases fall on the 10-th anniversary of 1981-1990. In individual navigation seasons, two to four cases of continuous standing levels of dangerous duration were observed. At the same time, minimum average daily levels fell below critical values by a value from 189 cm (Nahodka) to 53 cm (Samburg). The maximum number of days with cases of dangerous duration in one season was in shares from the period of open channel from 91.4 % (Nahodka) to 36.6 % (Salekhard). The sum of days with levels below the design values for the season depends inversely on the amount of river flow.Выполнены анализ продолжительности стояния уровня воды ниже проектных отметок и оценка его характеристик за навигационный период на постах Салехард, Аксарка, Ныда, Надым, Самбург, Сидоровск, Тазовский, Находка на рядах наблюдений по 2013 г. Выделены случаи непрерывного стояния уровней не менее 10 суток, что относится к опасным явлениям. В результате анализа получены оценки продолжительности и повторяемости непрерывного стояния уровней в периоды открытого русла за каждый год, за 10-летние интервалы, за многолетие. Определены соотношения частоты и продолжительности опасных случаев с продолжительностью навигационных периодов. Установлены превышения критических уровней над минимальными за периоды наиболее продолжительных случаев непрерывного стояния за сезон открытого русла. Выполнено сравнение суммарной за сезон продолжительности стояния уровней ниже проектных значений с характеристиками стока воды для постов при наличии необходимой информации