ПРОБЛЕМЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ

В статье приведены результаты анализа характеристик опасных гидрологических явлений и процессов на устьевом участке р. Печоры. В качестве исходных данных использовались материалы наблюдений на гидрологических постах, сведения о произошедших наводнениях и опасных обмелениях, спутниковые снимки. Установлено, что основной ущерб в пределах исследуемого участка создают наводнения стокового и стоково-заторного генезиса. Определено наиболее опасное время образования заторов льда и развития наводнений. Обоснованы связи между уровнями воды и площадью затопления, между максимальными уровнями и продолжительностью затопления. Выделены 4 основных сценария вскрытия Печоры и дельтовых рукавов весной.

Исследованы особенности формирования летних аномальных значений приземной температуры воздуха в районе арх. Шпицберген. В работе использован временной ряд среднемесячных величин приземной температуры воздуха в п. Баренцбург с 1912 по 2023 г. Выявлены значимые различия в характере атмосферной циркуляции, соответствующей аномально теплым и холодным летним сезонам, и рассчитаны корреляционные связи с индексами атмосферной циркуляции. Наибольшая статистически значимая связь аномалий приземной температуры воздуха наблюдается с индексом Арктический диполь, теснота связи в сентябре составила –0,49. Проведен спектральный анализ временных рядов индексов атмосферной циркуляции и определены основные периоды колебаний от 2–3 лет до 25 лет.

Задачей исследования была разработка количественных критериев айсберговой опасности для морей Российской Арктики, основанных на результатах статистической обработки материалов регулярной спутниковой съемки. В качестве источника информации использовалась некоммерческая информация видимого диапазона с ИСЗ Landsat-8 (пространственное разрешение 15 м) за 2014–2023 гг. Критерии айсберговой опасности предложено выражать в баллах. Основным критерием является величина среднесуточной плотности айсбергов в квадратах регулярной сетки, полученная для того или иного месяца (сезона) года и выражаемая по 5-балльной шкале. В качестве дополнительных критериев использованы: фиксация наблюдения в квадрате сетки айсбергов длиной более 200 м (обширные айсберги, по классификации Всемирной метеорологической организации, ВМО), айсбергов с высотой надводной части более 25 м, айсбергов, сидящих на грунте (айсберговые ловушки), и айсбергов с высокими скоростями дрейфа (>1 км/ч). Дополнительные критерии оценены в 1 балл шкалы айсберговой опасности. Для обнаружения айсбергов на снимках использована методика, основанная на статистических критериях поиска градиентных зон при анализе двумерных полей спутниковых изображений. Для автоматизированного поиска айсбергов, сидящих на мели среди дрейфующих льдов, применена сверточная нейронная сеть, построенная по архитектуре U–Net. Даны примеры применения разработанных критериев для района Северной Земли. Показана возможность районирования акватории по степени айсберговой опасности с использованием предложенных критериев.

В работе рассматривается история изучения в России и СССР (конец XIX в. — 1940 г.) таких характеристик льда, как упругость и вязкость. Для изучения этих важных характеристик требуется наличие специальной довольно точной аппаратуры, позволяющей измерять небольшие деформации. Это обстоятельство явилось серьезным препятствием для развития исследований. Первые в России исследования коэффициента внутреннего трения льда были выполнены Б.П. Вейнбергом на сконструированном и изготовленном им приборе. В ходе этих исследований были получены данные о вязкости льда, а также о его модуле сдвига. Эти исследования носили академический характер и не были обусловлены запросами практики. Примерно в это же время исследованиями упругих и вязких свойств ледяного покрова занялись специалисты по строительству и эксплуатации ледовых железнодорожных переправ. Их усилия были сконцентрированы на изучении прогибов льда под нагрузкой с помощью стандартных приборов, применявшихся на железнодорожном транспорте и в мостостроении. Лишь в 1920-х гг. необходимость в определении предела упругости возникла в связи с разработкой первых математических моделей работы железнодорожной переправы Б.Н. Сергеевым и С.А. Бернштейном. Ими предприняты попытки восстановления значения модуля упругости по данным измерения прогибов льда на переправах. В советский период изучение упругих и вязкостных свойств льда практически не проводилось. Наиболее интересные исследования были выполнены В.Н. Пинегиным в 1922–1925 гг. В конце 30-х гг. В.К. Маклашиным были поставлены опыты по определению коэффициента всестороннего сжатия льда. Однако его работа содержит большое количество существенных неточностей, которые вызывают некоторое недоверие к полученным результатам. Малое количество исследований в России упругости и вязкости льда может быть объяснено отсутствием практической потребности в этих данных.

В статье предлагаются научно-методологические основы развития системы контроля пресных вод Арктической зоны РФ, конечной целью которых является возможность получения объективной информации об их экологическом состоянии и качестве воды. Систему контроля за постоянным антропогенным воздействием на пресные воды предлагается организовать на реперных водных объектах, выбранных по ландшафтно-гидрологическому принципу. Состав определяемых на них показателей включает интегральные параметры, характеризующие развитие негативных экологических внутриводоемных процессов в пресных водах.

В статье представлена оценка распределения типов русел рек в однородных ландшафтных районах Арктической зоны Российской Федерации, расположенных в различных мерзлотных условиях. Впервые составлена схема распределения типов речных русел для средних рек районов Арктической зоны Российской Федерации, основанная на типизации, разработанной для условий многолетней мерзлоты. Анализ показал, что для тундровых ландшафтов характерно большее распространение неограниченных аллювиальных рек, по сравнению с таежными ландшафтами. Также отмечается низкая доля орографических меженных русел в условиях сплошной мерзлоты. Орографические паводочные русла не характерны для ландшафтов восточноевропейских групп и встречаются в сибирских группах ландшафтов, что объясняется совокупностью влияния ограничивающих условий и типов мерзлоты. Отмечается рост ограниченных аллювиальных русел от арктундровых ландшафтов к ландшафтам таежных групп. В результате оценки показано, что на типы речных русел оказывает влияние мерзлота, определяя характер руслоформирования в регионе

Уровни воды, выходящие за пределы критических значений, представляют опасность для хозяйственных объектов, расположенных на прилегающей территории. Цель работы — на основе материалов Водного кадастра получить наиболее общие характеристики неблагоприятных уровней воды относительно критических значений, установленных решением УГМС, по наблюдениям на стационарных постах Обской и Тазовской губ. К этим постам относятся Новый Порт, м. Каменный, Тадибеяха, Сеяха, Тамбей, 60 лет ВЛКСМ, Антипаюта. Источники исходных данных — гидрологические ежегодники по бассейну Карского моря за период 1953–2019 гг. Сформированы однородные в высотном отношении ряды уровней, значения которых выше или ниже критических отметок. Впервые получены статистические характеристики экстремальных уровней, выходящих за рамки критических значений. Результаты могут быть использованы при оценке рисков в зависимости от высотного местоположения проектируемого сооружения. Они позволяют учесть возможное неблагоприятное воздействие экстремальных уровней на эти сооружения.