Сейчас в Арктике:
Арктическое лето

Дрейф на «Северном полюсе»

Дрейф на «Северном полюсе»
31 Января, 2018, 13:25
Комментарии
Поделиться в соцсетях

Что такое дрейфующие станции?

Дрейфующие научно-исследовательские станции «Северный полюс» - уникальное явление в мировой истории исследований  Северного Ледовитого океана. Создаваемые на естественной платформе – дрейфующих многолетних льдах Арктического бассейна – станции «Северный полюс» получают наиболее чистую информацию о природной среде этой труднодоступной области планеты. Их вклад в исследование высоких широт Арктики исключителен. Работа коллективов учёных в составе экспедиций дрейфующих станций совместно с отечественными высокоширотными воздушными экспедициями «Север» в ХХ веке внесла основной вклад в изучение Центрального полярного (Арктического)  бассейна Северного Ледовитого океана – одного из последних белых пятен на планете. Актуальность такой работы не исчезнет, пока есть дрейфующие льды  в Арктике. С развитием науки существенно изменились приборный комплекс и технологический подход к организации исследований, но основные идеи остаются прежними.

 Каждая современная дрейфующая станция  приносит огромный объём данных, которые крайне важны для прогнозирования погоды, понимания изменения региональных природных процессов и климата планеты. Один день работы современной дрейфующей станции по информативности превышает год работы дрейфующих станций в XX веке! Это наблюдения за процессами и состоянием океана, атмосферы, газообменом, парниковыми газами, радиационными потоками, озоновым слоем, загрязнением... Оцениваются динамика льда и влияние на него всей климатической системы в районе дрейфа. Эта информация важна для принятия глобальных и региональных решений, перспектив развития Российской Арктики, обеспечения различных видов деятельности в арктическом регионе, функционирования трассы Северного морского пути, обеспечения органов власти и населения информацией о фактическом и прогнозируемом состоянии окружающей среды, выпуска экстренной информации об опасных природных явлениях. 

СП-33 так начинался лагерь станции

Последней дрейфующей станцией, работавшей в советский период, стала СП-31. Экспедиция закончила свою работу летом 1991 года, и после этого в исследованиях высоких широт наступила долгая пауза. Уход России из высоких широт Арктики тут же был заполнен возросшей активностью других – в первую очередь, приарктических – государств, но в освоение высокоширотной Арктики стали активно включаться и такие страны, как Германия, Франция, Китай, Япония. Без дрейфующих станций «Северный полюс», которые традиционно считались отечественным и непревзойдённым «ноу-хау», в начале нового тысячелетия перед Россией встала реальная угроза: утратить приоритет по исследованию высокоширотных районов Арктики.

В 2003 году, по  инициативе известного полярного исследователя А.Н. Чилингарова,  правительство Российской Федерации приняло решение возобновить программу научных дрейфов, и 25 апреля была открыта первая российская дрейфующая станция – «Северный полюс-32».  Этот шаг моментально вернул России её исключительное место и значение среди ведущих полярных держав. Российские дрейфующие станции продолжили в XXI веке работу советских дрейфующих станций после двенадцатилетнего перерыва. Наблюдения, выполняемые в ходе научных дрейфов, способствуют росту авторитета России среди мирового научного сообщества. В настоящее время за организацию и проведение экспедиций в рамках проекта «Северный Полюс» отвечает Министерство природных ресурсов и экологии РФ, Росгидромет и ААНИИ.

19.02.2009. Панорама СП-36

За период 2003-2013 год были созданы и успешно работали девять полномасштабных дрейфующих станций: СП-32 – СП-40.

Дрейфующие станции «Северный полюс» организуются в соответствии с распоряжениями правительства Российской Федерации, решением Морской коллегии, приказами Росгидромета. Созданию дрейфующей станции предшествует двухлетняя кропотливая работа коллектива Высокоширотной Арктической экспедиции и большинства научных подразделений ААНИИ, включающая разработку программы исследований, решение финансовых вопросов, подготовку и апробацию аппаратно-измерительного комплекса станции, подбор и подготовку личного состава, организацию снабжения и подготовку лабораторно-жилого комплекса, решение вопросов международного участия в работе станции.

Современные дрейфующие станции – это прекрасно оснащённые в техническом и технологическом плане научные обсерватории.

Организация и высадка современной дрейфующей станции «Северный полюс» осуществлялась Высокоширотной Арктической экспедицией ААНИИ Росгидромета в рамках специальных рейсов научно-экспедиционного судна «Академик Фёдоров» при поддержке атомных ледоколов Росатомфлота или непосредственно атомными ледоколами «Ямал», «Россия», выполнявшими комплексную программу работ и исследований высокоширотной Арктики.

Высадка ледовой базы

Одной из самых сложных задач этих экспедиций оказался поиск льдины для дрейфующей станции, поскольку разрушение ледяного покрова на акватории Арктического бассейна в современных условиях не имеет аналогов за всю историю наблюдений в Арктике. Выбор льдины – один из наиболее ответственных этапов создания станции. После детального изучения ряда районов по снимкам ИСЗ (искусственных спутников Земли) выбираются несколько районов для поиска льдины. Экспедиции на  НЭС «Академик Фёдоров» или на атомных ледоколах направлялись к выбранным полям, но чаще всего детальное обследование их не позволяло высадить станцию, и только после обследования льдин в нескольких выбранных районов удавалось найти льдину, на которую можно было высадить дрейфующую станцию. 

Обычно за трое суток с НЭС «Академик Федоров» или атомного ледокола при вертолётной поддержке, несмотря на периодически ухудшающиеся погодные условия, осуществляется выгрузка на льдину около 350 тонн груза для обеспечения долговременной работы и жизни коллектива дрейфующей станции. В короткий срок развёртывается первая очередь научно-лабораторного и жилого комплекса из 16-20 специальных домиков, палаток-хранилищ, запускаются дизельная (энергетическое сердце станции), радиостанция, вводится в действие научное оборудование метеокомплекса. После первой метеосводки, переданной в систему связи Росгидромета, станция начинает свою научную программу, а судно, ледокол готовятся к отходу, который обычно происходит после открытия станции и поднятия государственного флага России.

Работа каждой станции обычно рассчитана на год. На начальном этапе в течение месяца (октября) выполняются работы по развёртыванию станции, её обустройству; с половины ноября станция приступает к выполнению базового комплекса стандартных метеорологических, ледовых и океанологических наблюдений, а также ряда специальных наблюдений, предусмотренных программой работ. На льдине большую часть дрейфа работает около двадцати полярников.


Обычно в апреле после подготовки взлётно-посадочной полосы и приёма самолётов или вертолётов на  станцию прибывает сезонный состав исследователей, что позволяет расширить комплекс работ фундаментального и оперативно-производственного характера.

Главные направления работ и исследований на российских научно-исследовательских дрейфующих станциях: проведение круглогодичных стандартных и специальных метеорологических, ледовых и океанографических наблюдений, осуществление комплексного мониторинга современного состояния и загрязнения окружающей среды в районе дрейфа, исследование газообмена в системе атмосфера-лёд-океан, постановка специальных экспериментальных работ, направленных на исследование процессов, определяющих климатические изменения в центральной Арктике. Результаты таких исследований и  мониторинга природной среды являются основой для совершенствования технологии слежения за состоянием Северного Ледовитого океана (СЛО), развития и информационного обеспечения методов прогноза погоды и моделей  климата Арктики. 

Основной вопрос, который практически всегда возникает при предложениях провести те или иные крупномасштабные натурные исследования в Арктике, формулируется так: стоит ли тратить значительные силы и средства на организацию дрейфующих станций и осуществление океанологических съёмок покрытых льдом акваторий СЛО? Ответ может быть только положительным. Климатическое и океанографическое значение этого океана, отличающегося уникальными характеристиками, выходит далеко за пределы его границ. Ледяной покров СЛО обладает термодинамической устойчивостью, сохраняется вот уже несколько миллионов лет, распространяясь временами на Северную Атлантику, и оказывает воздействие на глобальный тепловой баланс, а стало быть, на климатическую систему всего земного шара. В процессе взаимодействия с ледяным покровом и атмосферой образующихся и поступающих извне водных масс, их переноса и трансформации, формируются прямые и обратные термодинамические связи. Они обусловливают колебания климатического режима в Северной полярной области, распространяющиеся затем к югу. 

Наблюдающееся в последние два десятилетия глобальное потепление климата, несомненно, должно было отразиться на метеорологическом режиме высоких широт. Подтверждение этому было получено в ходе метеорологических наблюдений на российских дрейфующих станциях СП-32 – СП-40 в 2003-2013гг. В период их дрейфа преобладали положительные аномалии среднесуточных температур воздуха. При этом увеличилась повторяемость экстремальных погодных явлений: максимумов и минимумов температуры воздуха, участились резкие перепады температуры и давления воздуха, возросла интенсивность разовых выпадений осадков, повторяемость штормовых ветров и т.д.

По сути, это было первое после двенадцатилетнего перерыва инструментальное подтверждение изменения климатических параметров и, в частности, продолжающегося потепления нижних слоёв атмосферы высоких широт в Арктике, начавшегося в начале 90-х годов.

Наряду с отмеченным потеплением атмосферы, в последнее десятилетие наблюдаются увеличение интенсивности приповерхностных инверсий и концентрации парниковых газов, положительная аномалия температуры атлантических вод, поступающих в Арктический бассейн СЛО и сокращение площади многолетних морских льдов, что получило в международном сообществе название Rapid Arctic Climate Change (быстрое изменение климата Арктики) и обусловило разработку и реализацию в последние годы ряда национальных и международных программ исследований в Арктике.

Исследования последних лет указывают на существенную роль внутригодовых циклов в формировании межгодовой (климатической) изменчивости СЛО, особенно макромасштабной изменчивости его ледового и гидрологического режимов. При этом летние и зимние процессы в арктических морях и Арктическом бассейне по-разному влияют на перенос и трансформацию поступающих из рек и атмосферы веществ, на биологические, седиментационные (осадочные) и газообменные процессы в Арктическом регионе. Таким образом, сезонные циклы различных характеристик СЛО – ключевые процессы, формирующие климатическую изменчивость метеорологического, ледового, гидрологического, гидрохимического, биологического, седиментационного режимов и экологического состояния океана. Исследовать их целесообразно именно круглогодично.

Уменьшение ледовитости в Арктике

Выводы, полученные российскими учёными из  ААНИИ по результатам комплексных наблюдений в Северном Ледовитом океане в период 2003-2013 гг., имеют научно-стратегический  характер и  важны  в  оценках перспектив развития промышленности в Арктике в ближайшие годы.  

В июне 2013 года в связи с разрушением ледяного поля была эвакуирована дрейфующая станция «Северный полюс-40», работы по исследованию Арктического бассейна в круглогодичном цикле были приостановлены в связи с деградацией морского льда и отсутствием дрейфующих льдов, пригодных для организации новых дрейфующих станций.

В 2015 году в течение четырёх месяцев в Арктическом бассейне работала сезонная дрейфующая станция «Северный полюс-2015», но из-за начавшегося разрушения ледяного поля она была эвакуирована ледоколом в августе.

В то же время задача по возобновлению комплексной научной деятельности не теряет актуальности. В последние годы интерес иностранных государств к высокоширотным исследованиям становится всё более заметным. Есть необходимость поднять научные исследования высоких широт на новый уровень. Речь идёт о строительстве и эксплуатации Ледостойкой самодвижущейся платформы (ЛСП), способной работать круглогодично в высокоширотной Арктике независимо от состояния многолетних дрейфующих льдов.

Ледостойкая самодвижущаяся платформа (проект)

Общий подход к использованию ЛСП предполагает, что платформа с экспедицией на борту, снабжённая топливом и припасами на два-два с половиной года дрейфа, выходит в конце сентября из Мурманска и следует своим ходом в Восточно-Сибирское море, где в начале октября входит в разреженные дрейфующие льды, швартуется к заранее подобранному по спутниковым данным ледяному полю и начинает работы по развёртыванию системы наблюдений. В весенний период (март-апрель) на льдине, у которой пришвартована ЛСП, с помощью бульдозеров будет строиться взлётно-посадочная полоса для осуществления снабжения и ротации личного состава. В летний период (июль-август) экипаж и учёные будут меняться с использованием атомных ледоколов, которые ходят в этот период с туристами к Северному полюсу. При необходимости экспедиции будет оказана авиационная поддержка с ледовой базы «Мыс Баранова» на Северной Земле, с Земли Александры и  с архипелага Шпицберген. Дрейф ЛСП предполагается завершать в Гренландском море после прохождения пролива Фрама, откуда платформа своим ходом приходит в Мурманск.

Создание Ледостойкой самодвижущейся платформы позволит весьма существенно расширить спектр исследований. Например, в области ионосферных наблюдений – на основе приёмной станции наклонного зондирования ионосферы, предназначенной для оперативной диагностики условий распространения КВ-радиоволн внутри северной полярной шапки. Определение диапазона рабочих частот для КВ-радиосвязи представляется крайне необходимым для обеспечения безопасности полётов через Северный полюс. ЛСП сделает возможными геологические исследования в труднодоступных районах Арктического бассейна, химические и экологические исследования на основе аналитических комплексов, позволяющих выполнять высокоточный анализ загрязняющих веществ, а также не проводившиеся ранее исследования механики деформаций и разрушения морского льда с целью совершенствования методов расчёта локальных и глобальных ледовых нагрузок на суда и другие инженерные сооружения. Она позволит проводить акустическую томографию Арктического бассейна – слежение за состоянием гидрофизических полей Северного Ледовитого океана,  вести наблюдения для уточнения магнитных и гравитационных полей (карт) в высокоширотной Арктике, а также многое другое.

После долгих обсуждений в 2017-м году правительство РФ приняло решение о строительстве такой платформы.

 

В.Т. Соколов, начальник Высокоширотной Арктической экспедиции 

Арктического и антарктического научно-исследовательского института Росгидромета

Комментарии