SCI Библиотека

Целью работы является получение статистических характеристик и закономерностей многолетней изменчивости формирования ледяного покрова в районе Соловецких островов путем анализа данных натурных гидрологических наблюдений за последние 40 лет (1980-2019 гг.). В качестве данных натурных наблюдений для формирования рядов основных элементов ледового режима моря (сроков наступления характерных фаз ледовых явлений и их продолжительности) в работе использованы данные регулярного гидрометеорологического государственного мониторинга с пунктов наблюдений на морских гидрометеорологических станциях 2-го разряда МГ-2 Соловки и МГ-2 Кемь-Порт, осуществляемого организациями Росгидромета на акватории Белого моря. Регрессионный анализ динамики дат устойчивого льдообразования в районе о. Соловки показал, что сроки начала льдообразования на 27 дней (почти на 4 недели) сдвинулись в сторону зимних месяцев. Сдвиг происходил со средней скоростью 6,2 дня/10 лет. А продолжительность ледового периода сократилась на 33 дней (на месяц). Уменьшение количества дней происходило со скоростью 8,4 дня/10 лет. Полученные данные о сдвигах сроков начала устойчивого льдообразования и дат очищения ото льда в сторону зимних месяцев, а также динамика по уменьшению продолжительности ледовых явлений должны быть учтены при составлении методологических материалов для осуществления гидропрогнозирования.

Целью исследования является исследование ледового режима акватории Белого моря в районе Соловецких островов (Онежский залив), которое заключается в анализе данных спутниковых наблюдений за ледовой обстановкой за 1979-2021 гг. Информация о протекании ледового режима в районе Онежского залива Белого моря имеет весьма значимый прикладной характер - может служить информационной основой при организации туристического периода. Это в существенной мере повысит экономический эффект от туризма в регионе и позволит значительно увеличить туристический трафик на Соловки благодаря оптимизации морских перевозок. В качестве информационной основы для анализа многолетней динамики протекания ледового режима в районе Соловецких островов были использованы спутниковые наблюдения микроволновых датчиков. Эти данные фиксируются спутниками с ноября 1978 г. Национальный центр данных по льду и снегу США NSIDC выполняет обработку и дешифрирование этих данных и предоставляет их пользователям в виде набора G02135, содержащего файлы-NETCDF, содержащие информацию о ледовой обстановке в пространственно-временном разрешении. Также в качестве альтернативы данным NSIDC использованы схожие данные о сплоченности льда, полученные в университете в Бремене, - набор AMSR-E/AMSR2. Результаты показали, что за рассматриваемый период 1979-2021 гг. многолетние изменения сплоченности льда имеют статистически значимый (при уровне значимости 0,05) отрицательный тренд -0,22±0,11 % год-1. Формирование ледяного покрова в районе Соловецких островов начинается уже в конце сентября и заканчивается в середине июня. Установлено, что безледоставный период рассматриваемого района меньше (на 10-20 дней), чем для других районов Белого моря. Также определено, что результаты сравнительного анализа данных микроволновых датчиков, объединенных в наборе G02135 NSIDC, и микроволновых датчиков AMSR-E/AMSR2 в значительной степени согласуются между собой.

Рассмотрены динамика площади морских льдов в Северном полушарии и изменение инсоляции на разных высотных уровнях в полярных районах как возможные факторы изменения общего содержания озона в атмосфере. Установлено, что годовой ход общего содержания озона тесно связан с годовым ходом и многолетними изменениями площади морских льдов в Северном полушарии. На основе регрессионной модели выполнен оценочный прогноз общего содержания озона до 2050 г. Показано, что в этой модельной концепции следует учитывать криосферный фактор изменения общего содержания озона в атмосфере (площади морских льдов в Северном полушарии и инсоляции на разных высотных уровнях в полярных районах).

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.

The paper considers the features of the mutual influence caused by the ice cover of the Arctic waters and the meridional components of the atmospheric circulation in the Northern Hemisphere of Earth, which are manifested in the modern period. The identification of such features is an urgent problem of climatology, meteorology, oceanography, as well as the maritime transport industry.
The subject of this research is the statistical relationship between interannual changes in a number of characteristics of the Arctic ice cover and components of the atmospheric circulation. The features of the impact of external factors on them are also investigated.
The paper checks the adequacy of the hypothesis put forward that the significant factors of the interannual variability of the characteristics belonging to Arctic Air Outbreak that occur in the summer season in a number of regions of the Arctic include variations in the state of their ice cover caused by the combined effect of global warming and the decline of the average level of solar activity taking place in the current period.
To achieve this goal, there are considered the results of a retrospective analysis of changes in 1993–2019 concerning average daily values of the average thickness of the ice cover, its concentration, average temperature and salinity of the surface layer of the Arctic water areas, as well as air temperatures and meridional components of wind speed in various layers of the troposphere. The specified information has been obtained from the GLORYS, V12, NCEP / NCAR, and ERA - Interim electronic databases. The method of correlation analysis and statistical goodness-of-fit tests were used to assess the adequacy of the hypothesis under consideration.
Using the example of the Arctic waters located in the European, Siberian, Far Eastern and Pacific sectors of the Northern Hemisphere, the features of the mutual influence of changes in the state of their ice cover and meridional components of the atmospheric circulation in the summer season are revea

В работе рассмотрены особенности взаимного влияния ледяного покрова акваторий Арктики и меридиональных составляющих атмосферной циркуляции в Северном полушарии Земли, проявляющиеся в современном периоде. Выявление таких особенностей является актуальной проблемой климатологии, метеорологии, океанографии, а также морской транспортной отрасли.
Предметом исследования являются статистические связи межгодовых изменений ряда характеристик арктического ледового покрова и компонентов атмосферной циркуляции. Исследуются также особенности воздействия на них внешних факторов.
В работе выполняется проверка адекватности выдвинутой гипотезы о том, что к числу значимых факторов межгодовой изменчивости характеристик вторжений арктического воздуха, возникающих в летний сезон в ряде регионов Арктики, относятся вариации состояния их ледяного покрова, вызванные совместным влиянием глобального потепления климата и происходящего в современном периоде снижения среднего уровня солнечной активности.
Для достижения указанной цели рассмотрены результаты ретроспективного анализа изменений в 1993–2019 гг. среднесуточных значений средней толщины ледяного покрова, его сплоченности, средней температуры и солености поверхностного слоя арктических акваторий, а также температур воздуха и меридиональных составляющих скорости ветра в различных слоях тропосферы. Указанная информация получена из электронных баз данных GLORYS. V12, NCEP/NCAR и ERA-Interim. Для оценки адекватности рассматриваемой гипотезы применен метод корреляционного анализа и статистические критерии согласия.