Оценка состояния ледяного покрова и условий формирования тяжелых ледовых сезонов в Баренцевом море

Бузин, Игорь Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка состояния ледяного покрова и условий формирования тяжелых ледовых сезонов в Баренцевом море
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Оценка состояния ледяного покрова и условий формирования тяжелых ледовых сезонов в Баренцевом море"

003457601

На правах рукописи

Бузин Игорь Владимирович

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА И УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЛЕДОВЫХ СЕЗОНОВ В БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ

Специальность 25.00.28 — океанология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 2 ДЕК 2008

Санкт-Петербург 2008

003457601

Работа выполнена в Государственном учреждении «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор Гудкович Залман Маркович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Доронин Юрий Петрович

кандидат географических наук, старший научный сотрудник Карклин Валерий Павлович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится 18 декабря 2008 г. в 13 ч. 00 мин. на заседании Диссертационного совета Д.327.002.01 при ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» по адресу: 199397, Санкт-Петербург, ул. Беринга, д. 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Арктического и антарктического научно-исследовательского института.

Автореферат разослан 17 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. геогр. наук

В.Ф.Радионов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Начальные суммарные ресурсы углеводородного (УВ) сырья на шельфе российского сектора Баренцева моря составляют порядка 30 млрд т условного топлива (Григоренко и др. 2006). Успешное освоение этих ресурсов не может быть реализовано без учета воздействия природных, в том числе — гидрометеорологических и ледовых факторов. Наиболее важным фактором, влияющим на процесс добычи углеводородов на шельфе, выбор типа добывающего комплекса, систем отгрузки и транспортировки сырья потребителю, является ледяной покров акватории.

На стадиях стратегического планирования разработки шельфовых месторождений требуется анализ исторических архивов, фондовых материалов и литературных источников для получения статистических оценок пространственных (положение границ льда, ледовитость, возраст, сплоченность, и др.) и временных (даты образования льда и очищения моря, продолжительность ледового/безледного периодов, изменение площади и др.) характеристик ледового режима.

Выполненная работа содержит диагностическое исследование поведения наиболее важных параметров климатической системы баренцевомор-ского региона в XX — начале XXI вв. Значительная часть работы посвящена изучению основных элементов ледового режима Баренцева моря и в особенности — его северо-восточной части, включая их различные экстремальные проявления (тяжелые ледовые сезоны, вторжения многолетних льдов и айсбергов), что делает ее результаты актуальными на прединвестиционных и последующих стадиях разработки шельфовых месторождений.

Цели и задачи работы. Основная цель работы — оценить сезонную и многолетнюю изменчивость состояния ледяного покрова и экстремальных проявлений его параметров для задач освоения месторождений Баренцева моря. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Характеристика потенциальных ресурсов углеводородов в Баренцевом море и природных факторов, влияющих на их освоение.

2. Оценки сезонной изменчивости ледовитости и других параметров региональной климатической системы (РКС) — среднее и дисперсии, экстремумы, внутренняя структура, инерция процессов и корреляционные связи, изменчивость по десятилетним периодам, а также анализ частотно-временных спектров.

3. Исследование многолетней изменчивости ледовитости и других параметров РКС с учетом сезонных тенденций, циклических процессов и описание возможного механизма развития РКС за период 1928—2007 гг.

4. Характеристика элементов ледового режима на прединвестицион-ных стадиях освоения шельфовых месторождений в северо-восточной части Баренцева моря.

5. Оценка условий формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в северо-восточной части Баренцева моря и выноса двухлетних льдов в район ШГКМ.

6. Оценка продуктивности ледников архипелагов (Шпицберген, ЗФИ, Новая Земля), пространственно-временное распределение айсбергов и случаи экстремально южного их распространения.

Научная новизна. Выявлены противоположные тенденции в рядах деловитости Баренцева моря и некоторых элементов региональной климатической системы, даны объяснения этого феномена.

Выявлены природные механизмы формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в северо-восточной части Баренцева моря (районе сосредоточения наиболее значительных ресурсов УВ сырья).

Дополнены и уточнены сведения о распространении многолетних льдов в Баренцевом море за период 1955—2007 гг. При этом ряд результатов получен впервые (соотношения сплоченности и размеров полей на границах зон распространения этих льдов, карты их экстремального продвижения, вероятностные характеристики распространения многолетних льдов различной сплоченности). Вскрыты механизмы распространения многолетних льдов в суровые годы.

На основании всех доступных источников рассмотрены случаи экстремального распространения айсбергов, показано, что в отдельные годы наблюдаются «аномальные вбросы» айсбергов на акваторию центральной и южной части Баренцева моря, вызванные предшествующими продолжительными ветровыми потоками северных направлений.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Новые характеристики внутригодовой изменчивости параметров деловитости (и их связи с климатическими характеристиками температуры воды и воздуха).

2. Механизм, объясняющий противоположные тенденции в развитии ледовых условий в летний и осенне-зимний периоды.

3. Закономерности формирования экстремально тяжелых ледовых условий и особенности распространения двухлетних льдов и айсбергов.

Практическая значимость

В диссертации содержится описание различных параметров ледового режима Баренцева моря и его северо-восточной части, в том числе их экстремумов и особо опасных явлений. Исследуемые параметры во многом соответствуют перечню элементов, рекомендованных нормативным документом СП 11-114-2004 («Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазовых сооружений») в части «Характеристики состояния ледяного покрова». Такой подход делает результаты

настоящего исследования актуальными на различных стадиях разработки УВ месторождений, расположенных на шельфе замерзающих морей.

Результаты выполненного исследования используются различными потребителями ледовой информации. Часть полученных результатов вошла в ряд научно-технических отчетов по бюджетной и хоздоговорной тематике и используется в настоящее время организациями и компаниями, ведущими разработку шельфовых месторождений Баренцева моря (ООО «Севморнефтегаз», StatoilHydro, TOTAL). При непосредственном участии автора разработан раздел «Состояние ледяного покрова» Локальных Технических Условий (ЛТУ) для Штокмановского ГКМ, которые являются основным документом для обоснования инвестиций, экономических расчетов и проектирования платформы.

Апробация работы

Материалы и результаты настоящего исследования были представлены на: Сессиях Ученого совета ГУ «ААНИИ» по итогам научно-исследовательских работ (С.-Петербург, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.), 6-й Международной конференции «Освоение шельфа Арктических морей России (RAO/ CIS OFFSHORE, С.-Петербург, 2003), 1-й Генеральной Ассамблее Европейского геофизического союза (Ницца, Франция, 2004), XIII Гляциологическом симпозиуме (С.-Петербург, 2004), 14-й и 16-й Международных конференциях Общества инженеров по шельфовым и полярным исследованиям (ISOPE), (Тулон, Франция, 2004; Сан-Франциско, США, 2006), 1-й Международной конференции проекта «Климат и криосфера» (CliC) Всемирной программы исследования климата (WCRP) (Пекин, КНР, 2005), 18-й и 19-й Международных конференциях по строительству портовых и морских инженерных сооружений в арктических условиях (РОАС) (Потсдам, США, 2005; Далянь, КНР, 2007), 3-й Международной конференции «Нефть и газ арктического шельфа» (Мурманск, 2006), Российско-британском семинаре проекта BRIDGE («Построение долговременного партнерства для исследований климатических изменений в Арктике и северных районах») (С.-Петербург, 2007), Научной конференции «Моря высоких широт и морская криосфера» (С.-Петербург, 2007), Международной конференции по вопросам адаптации к изменению климата (Мурманск, 2008), 3-м Норвежско-российском семинаре по арктическим шельфовым исследованиям «Совместные исследования и инновации для нефтегазовой отрасли, работающей в Арктике» (С.-Петербург, 2008). Работа над темой диссертации была частично поддержана грантом РФФИ 05-05-64732-а («Образование, динамика и разрушение айсбергов в арктических морях России»).

Результаты исследований, проведенных автором по теме диссертационной работы, отражены в 36 печатных работах, в том числе 15 тезисах докладов. Некоторые результаты вошли в состав научно-технических отчетов (по тематике РФФИ, ЦНТП и хоздоговорные), выполненных в период работы над диссертацией.

Личный вклад автора выражается в выборе темы, сборе и обработке и анализе информации, обобщении полученных результатов.

Структура и объем работы

Настоящая диссертационная работа состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка литературы включающего 216 источников. Общий объем работы составляет 202 страницы, включая 52 рисунка и 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель диссертационной работы, задачи исследований, защищаемые положения, практическое значение работы и ее апробация.

В первом разделе приводится краткое описание физико-географических особенностей и районирования Баренцева моря, дается характеристика его углеводородных ресурсов. Поскольку основные месторождения углеводородного сырья расположены на шельфе акваторий с суровыми природными условиями, в разделе дана общая характеристика гидрометеорологического и ледового режима моря.

Основная цель второго раздела — показать и оценить средствами математической статистики (средние, дисперсии, тренды, корреляционные и спектральные функции и др.) сезонные и межгодовые изменения состояния ледяного покрова Баренцевоморского региона во взаимосвязи с другими компонентами — атмосферой и морем, и предложить гипотезу развития климатической системы региона на протяжении XX — начала XXI вв.

В параграфе 2.1 приведено описание используемых в разделе материалов. Для оценок сезонных и межгодовых изменений состояния ледяного покрова во взаимосвязи с другими компонентами региональной климатической системы Баренцевоморского региона использовались наблюдения за различными гидрометеорологическими характеристиками продолжительностью от 70 до 100 лет. Поскольку одним из ключевых элементов этой системы является ледовитость Баренцева моря и его частей, то ряды данных были согласованы по времени с данными ледовитости, где начальным являлся 1928 г. Большая часть данных использовалась на временном отрезке от 1928 г. до 2004—2007 гг. Таким образом, были сформированы массивы данных, отвечающие принципу однородности, продолжительность которых должна показать изменчивость состояния региональной климатической системы в трех выделенных периодах (1928-2007 гг., 1961-1990 гг. и 1987-2007 гг.).

При оценке атмосферных процессов над морем использовались данные по давлению воздуха, градиенту давления Нарьян Мар — Баренцбург, температуре воздуха на островных и прибрежных станциях, осадкам. Интегральной характеристикой ледовых процессов в РКС является ледовитость моря в целом и отдельных его частей (западной, северо-восточной и юго-восточной). Главные характеристики водной среды представлены наиболее продолжи-

тельными в регионе наблюдениями за уровнем моря в п. Полярный и температурой воды на Кольском разрезе в слое 0—200 м, осредненной по станциям 3— 7, расположенным в зоне действия Основной ветви Мурманского течения. Этот интегральный параметр является основным показателем теплового состояния атлантических вод, поступающих в Баренцево море (Бочков, 1980; Бочков, Терещенко, 1992).

При обработке средних месячных данных использовались принципы периодически коррелиро ванных случайныхпроцессов(ПКСП). Рассматриваемые ряды гидрометеорологических элементов обладают определенной ритмикой, что позволяет отнести их к классу ПКСП (Мякишева, Рожков, 1983; Зубакин, 1987).

В параграфе 2.2 изучается сезонная изменчивость основных параметров региональной климатической системы. При изучении сезонной изменчивости исследуются оценки средних и дисперсий, распределений экстремумов, корреляционные соотношения различных компонентов региональной климатической системы, а также оценки внутренней структуры рядов и средних при 10-летнем сглаживании.

Для оценок внутригодового хода средних значений и дисперсий из параметров региональной климатической системы были отобраны данные, отвечающие некоторому географическому (и физическому) принципу районирования. Так, для характеристики годовых процессов РКС в юго-западной части моря были рассмотрены: давление на ст. Вардё, уровень моря на ГМС Полярный и температура воды на разрезе «Кольский меридиан». Северная и центральная части моря характеризуются состоянием ледяного покрова (изменчивостью ледовитости) и температурой воздуха на ГМС Малые Кармакулы (данная станция за последние 15 лет являлась опорной для мониторинговых исследований).

Хорошим показателем интенсивности и направленности атмосферных процессов над морем может служить составляющая градиента атмосферного давления, определенная по створу Нарьян Map — Баренцбург. Этот створ пересекает практически под прямым углом ось ложбины, проходящей от о. Исландия до северной оконечности архипелага Новая Земля, по которой движется основная часть циклонических образований, поступающих в Ба-ренцевоморский регион

Анализируя годовой ход температуры воздуха, ледовитости и температуры воды, можно отметить следующее (Бузин, Зубакин, 2008):

— температура воздуха в Малых Кармакулах, температура воды на «Кольском меридиане» и ледовитость моря зеркально отражают процессы, происходящие в климатической системе; росту температуры воды (5 мес.) соответствует падение ледовитости и наоборот;

— положение минимумов и максимумов температуры воды и ледовитости сдвинуто на 2 месяца по отношению к экстремумам температуры воздуха, т.е. фазовый сдвиг составляет я/3.

Рассматривая сезонный ход средних и дисперсий параметров региональной климатической системы, можно отметить наличие во всех случаях модуляции как чисто амплитудной, так и сочетания амплитудной и фазовой.

Разбивка на 3 периода (1928-1960 гг., 1961-1990 гг. и 1987-2007 гг.) показала существенную динамику частотного распределения экстремумов. В период похолодания климата (1961-1990 гг.) региональная климатическая система Баренцева моря отличалась пониженной температурой воздуха и воды зимой, повышенной ледовитостью зимой и летом. При этом период потепления Арктики (1928-1960 гг.) отличался от периода глобального потепления (1987-2007 гг.) тем, что первый период был теплее второго зимой и холоднее летом. Отличалось и время наибольшей повторяемости минимальной температуры воздуха (март в первом периоде, январь—февраль — во втором), а также повторяемости наибольшей температуры воды (октябрь в первом периоде, сентябрь — во втором) и максимальной ледовитости (апрель в первом периоде, март — во втором). Время развития ледяного покрова в первом периоде составляло 7 месяцев, разрушения — 5 месяцев, а во втором обе фазы были одинаковы (6 месяцев) — что характерно для более южных широт.

Кратко охарактеризуем оценку взаимосвязи внутригодового хода параметров трех сред за отдельные месяцы и сезоны. Отметим выборочно, что связи ледовитости и температуры воздуха проявляются с февраля по сентябрь с коэффициентами —0,60...—0,66 со сдвигом 0—3 месяца; в октябре-ноябре при сдвиге 0— 1 месяц коэффициенты составляют —0,5. Связи ледовитости с температурой воздуха несколько улучшаются при использовании в качестве предиктора средней температуры по станциям о. Медвежий — М. Кармакулы.

По сравнению с температурой воздуха связи ледовитости с температурой воды в слое 0-200 м значительно выше. Максимальные коэффициенты корреляции со сдвигом 1—4 месяца для апреля-сентября, т.е. на нисходящей ветви годового хода ледовитости, колеблются от —0,71 до —0,79. Для января-марта и октября коэффициенты корреляции изменяются от —0,55 до —0,68, сдвиг при этом составляет от 1 до 6 месяцев. Следует также выделить влияние максимального прогрева вод (сентябрь) на величину ледовитости на сезонном максимуме (апрель), г= -0,51. Среднегодовая ледовитость зависит от теплового состояния вод на Кольском меридиане с января по сентябрь (г= -0,56...-0,67). Средняя годовая ледовитость (оценка годового цикла в среднем) достаточно хорошо коррелирует со средним годовым тепловым состоянием моря {г— -0,62).

Таким образом, следует отметить, что связи наиболее эффективны при корреляции ледовитости и температуры воды; с температурой воздуха связи несколько меньше, как и период их проявления. На достаточно убедительном фоне выделяется период некоррелируемости или слабой корреляции ледовитости с параметрами двух сред — это ноябрь—декабрь (период полярной ночи) (Зубакин, Бузин, 2007).

Основной особенностью внутренней структуры ряда среднемесячных значений ледовитости Баренцева моря является наличие двух ярко выраженных пиков дисперсии, соответствующих 12- и 6-месячным периодам. Как показывают расчеты спектральной плотности и дисперсии ледовитости и других параметров климатической системы, годовой ход процессов описывается несколькими гармониками, главной из которых является годовая,

которая несет примерно 85—95 % дисперсии. Природа годовой (а возможно, и полугодовой) гармоник связана с астрономическими причинами. Что касается трех- и четырехмесячных гармоник, вклад которых в дисперсию составляет всего 1—2 %, то наличие их в спектре, по-видимому, обусловлено заметным отличием годового хода ледовитости от гармонического колебания, что связано с сезонными особенностями термодинамических процессов во льду (Зубакин, 1987; Зубакин и др., 2006).

Довольно длительный период наблюдений позволил получить оценку двумерной частотно-временной спектральной функции ледовитости Баренцева моря (за 1934—2003 гг.) и температуры воды на «Кольском меридиане» (за 1904—2003 гг.); использовались среднемесячные значения. Заслуживает внимания тот факт, что структуры годовой волны как ледовитости моря, так и температуры воды, очень близки на периоде 1934—2003 гг. Интересно, что полученные нами результаты могут быть косвенно подтверждены выводами Т.Винье (2001), указавшего на основную (по сравнению с температурой воздуха) роль температуры воды в изменениях ледовитости. Попытки построить двумерные спектры температуры воздуха по данным прибрежных станций не дают картины, близкой к полученной.

Построенное распределение средних и дисперсий за десятилетия значений ледовитости (начиная с 1934 г.), а также за периоды 1928—1933 гг. и 2004—2007 гг. приведены на рис. 1. Как показывает этот график, минимальные значения среднего и дисперсии наблюдались в десятилетие 1944—1953 гг. (пик потепления Арктики) и в первом десятилетии XXI в. Два десятилетия подряд (1964—1973 гг. и 1974—1983 гг.) отмечались самые высокие значения средней ледовитости за период 1928—2007 гг.

,40 )

135' 1

>30. 2520-

VI/ О-

>А4-4/

V \/

• Среднее годовое ^ Дисперсия за периоды

- Среднее за периоды Полином, аппрокс.

- Линейный тренд

еч со о гч ю

¿о 3? 5 5

0)Ф010)в)011Я01

«о со а

N ш «о ? СО СО со О) о> О) О) О) О) О)

Рис. 1. Оценки средних и дисперсий ледовитости Баренцева моря (по десятилетиям за 1934-1903 гг. и периодам 1928-1933 и 2004—1907 гг.), а также полиномиальная аппроксимация (выделяется полупериод -30-32 года) и линейный тренд (Бузин, 2008).

Оценки средних и дисперсий ледовитости этих десятилетий вносят существенный вклад в изменчивость ледовитости и параметров региональной климатической системы Баренцевоморского региона на временном отрезке, выделенном ВМО в качестве реперного (1961—1990 гг.). В период глобального потепления и уменьшения площади льдов (1994—2003 гг.) среднее значение ледовитости достигло практически минимума, наблюдавшегося в 1944—1953 гг. и составило 35 % (против 34 %, отмеченных ранее). Обращает на себя внимание значения среднего и дисперсии ледовитости за 4 года (2004-2007 гг.). Средняя ледовитость за этот период составила 25 % — столько же, как и за период 1951— 1960 гг. Однако сравнение средних величин за разные отрезки времени неправомочно, поскольку с увеличением периода обычно уменьшается величина аномалии любой гидрометеорологической характеристики. Отмеченный минимум ледовитости в течение нескольких лет может смениться положительными ее аномалиями, как произошло после 1955 г Как видно из рисунка, временной промежуток между минимумом и максимумом «волны» (т.е. полупериод) равен 30—32 годам, что говорит о присутствии «волны» с периодом близким к 60-ти годам, наличие которой отмечается в колебаниях площади ледяного покрова СЛО и других гидрометеорологических характеристиках (Карклин и др., 2001; Захаров, 2004; Гудкович и др., 2008).

В параграфе 2.3 анализируются циклические колебания ледовитости Баренцева моря. Спектральный анализ среднегодовых значений ледовитости показывает наличие циклических колебаний с продолжительностью циклов около 20, 10-14, 4,5-7 лет и 2,5—3,8 года, проявляющихся в многолетних колебаниях ледовитости всего моря и его частей (Вигт е1 а1., 2005). Кроме указанных квазипериодичностей, в ряде ледовитости Баренцева моря выделяется цикл близкий к 60-ти годам (использовались ряды ледовитости в

Рис. 2. Тренды ледовитости Баренцева моря за период 1928-2007 гг. Выделены периоды «Роста» (ноябрь-январь) и «Сокращения» (февраль—октябрь) ледовитости.

Ноябрь-январь

Ср. годов = -0,5% в 10 лет

151 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

летние месяцы за период 1900—2007 гг.). Колебание с периодом около 60 лет характерно для многих сред и, видимо, его следует признать «основным климатообразующим колебанием в арктической зоне в XX в.» (Гудкович и др. 2005, 2008; Фролов и др., 2007).

В параграфах 2.4, 2.5 детально исследуется многолетняя изменчивость параметров региональной климатической системы Баренцева моря и предложен механизм, объясняющий причины смены знака векового тренда деловитости Баренцева моря от зимы к лету

Анализ трендов ледовитости Баренцева моря за период 1928—2007 гг. показал, что в осенне-зимний период (ноябрь—январь) наблюдается положительный тренд — т.е. увеличение ледовитости моря, а в весенне-летний период (февраль—октябрь) — ее уменьшение (рис. 2). В целом, тенденция годового хода свидетельствует об уменьшении ледовитости в регионе в настоящее время. Рассматриваемые тренды отражают состояние параметров климатической системы в настоящий период (последние 20-30 лет) по отношению к потеплению Арктики 1930—1950-х гг. (Бузин, Зубакин, 2008).

Линейные тренды были рассчитаны с помощью программы, разработанной в СПбГОИН и любезно предоставленной авторами работы (Иванов и др., 2008). Расчет значимости трендов выполнен по методике, изложенной в монографии В.А.Рожкова (2001); тренд считался «значимым» при условии однознаковости значений границ 95 % доверительного интервала.

Расчеты трендов среднегодовых значений ледовитости, температуры воздуха и воды, а также градиента давления в створе Нарьян-Мар — Баренце-бург (ряды 1928—2007 гг.) показывают, на первый взгляд, парадоксальный результат: отрицательный тренд ледовитости противоречит отрицательным значениям трендов указанных гидрометеорологических характеристик. Однако это противоречие является мнимым. Оно возникает вследствие нелинейности зависимости ледовитости от гидрометеорологических факторов в разные сезоны. Одни и те же аномалии указанных факторов в осенне-зимний и весенне-летний периоды приводят к разным по величине аномалиям ледовитости, поскольку различаются физические процессы, определяющие нарастание и таяние льда.

Важно отметить, что в регионе Баренцева моря, как и некоторых других регионах Арктических морей, первая эпоха потепления XX века («эпоха потепления Арктики») в осенне-зимний период была теплее второй эпохи потепления («эпоха глобального потепления»), а в весенне-летний период, наоборот холоднее. Это связано с изменением полярного вихря и смещением пояса западных воздушных переносов из относительно высоких широт в умеренные широты от первой эпохи ко второй (Гудкович и др., 2008). Соответственно изменилась повторяемость Арктического антициклона (Дмитриев, Белязо, 2006), интенсивность северо-восточных ветров и температура воздуха.

На похолодание в Северной Атлантике вплоть до Баренцева моря за период с 1940-х гг. до 2003 г. указывают исследования (ACIA, 2005; Гудкович и др., 2008) в которых отмечаются отрицательные аномалии температуры воздуха по нашему региону и крупные положительные аномалии температуры воздуха над ма-

териком Евразии и в Северной Канаде в связи с зональным переносом тепла (Алексеев и др. 2003).

Известно (Санцевич и др., 1955; Гудкович, Николаева, 1963), что в первой половине XX в. существовала довольно тесная связь ледовитости Баренцева моря летом с температурой и воздушными переносами предшествующей зимой. В чем же причина, что во второй половине XX в. роль зимних процессов в формировании ледовых условий Баренцева моря летом уменьшилась?

В нашей работе показано, что эта закономерность имеет две основных причины. Первая причина состоит в том, что характер атмосферной циркуляции формирует пространственную структуру полей облачности. С облачностью связаны осадки. Анализ среднемесячных значений осадков на ГМС Баренцевоморского региона с 1936 г. по настоящее время показывает положительную тенденцию роста осадков для западного и южного районов и отрицательную тенденцию — для восточных и северных районов моря. На станциях восточной и СВ частей моря, где сосредоточены основные площади дрейфующих льдов (Малые Кармакулы, Мыс Желания, о. Рудольфа) отмечается дефицит осадков, явно выраженный в период наличия ледяного покрова (сентябрь—июнь), когда преобладают твердые осадки в виде снега (Зубакин, Бузин, 2008).

Выделенные тенденции «дефицита» осадков в северной части моря (особенно на ГМС о. Рудольфа) подтверждаются в работах (Александров и др., 2001; 2003), основные выводы — число дней со снежным покровом на льдах сократилось на 15, а его толщина (на максимуме) уменьшилась от 50 до 30 см. По сообщению и материалам В.Ф.Радионова и Н.Н.Брязгина, а также из работы (Aleksandrov et al., 2005), следует, что продолжительность периода со снежным покровом в регионе сокращается, значения тренда за последние 30 лет статистически значимы и составляют порядка 5 дней/10 лет (особенно ярко она выражена в восточной части моря), также уменьшается толщина снежного покрова в апреле: отмечается наличие отрицательного тренда (-5...-8 см/10лет) на ГМС Канин Нос, Баренцбург, о. Рудольфа и др. Следовательно, неблагоприятный характер гидрометеорологических процессов в осенне-зимний период сопровождается ослаблением облачности и уменьшением твердых осадков. В результате толщина снежного покрова на льдах Баренцева моря оказывается существенно пониженной.

Между тем толщина снежного покрова, наряду с температурой воздуха в весенний период, является важным фактором оказывающим влияние на сроки начала таяния, а следовательно, на величину отражательной способности (альбедо) ледяного покрова в период его таяния (Гудкович и др., 1972, Аппель, Гудкович, 1992; Иванов, 2007). При этом, чем выше средняя температура воздуха весной, тем раньше начнется таяние, и следовательно, раньше осуществится понижение альбедо от условий «сухого снега» до «мокрого льда». А это определяет интенсивность таяния и разрушения льда в течение всего весенне-летнего периода. Пониженная толщина снега оказывает влияние на таяние в том же направлении: чем она меньше, тем быстрее исчезнет снежный покров и уменьшиться альбедо ледяной поверхности.

Вторая причинаулучшения ледовых условий летом после «холодной» зимы заключается в том, что при усилении северо-восточных ветров над Баренцевым морем и ослаблении юго-западных, происходит интенсивное «омоложение» ледяного покрова в заприпайных полыньях, которые образуются к югу от Земли Франца-Иосифа и к западу от Новой Земли (рис. 3). Эти зоны служат очагами дальнейшего очищения моря от ледяного покрова (сокращения ледовитости).

Таким образом, на основе анализа вековых линейных трендов различных гидрометеорологических характеристик можно заключить, что происходившие на протяжении XX века изменения атмосферной циркуляции над регионом Баренцева моря привели, с одной стороны, к постепенному понижению температуры воздуха зимой, уменьшению количества твердых осадков и толщины снега на северо-востоке моря. В результате толщина льда и ледовитость моря в конце зимы заметно возросла.

Рис. 3. Повторяемость (а) и площадь (б) заприпайной полыньи к югу от ЗФИ за ноябрь-май. Выделены тренды за период 1987-2007 гг.

С другой стороны, положительные аномалии температуры воздуха весной при пониженной высоте снежного покрова создали предпосылки к смещению в раннюю сторону сроков начала таяния (по нашим оценкам, на 20—25 суток), уменьшению альбедо и ускорению разрушения ледяного покрова. Этому способствовало и отмеченное увеличение площади заприпайных полыней в северо-восточной части Баренцева моря. В результате ледовитость моря в летний период существенно сократилась, а сроки освобождения акватории от ледяного покрова сдвинулись в более раннюю сторону (Зубакин, Бузин, 2007). В последнее десятилетие это происходит в конце июня — начале июля. Более раннее начало аккумуляции солнечной энергии морем приводит к увеличению его теплозапаса и смещению начала ледообразования на более поздние сроки. А это, в силу обратных связей (Тейтельбаум, 1977; 1979), способствовало повышению в этот период температуры воздуха в регионе.

Изложенное позволило объяснить основные непосредственные причины смены знака векового тренда ледовитости Баренцева моря от зимы к лету.

В третьем разделе даны характеристики элементов ледового режима Баренцева моря, используемые на всех стадиях освоения шсльфовых месторождений.

дате готе зочге -юте бо:те ео-о'Е точге

Рис. 4. Месторождения (№№1-6) северо-восточной части Баренцева моря (II) и расположение точек «осевой» линии, вдоль которой оценивались отдельные параметры ледового режима

Месяцы

Рис. 5. Вероятность нахождения среднемесячной кромки дрейфующего льда в северо-восточной части Баренцева моря на «осевой» линии между 72°с.ш. и 79°с.ш.

В параграфе 3.1 на основании различных архивных источников и модельных расчетов исследуются отдельные наиболее важные для проектирования гидротехнических сооружений элементы ледового режима северовосточной (СВ) части Баренцева моря (рис. 4) (развитие и сокращение ледяного покрова на акватории, его возрастной состав и сплоченность, границы распространения) (Buzin, 2006).

В северном и южном районах северо-восточной части Баренцева моря (Карский и Новоземельский районы, севернее и южнее 76°30' с.ш., соответственно) отмечаются существенные различия ледовых характеристик, проявляющиеся в сроках появления/исчезновения льда, их изменчивости, вероятности положения кромки льдов (рис. 5), толщине ровного льда.

Параграф 3.2 посвящен исследованию экстремально тяжелых ледовых условий в Баренцевом море и причин их формирования. Для СВ части моря обоснованы критерии выбора наиболее тяжелых ледовых условий — ледови-тость (более 1.2а), продолжительность нахождения льда в районе Штокма-новского ГКМ (более 3-х месяцев) и возраст льда (от среднего однолетнего до двухлетнего) в районе месторождения. Сочетание указанных критериев, позволяет на наш взгляд, наиболее обоснованно выбрать сезоны с наиболее тяжелыми ледовыми условиями в районе ШГКМ, и соответственно — всей северо-восточной части Баренцева моря. Такие ледовые сезоны наблюдались в 1957/58, 1962/63, 1963/64, 1965/66, 1968/69, 1978/79, 1980/81, 1981/ 82, 1998/99, 2002/03 гг. Во все экстремально тяжелые сезоны в СВ части Баренцева моря наблюдалась повышенная ледовитость (максимальная аномалия — весной 1979 г, +29 %) (рис. 6). При этом за 10 выделенных по предложенным критериям тяжелых сезонов дрейфующие льды отмечались в районе ШГКМ в среднем на протяжении 3,5 месяцев (с максимумами в 1982, 1969 и 1979 гг. — 5, 5,5 и 4,4 месяцев), а их толщина составляла в среднем 150 см, при максимуме 240 см (2003 г.) (Зубакин и др., 2007).

Рис. 6. Годовой ход деловитости в северо-восточной части Баренцева моря для наиболее тяжелых ледовых сезонов, средней деловитости для этих сезонов и средней деловитости за период 1950-2005 гп

Анализ развития синоптических процессов и их типизация (выделено 6 типов) для наиболее тяжелых ледовых сезонов показал, что основной причиной появления экстремумов являются атмосферные процессы, обусловливающие устойчивую адвекцию холодных воздушных масс преимущественно северных и восточных направлений в холодный период года, и определяющих вынос многолетних льдов из Арктического бассейна и Карского моря.

Наиболее показательным для тяжелых сезонов в весенний период оказался 3-й тип синоптических процессов (повторяемостью 35%). При этом типе над Карским морем располагается глубокий циклон с ложбиной над южной частью Баренцева моря, а к северу от Баренцева моря стационирует антициклон, что обусловливает устойчивые северо-восточные воздушные переносы (рис. 7).

В наиболее тяжелые ледовые сезоны атмосферное давление на уровне моря превышало норму в среднем на 7—9 гПа, а в феврале 1969 г. — на 17,9 гПа. При этом температура воздуха была на 3-5 °С ниже нормы, а в зимне-весенние месяцы 1966 и 1979 гг. ее отрицательные аномалии достигали —6 "С. Указанные резкие понижения температуры воздуха обусловливались относительно устойчивым воздушным переносом восточных направлений со стороны Карского моря. Усиления северо-восточного воздушного переноса вызывают наиболее значительные похолодания и активизируют ледообразование. Одновременно они способствуют вторжению карских льдов в северо-восточную часть Баренцева моря.

Рис. 7. Типовая карта приземного давления, 3-й тип развития синоптических процессов (Каталог синоптических ситуаций, ГУ «ААНИИ»)

Указанные особенности развития синоптических процессов являются необходимым, но не достаточным условием формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в северо-восточной части Баренцева моря.

Одной из причин формирования тяжелых ледовых сезонов в этой части моря является пониженное теплосодержание его вод в летний период, предшествующий этим сезонам. В качестве индикатора теплосодержания вод моря привлекались данные о температуре воды на разрезе «Кольский меридиан». Как показывает анализ, температура воды и ледовитость находятся в противофазе со сдвигом 6 месяцев, при этом наибольшие значения температуры воды отмечаются с августа по декабрь, а ледовитости — с февраля по июнь. Рассчитанные аномалии осредненных за август-декабрь значений температуры воды на «Кольском меридиане» для всего рассматриваемого периода приведены на рис. 8. В летне-осенние периоды, предшествующие I тяжелым ледовым сезонам в северо-восточной части Баренцева моря, на-

блюдались преимущественно отрицательные аномалии температуры атлантических вод, поступающих с Мурманским течением (табл. 1). Корреляционный анализ рядов ледовитости СВ части Баренцева моря и температуры | воды на «Кольском меридиане» показывает, что наиболее тесно связаны

майские значения (г = —0,67 на нулевом сдвиге).

Другой причиной формирования тяжелых ледовых условий является на! личие остаточных льдов к югу от ЗФИ и в проливе Макарова к началу ледо-

Рис. 8. Ледовитость С В части Баренцева моря за февраль-июнь и аномалии 7в на «Кольском меридиане» за август—декабрь.

I Аномалия Тв — Ледовитость

Таблица 1.

Аномалии температуры воды (ДГ, °С) на «Кольском меридиане» за период август—декабрь, предшествующие наиболее тяжелым ледовым сезонам в северо-восточной части Баренцева моря (Zubakin et al., 2007).

Годы 1957 1962 1963 1965 1968 1978 1980 1981 1998 2002

ДТв +0,15 -0,01 -0,37 -0,51 -0,59 -1,15 -0,37 -0,92 -0,22 +0,5

образования (конец сентября — октябрь). В сентябре в отмеченные годы остаточная ледовитость в среднем соответствует типу «положительная крупная аномалия». Максимальные значения наблюдались в 1960-е гг. и в сентябре 1978 г. Абсолютный максимум ледовитости отмечался в сентябре 1962 г. — «очень крупная положительная аномалия». Выделенные аномалии обусловлены метеорологическими причинами — низкими температурами воздуха и адвекцией воздушных масс с северной, северо-восточной составляющей, обеспечивающей поступление Карских льдов в северо-восточную часть Баренцева моря.

В параграфе 3.3 исследуются пространственно-временное распространение многолетних льдов в Баренцевом море, их состав (размеры и сплоченность) и вероятность их проникновения в центральные районы моря.

Толщина относительно ровного многолетнего льда может достигать 2,5— 3 м и иногда более. Большая толщина и прочность этих льдов (более высокая, чем у однолетних), делают их опасными с точки зрения воздействия на добывающие гидротехнические сооружения, предназначенные к эксплуатации на шельфе Баренцева моря. Зафиксированные случаи появления 2-летних льдов на акватории ШГКМ выдвигают более жесткие требования к

прочностным свойствам добывающих платформ и организации системы гидрометеорологического обеспечения.

Для сбора необходимой информации анализировались комплексные ледовые карты, хранящиеся в ГУ «ААНИИ» и МУГМС за период 1955-2007 гг. Рассматривались случаи проникновения многолетних (включая 2-х летние) льдов южнее 78° с.ш. В случае их выявления южнее 78° с.ш., фиксировались координаты кромок зон распространения этих льдов, информация об их частной сплоченности и размерах ледяных полей.

Наиболее часто многолетние льды (включая 2-летние) проникали южнее 78° с.ш. в 1960-х гг. прошлого столетия. При этом, по сравнению с другими годами, они отмечались на акватории Баренцева моря практически в течение всего года. Известно, что 1960-е гг. характеризовались значительным увеличением ледовитости как Баренцева моря, так и всего СевероЕвропейского бассейна. Понижение атмосферного давления от «теплого» (1950-е гг.) к «холодному» (1960-е гг.) периоду создало условия для усиления выноса льдов из Арктического бассейна в Гренландское и Баренцево моря. Также в «холодный» период усиливается течение Макарова, огибающее ЗФИ с востока и юга, и способствующее увеличению количества льда на северо-востоке Баренцева моря. Изменения циркуляции атмосферы в 1960-х гг. сопровождались значительным понижением температуры воздуха в зимний период — средняя зимняя температура в «холодный» период понизилась на севере моря более чем на 4°С.

Очевидно, что присутствие многолетних льдов в Баренцевом море и их вынос южнее 78°с.ш. объясняются действием двух основных факторов — «местного» и «транзитного». «Местным» фактором является наличие остаточных льдов в северных районах Баренцева моря, которые переходят в категорию «2-летние» (после 31 декабря) (пример — 1960-е гг.). К «транзитному» фактору следует отнести вынос многолетних льдов из Арктического бассейна и Карского моря при определенных типах циркуляции, формирующих аномально отрицательный температурный фон и интенсификацию течений Макарова и Центральное.

Межгодовое распределение вклада размерных градаций полей многолетних льдов показывает, что в период похолодания 1960-х гг. имело место не только количественное (больше льда старших возрастных градаций), но и качественное изменение (увеличение доли больших полей многолетнего льда) ледяного покрова в Баренцевом море (рис. 9). Этот факт может служить хорошей иллюстрацией к возможным сценариям ледовой обстановки на период эксплуатации Штокмановского ГКМ (Бузин, 2008).

За рассматриваемый период преобладающей сплоченностью на границах зон распространения многолетних (включая 2-летних) льдов в Баренцевом море была сплоченность 1—3 балла (редкие льды). Тем не менее, при этом отмечалось преобладание (более 60 %) «обломков полей» и «больших полей» - то есть льдин с размерами от 100 до 2000 м. Данный факт представляется важным для учета рисков воздействия многолетних льдов на гидротехнические сооружения. Доминирующей формой практически во всем рас-

□ Болим пол в Обл. полей аКр. битый

; 3 ц ;

> Ц <8 5 Я 3 X с

Рис. 9. Многолетний ход относительной частоты различных размеров полей 2-летнего и многолетнего льда в Баренцевом море

сматриваемом диапазоне широт (72—76° с.ш.) является крупнобитый лед, однако к северу от 76° с.ш. начинают преобладать обломки ледяных полей. (Бузин, 2008). Подобное увеличение размеров полей многолетних льдов с широтой соответствует основным закономерностям распределения ледяного покрова в Баренцевом море.

В сезонном ходе количества фиксаций многолетних льдов в Баренцевом море южнее 78° с.ш. присутствует четко выраженный сезонный максимум, наблюдающийся с марта по май в период наибольшего развития ледяного покрова в Баренцевом море. Собранный массив данных позволяет построить распределение сплоченности и широты распространения многолетних льдов в Баренцевом море (рис. 10).

Из рис. 10 следует, что многолетний лед сплоченностью 0-1 балл появляется южнее 78° с.ш. с вероятностью 65 %, появлению этих льдов сплоченностью более 2-х баллов южнее 73° с.ш. соответствует вероятность 2 %, и т. д.

Собранные сведения о частной сплоченности 2-летнего и многолетнего льда за период 1955/56—2006/07 гг. позволяют получить пространственное

■■ ' ' у

I й

»■И»

Рис. 10. Функция совместного распределения сплоченности и широты распространения многолетних льдов в Баренцевом море (Бузин, Наумов, 2008)

Рис. 11. Границы экстремального распространения 2-летних и многолетних льдов сплоченностью 1-3, 4—6 и 7—9 баллов в Баренцевом море

распределение указанной характеристики. Границы экстремального распространения многолетних льдов сплоченность 1—3, 4—6 и 7—9 баллов приведены на рис. 11.

Полученная картина показывает, что распространение многолетних льдов в Баренцевом море происходит не только вдоль архипелага Шпицберген (район действия Восточно-Шпицбергенского и Медвежинского течений) и в районе ЗФИ (район действия течения Макарова). На рис. 11 хорошо выделяется «ледовый мыс», ориентированный вдоль 40° в.д. и связанный с интенсификацией Центрального течения. Известно, что вынос повышенного количества льда всех возрастных категорий этим течением обуславливается определенными синоптическими ситуациями, проявляющимися в воздушных потоках северных румбов (Бузин, 2008).

Четвертый раздел основан на результатах полевых и аналитических исследований последних лет и посвящен айсбергам Баренцева моря как одной из основных угроз освоения шельфовых месторождений.

В параграфе 4.1 описаны основные айсбергопродуцирующие архипелаги региона, приведены сведения об объемах айсбергового стока, а также формах и размерах образующихся айсбергов. На основании различных источников охарактеризованы основные закономерности дрейфа и пространственно-временного распределения айсбергов по акватории моря.

Образование айсбергов происходит от ледников трех типов —ледниковых куполов (ЗФИ и Шпицберген, о-ва Ушакова и Виктория), выводных (ЗФИ, Шпицберген, Новая Земля) и шельфовых ледников (ЗФИ). Наибольшие значения айсбергового стока (порядка 4 км3/год) отмечаются на Шпицбергене и ЗФИ (Глазовский, Мачерет, 2006), что можетбыть объяснено большой протяженностью ледяных берегов на этих архипелагах. Распространение айсбергов от мест образования может быть серьезным образом затруднено и ограничено прибрежной батиметрией. Между морфометрическими параметрами айсберга и ледником, его породившим, существуют определенные зависимости. Наиболее крупные столообразные айсберги (несколько сотен метров в поперечнике, их число, как правило, невелико) порождаются шельфовыми ледниками и ледяными куполами. Расположенные во фьордах выводные ледники, продуцируют айсберги меньших размеров и зачастую неправильной формы. Активные ледники производят большое количество айсбергов малых размеров и неправильной формы; количество айсбергов от малоактивных ледников меньше, но их размеры могут быть большими, чем от активных (Бузин и др., 2008).

В Баренцевом море встречаются айсберги всех форм и размеров — от обломков до больших столообразных (образующихся преимущественно на ЗФИ). Максимальные размеры айсбергов, инструментально зафиксированных в районе ШГКМ, составляли 430 м (длина), 190 м (ширина), максимальная рассчитанная масса достигала 3,67 млн т. За последние 60 лет отмечается тенденция смещения границы распространения айсбергов в южном направлении, причины которой, возможно, связаны с глобальным потеплением и соответствующим увеличением айсбергообразования. В годовом распределении количества айсбергов имеется 2 максимума — в сентябре (период интенсивного айсбергообразования) и в апреле—мае (период максимального распространения по акватории). Характерной особенностью дрейфа айсбергов в Баренцевом море является вынос основного количества айсбергов от ЗФИ в западном и юго-западном направлении. При этом, некоторая их часть (по нашим оценкам — до 20 %) попадает в центральные районы моря. Натурные и модельные эксперименты показывают, что скорости и направления дрейфа зависят от массогабаритных характеристик айсбергов. Средние скорости дрейфа составляют порядка 0,2 м/с, а максимальные - 1 м/с (Бузин и др., 2008).

В параграфе 4.2 подробно рассмотрен вопрос экстремального распространения айсбергов в Баренцевом море. Подобные явления несут информацию об особо опасных явлениях редкой повторяемости, которые должны учитываться при освоении шельфовых месторождений. Все известные случаи экстремального распространения айсбергов в Баренцевом море до конца 2003 г. отражены автором в виде комплексной карты (Бузин, 2006). Анализ синоптических ситуаций в периоды наиболее южных распространений айсбергов (рассматривались случаи 1881, 1929, 1989, 2003 гг. (Визе, 1930; Зубов, 1945; Мгце, 1989; Кукшс!, Нопб1, 1991; Наумов и др., 2003); привлекались исторические свидетельства, реконструкции и результаты реанализа 1ЧСЕР) выявил, что все рассмотренные случаи обусловлены продолжитель-

ным действием (3—5 месяцев) воздушных переносов с северной составляющей. При таких условиях происходит «захват» большого количества айсбергов, скопившихся у архипелагов-источников и их вынос в южном направлении. При этом в некоторые годы (например — 1989,2003 гг.) айсберги достигают акватории Штокмановского ГКМ, а в особо экстремальных случаях могут достигать побережья северной Норвегии и Кольского полуострова (1881, 1929 гг.).

В параграфе 4.3 показаны существующие подходы к проблеме айсберго-вой угрозы гидротехническим сооружениям, обсуждены современные способы ее минимизации и приведена концептуальная схема этих мероприятий для ШГКМ (Бузин, 2004; Бузин, Алексеев, 2006). Минимизация айс-берговой и ледовой угрозы применительно к шельфовым месторождениям Баренцева моря (в первую очередь для ШГКМ) возможна в случае обязательного внедрения и четкого выполнения заранее разработанного плана действий. При этом безопасность добывающей платформы потребует усовершенствования методов обнаружения айсбергов и их обломков в широком диапазоне погодных условий и состояний моря; усовершенствования и разработки методов гидрометеорологических (в том числе ледовых) прогнозов; создания системы гидрометеорологического обеспечения и связи; а также внедрения технологий и методик для активной борьбы с айсбергами любых размеров и ледяными полями.

В Заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

1. На основе практических приложений теории периодически коррелированных случайных процессов выявлены особенности распределения средних, дисперсий, экстремумов, корреляционных соотношений в изменениях ледовитости, температуры воды и воздуха для разных климатических периодов XX века — эпох потепления и похолодания.

2. Было выявлено, что вековые тренды среднемесячных величин ледовитости, температуры воздуха, градиента давления изменяют знак при переходе от осенне-зимнего сезона к весенне-летнему.

3. Установлены существенные различия ледовых характеристик в северной и южной частях северо-восточной части Баренцева моря. Они проявляются в сроках появления и исчезновения льда в этих частях, вероятности положения кромки льдов, толщине ровного льда.

4. Установлено, что одной из главных причин формирования тяжелых ледовых условий в северо-восточной части моря является устойчивые северные и восточные переносы в холодный период года, сопровождающиеся выносом многолетних льдов из Арктического бассейна и Карского моря в рассматриваемый район и в целом в Баренцево море. Другими факторами, влияющими на формирование тяжелых ледовых сезонов являются количество остаточных льдов и температура поступающих атлантических вод.

никновения, вызванные продолжительным действием (3—5 месяцев) воздушных переносов с северной составляющей.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

Айсберги и ледники Баренцева моря: исследования последних лет. Ч. 1. Основные продуцирующие ледники, распространение и морфометрические особенности айсбергов // Проблемы Арктики и Антарктики. № 78. 2008. С. 66-80. (Совместно с А.Ф.Глазовским, Ю.П.Гудошниковым, А.И.Даниловым, Н.Е.Дмитриевым, Г.К.Зу-бакиным, Н.В.Кубышкиным, А.К.Наумовым, А.В.Нестеровым, А.А.Скутиным, Е.А.Скутиной, С.И.Шибакиным).

Айсберги и ледники Баренцева моря: исследования последних лет. Ч. 2. Дрейф айсбергов по натурным данным и результатам моделирования и вероятностные оценки рисков столкновения айсберга с гидротехническим сооружением //Проблемы Арктики и Антарктики. № 78. 2008. С. 81-89. (Совместно с А.Ф.Глазовским, Ю.П.Гудошниковым, А.И.Даниловым, Н.Е.Дмитриевым, Г.К.Зубакиным, Н.В.Кубышкиным, А.К.Наумовым, А.В.Нестеровым, А.А.Скутиным, Е.А.Скутиной, С.И.Шибакиным).

Изучение условий формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в северо-восточной части Баренцева моря для обеспечения работ на Штокмановском газоконденсатном месторождении //Метеоспектр. 2007. №2. С. 87-98. (Совместно с Зубакиным ГК., Лебедевым А.А., Ивановым В.В.)

Ледовые условия шельфа Новой Земли // Тезисы докладов 3-й Международной конференции «Нефть и газ арктического шельфа». Мурманск. 15-17 ноября, 2006. CD

Мониторинг льдов и айсбергов в приложении к задачам освоения Штокмановского газоконденсатного месторождения //Тр. ААНИИ. 2004. Т. 449. С. 172-179.

Льды и айсберги в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения // Тр. Международной конференции «Освоение шельфа Арктических морей России (RAO-03). Санкт-Петербург, 16-19 сентября, 2003. С. 337-342. (Совместно с Наумовым А.К., Зубакиным Г.К., ГУдошниковым Ю.П., Скутиным А.А.) Особенности сезонных и межгодовых тенденций параметров климатической системы Баренцевоморского региона в XX-XXI вв. // «Экспресс-информация» Вып. 24. СПб:. ААНИИ. 2007. С.11-12. (Совместно с Г.К. Зубакиным) Сезонная и многолетняя изменчивость состояния ледяного покрова Баренцева моря // Ледяные образования морей Западной Арктики / Под ред. Г.К. Зубакина. СПб:. ААНИИ. 2006. С. 10-26. (Совместно с Зубакиным Г.К., Скутиной Е.А.) Случаи экстремального распространения айсбергов в Баренцевом море // Ледяные образования морей Западной Арктики / Под ред. Г.К.Зубакина. СПб:. ААНИИ. 2006. С. 116-121.

Распространение двухлетних льдов в Баренцевом море //«Экспресс-информация» Вып. 26. СПб:. ААНИИ. 2008. С. 16-17. (Совместно с Наумовым А.К.) Экстремальные ледовые явления и процессы в Баренцевом море в 2002/2003 гг. // Тезисы докладов 3-й Международной конференции «Нефть и газ арктического шельфа». Мурманск. 15-17 ноября, 2006. CD. (Совместно с Зубакиным Г.К., Бочковым Ю.А.)

Conditions for Formation of Extremely Severe Ice Seasons in Northeastern Barents Sea

from Early 1950s to Present // Int. J. of Offshore and Polar Eng. 2007. Vol. 17. № 3. P. 161168. (With Zubakin G.K., Lebedev A.A., Ivanov V.V., Eide LI.) Determination of the Area of Generation of Big Icebergs in the Barents Sea — Temperature Distribution Analysis // Proc. of the 16th Int. Offshore and Polar Eng. Conf., San-Francisco. 2006. P. 634-638. (With Kubyshkin N.E., Glazovsky A.F., Skutin A.A.) Estimates of ice and iceberg spreading in the Barents Sea // Proc. of 14'" Int. Offshore and Polar Eng. Conf., Toulon, May 23-28, 2004. P. 863-870/ (With Zubakin G.K., Naumov A.K.)

Estimations of extremely severe ice seasons, 2nd year ice and icebergs in the area of Shtokman Deposit //The 3rd Norway-Russia Arctic Offshore Workshop «Joint Research and Innovation for the Petroleum industry working in the Arctic». SPb. Jun., 17-18, 2008. (With Zubakin G.K.)

Estimations of Some Components of Ice Conditions in Northeastern Barents Sea // Int. J. of Offshore and Polar Eng. 2006. Vol. 16. № 4. P. 274-282.

Seasonal and multiyear variability of Barents Sea Ice Extent // 1st CliC Int. Science Conf., Beijing. 2005. P. 27. (With Zubakin G.K., Alekseev G.V.)

Spatial Distribution of Icebergs in the Barents Sea Based on Archived Data and Observations of 2003// Proc. of 18lh Int. Conf. on Port and Ocean Eng. under Arctic Conditions (POAC-2005), Potsdam, 26-30 June, 2005, pp. 575-583. (With Zubakin G.K., Shelomentsev A.G., Onshuus D.K., Eide L.I.)

В реферируемых журналах из списка ВАК:

Айсберги ледника Шокальского, Новая Земля // МГИ. 2005. Вып. 99. С. 39-44. (Совместно с Глазовским А.Ф.). В печати:

К вопросу о распространении многолетних льдов в Баренцевом море во второй половине XX - начале XXI вв. // Тр. ААНИИ. Т. 450. 2008. Оценки отдельных элементов ледового режима северо-восточной части Баренцева моря и шельфа Новой Земли // Тр. ААНИИ. Т. 450. 2008.

Сезонная изменчивость региональной климатической системы (РКС) Баренцева моря // Тр. ААНИИ. Т. 450. 2008. (Совместно с Зубакиным Г.К.).

Характеристика многолетних изменений параметров климатической системы Ба-ренцевоморского региона и возможный механизм ее развития // Тр. ААНИИ. Т. 450. 2008. (Совместно с Зубакиным Г.К.)

Подписано в печать 14.11.2008 Формат 60 х 84 1/16

Печать офсетная Печ. л. 1,5

Тираж 100 экз. Заказ № 42

199397, Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38 Ротапринт ААНИИ

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Бузин, Игорь Владимирович

Введение.

Раздел 1. Природные условия и ресурсы углеводородов Баренцева моря.

1.1 Физико-географические особенности и районирование моря.

1.2 Потенциальные ресурсы углеводородов на шельфе Баренцева моря и основные месторождения.1 б

1.3. Общая характеристика гидрометеорологического и ледового режима моря.

1.3.1 Гидрометеорологический режим.

1.3.2 Краткая характеристика ледового режима.

Раздел 2. Изменчивость сезонных и многолетних колебаний ледовитости и основных параметров климатической системы Баренцевоморского региона.

2.1 Материалы и методы, используемые в работе.

2.2 Сезонная изменчивость РКС.

2.2.1 Среднее и дисперсия.

2.2.2 Распределение экстремумов.

2.2.3 Корреляционные соотношения РКС.

2.2.4 Внутренняя структура годового хода ледовитости и температуры воды на Кольском меридиане.

2.2.5 Изменчивость средних при десятилетнем сглаживании.

2.3 Циклические колебания.

2.4. Многолетняя изменчивость.

2.5. Об особенностях РКС Баренцевоморского региона.

Раздел 3. Оценки элементов ледового режима и характеристика экстремально тяжелых ледовых условий Баренцева моря.

3.1 Оценки отдельных элементов ледового режима северо-восточной части Баренцева моря.

3.1.1 Развитие ледяного покрова на акватории.

3.1.2 Границы распространения дрейфующих льдов.

3.1.3 Возрастной состав и сплоченность ледяного покрова.

3.1.4 Толщина ровного дрейфующего льда.

3.1.5 Таяние ледяного покрова и очищение акватории.

3.1.6 Скорость образования и сокращения ледяного покрова, продолжительность ледового периода на акватории.

3.2 Условия формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в северо-восточной части Баренцева моря.

3.2.1 Критерии выбора.

3.2.2 Анализ тяжелых ледовых сезонов.

3.2.3 Анализ крупномасштабных атмосферных процессов в очень тяжелые ледовые сезоны.

3.2.4 Оценка совокупных характеристик экстремально тяжелых ледовых условий.

3.3 Распространение многолетних льдов в Баренцевом море.

3.3.1 Изученность проблемы.

3.3.2. Распространение многолетних льдов по архивным сведениям.

3.3.2.1 Выбор исходной информации.

3.3.2.2. Межгодовой и сезонный ход характеристик многолетних льдов.

3.3.2.3 Оценки распространения многолетних льдов в Баренцевом море.

Раздел 4. Айсберги Баренцева моря как одна из основных угроз освоения шельфовых месторождений.

4.1 Образование, морфометрия и дрейф айсбергов.

4.1.1 Продуцирующие ледники баренцевоморского региона и объемы айсбергового стока.

4.1.2 Основные морфометрические характеристики айсбергов Баренцева моря.

4.1.3 Характеристики дрейфа и пространственно-временного распределения айсбергов в Баренцевом море.

4.2 Экстремальное распространение айсбергов.

4.3 Методы и средства снижения айсберговой опасности.

4.3.1 Основные подходы и определения.

4.3.2 Концептуальная схема минимизации айсберговой и ледовой угрозы (Ice Management).

4.3.3 Средства активной борьбы с айсбергами и опыт ГУ «ААНИИ».

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка состояния ледяного покрова и условий формирования тяжелых ледовых сезонов в Баренцевом море"

Актуальность проблемы.

Суммарные ресурсы углеводородного (УВ) сырья на шельфе российского сектора Баренцева моря составляют порядка 30 млрд. тонн условного топлива. Принимая во внимание эти огромные объемы, становится очевидной перспектива вовлечения указанного региона в энергетику XXI века и интенсификации хозяйственной деятельности на его акватории. Вместе с тем, успешное осуществление намеченных планов не может быть реализовано без учета воздействия природных, в том числе -гидрометеорологических и ледовых факторов. Особенно важным фактором, влияющим на концепцию добычи УВ на шельфе, выбор типа добывающего комплекса, систем отгрузки и транспортировки сырья потребителю, является ледяной покров акватории.

Планируемый период эксплуатации Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) составляет порядка 30-50 лет. Понятно, что для создания эффективной стратегии эксплуатации необходим учет возможных изменений состояния ледяного покрова и параметров Региональной Климатической Системы (РКС) в целом. Многими исследователями (В.Ф. Захаров, З.М. Гудкович и др.) выделяются различные стадии развития климатических параметров, в арктическом регионе — «похолодание» и «потепление» Арктики, связанные с естественными квазициклическими колебаниями (период порядка 60 лет).

На прединвестиционных стадиях разработки шельфовых месторождений требуется анализ исторических архивов, фондовых материалов и литературных источников для получения статистических оценок пространственных (положение границ льда, ледовитость, возраст, сплоченность, и др.) и временных (даты образования льда и очищения моря, продолжительность ледового/безледного периодов, изменение площади и др.) характеристик ледового режима.

Выполненная работа содержит диагностическое исследование поведения наиболее важных параметров климатической системы баренцевоморского региона в различные периоды, включая период «глобального потепления», наблюдающийся в настоящее время. Кроме того, значительная часть работы посвящена изучению основных элементов ледового режима Баренцева моря и в особенности - его Северо-Восточной части, включая их различные экстремальные проявления (тяжелые ледовые сезоны, вторжения многолетних льдов и айсбергов), что делает ее результаты актуальными на прединвестиционных и последующих стадиях разработки шельфовых месторождений. Цели и задачи диссертационной работы.

Основная цель работы - оценить сезонную и многолетнюю изменчивость состояния ледяного покрова и экстремальных проявлений его параметров для задач освоения УВ месторождений Баренцева моря. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Характеристика потенциальных ресурсов УВ в Баренцевом море и природных факторов, влияющих на их освоение.

2. Оценки сезонной изменчивости ледовитости и параметров РКС — среднее и дисперсии, экстремумы, внутренняя структура, инерция процессов и корреляционные связи, изменчивость по десятилетним периодам, а также анализ частотно-временных спектров.

4. Характеристика элементов ледового режима на прединвестиционных стадиях освоения шельфовых месторождений в Северо-Восточной части Баренцева моря.

5. Оценка условий формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в СВ части Баренцева моря и выноса двухлетних льдов в район ШГКМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. В ходе исследований выявлены противонаправленные тенденции в рядах ледовитости Баренцева моря и некоторых элементов РКС, предпринята попытка объяснения этого феномена,

2. Рассмотрены условия формирования экстремально тяжелых ледовых сезонов в СВ части Баренцева моря (районе сосредоточения наиболее значительных ресурсов УВ сырья), выявлены природные сценарии их образования,

3. Дополнены и уточнены сведения о распространении многолетних льдов в Баренцевом море за период 1955-2007 гг. При этом ряд результатов получен впервые (соотношения сплоченности и размеров полей на границах зон распространения этих льдов, карты их экстремального продвижения, вероятностные характеристики распространения многолетних льдов различной сплоченности). Вскрыты механизмы распространения многолетних льдов в суровые годы,

4. На основании всех доступных источников рассмотрены случаи экстремального распространения айсбергов, показано, что в отдельные годы наблюдаются «аномальные вбросы» айсбергов на акваторию центральной и южной части Баренцева моря, вызванные предшествующими продолжительными ветровыми потоками северных направлений,

Практическая значимость.

В диссертации содержится описание различных параметров ледового режима Баренцева моря и его СВ части, в том числе их экстремумов и особо опасных явлений. Исследуемые параметры во многом соответствуют перечню элементов, рекомендованных нормативным документом СП 11-1142004 («Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазовых сооружений») в части «Характеристики состояния ледяного покрова». Такой подход делает результаты настоящего исследования актуальными на различных стадиях разработки УВ месторождений, расположенных на шельфе замерзающих морей.

Практическая значимость выполненной автором работы заключается в использовании результатов исследований различными потребителями ледовой информации. Часть полученных результатов вошла в ряд научно-технических отчетов по бюджетной и хоздоговорной тематике и используется в настоящее время организациями и компаниями, ведущими разработку шельфовых месторождений Баренцева моря (ООО «Севморнефтегаз», StatoilHydro, TOTAL). При непосредственном участии автора разработан раздел «Состояние ледяного покрова» Локальных Технических Условий (ЛТУ) для Штокмановского ГКМ, которые являются основным документом для обоснования инвестиций, экономических расчетов и проектирования платформы. Апробация работы.

Материалы и результаты настоящего исследования были представлены на: Сессиях ГУ «ААНИИ» по итогам научно-исследовательских работ (С.Петербург, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.), 6-й Международной конференции «Освоение шельфа Арктических морей России (RAO/CIS OFFSHORE, С.-Петербург, 2003), 1-й Генеральной Ассамблее Европейского Геофизического Союза (Ницца, Франция, 2004), XIII Гляциологическом симпозиуме (С.-Петербург, 2004), 14-й и 16-й Международных конференциях Общества инженеров по шельфовым и полярным исследованиям (ISOPE), (Тулон, Франция, 2004; Сан-Франциско, США, 2006), 1-й Международной конференции проекта «Климат и Криосфера» (СНС) Всемирной программы исследования климата (WCRP) (Пекин, КНР, 2005), 18-й и 19-й Международных конференциях по строительству портовых и морских инженерных сооружений в арктических условиях (РОАС) (Потсдам, США, 2005; Далянь, КНР, 2007), 3-й Международной конференции «Нефть и газ Арктического шельфа» (Мурманск, 2006), Российско-Британском Семинаре проекта BRIDGE («Построение долговременного партнерства для исследований климатических изменений в Арктике и северных районах ») (С.-Петербург, 2007), Научной Конференции «Моря высоких широт и морская криосфера» (С.-Петербург, 2007), Международной конференции по вопросам адаптации к изменению климата (Мурманск, 2008), 3-м Норвежско-Российском семинаре по арктическим шельфовым исследованиям «Совместные исследования и инновации для нефтегазовой отрасли, работающей в Арктике» (С.-Петербург, 2008). Работа над темой диссертации была частично поддержана грантом РФФИ 05-05-64732-а ("Образование, динамика и разрушение айсбергов в арктических морях России"). Диссертационная работа обсуждалась на совместном семинаре лаборатории «Арктик-шельф» и ОЛРиП, а также секции Океанологии и Ледоведения ГУ «ААНИИ». Результаты исследований, проведенных автором по теме диссертационной работы, отражены в 36 печатных работах, в том числе 15 тезисах докладов. Некоторые результаты вошли в состав научно-технических отчетов (по тематике РФФИ, ЦНТП и хоздоговорные), выполненных в период работы над диссертацией.

Личный вклад автора выражается в выборе темы, сборе и обработке информации, обобщении полученных результатов. Основные положения, выносимые на защиту.

1) Новые характеристики внутригодовой изменчивости параметров ледовитости (и их связи с климатическими характеристиками температуры воды и воздуха).

2) Механизм, объясняющий противоположные тенденции в развитии ледовых условий в летний и осенне-зимний периоды.

3) Закономерности формирования экстремально тяжелых ледовых условий и особенности распространения двухлетних льдов и айсбергов.

Структура и объем работы.

Настоящая диссертационная работа состоит из Введения, 4-х разделов, Заключения, Списка литературы включающего 216 источников. Общий объем работы составляет 202 страницы, включая 52 рисунка и 33 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Бузин, Игорь Владимирович

Заключение

Итогом диссертационной работы является оценка сезонной и многолетней изменчивости состояния ледяного покрова и экстремальных проявлений его характеристик для задач освоения углеводородных месторождений Баренцева моря. В процессе выполнения работы были получены следующие основные результаты:

1. На основе практических приложений теории периодически коррелированных случайных процессов выявлены особенности распределения средних, дисперсий, экстремумов, корреляционных соотношений в изменениях ледовитости, температуры воды и воздуха для разных климатических периодов XX века - эпох потепления и похолодания.

5. Представлены оценки айсберговой продуктивности архипелагов и островов региона, пространственно-временная изменчивость распространения айсбергов, проанализированы случаи их экстремального южного проникновения, вызванные продолжительным действием (3-5 месяцев) воздушных переносов с северной составляющей.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю благодарность за помощь при подготовке диссертационной работы: профессору, д.г.н. З.М. Гудковичу (руководство диссертацией), д.г.н Г.К. Зубакину (обсуждение всех этапов работы), коллективу лаборатории «Арктик-шельф» (помощь и поддержку во время работы над диссертацией), всем уважаемым соавторам за совместную работу над различными публикациями; Дементьеву A.A., Александрову Е.А, Брязгину H.H., Алексеенкову Г.А., Иванову В.В. (предоставление и уточнение рядов данных метеорологических элементов), Иванову Н.Е. (предоставление программного обеспечения и консультации по методам обработки временных рядов), Глазовскому А.Ф. (ИГ РАН) (предоставленные материалы и обсуждение проблемы айсбергового стока с ледников баренцевоморского региона).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Бузин, Игорь Владимирович, Санкт-Петербург

1. Абрамов В.А. Айсберги в Баренцевом море//Тр. ААНИИ-1994-Т.432, с. 194201

2. Абрамов В.А, Зубакин Г.К. Русские наблюдения айсбергов. Отчет ААНИИ, 1992., 33 стр. Фонды ААНИИ.

3. Александров Е.А., Брязгин H.H., Дементьев A.A. Многолетние колебания снежного покрова в Арктическом бассейне Северного Ледовитого Океана (по данным дрейфующих станций) МГИ — 2001 - вып. 91, стр. 51-54.

4. Александров Е.И., Радионов В.Ф., Священников П.Н. Высота снежного покрова и ее изменения на акватории Баренцева и Карского морей//Тр. ААНИИ 2003 - т. 446, стр. 99-118

5. Александров Е.И., Брязгин H.H., Дементьев A.A. Облачность в Баренцевом море и ее изменчивость//Тр. ААНИИ, т. 450, 2008, в печати

6. Аппель И.Л., Гудкович З.М., Петров В.М. Климатическая изменчивость морских льдов Северного Ледовитого океана по данным математического моделирования//МГИ-1989 вып. 65 - стр. 116-120.

7. Аппель И. Л., Гудкович 3. М. Численное моделирование и прогноз эволюции ледяного покрова арктических морей в период таяния.-СПб, Гидрометеоиздат, 1992,—144 с.

8. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан.-МО СССР. ВМФ-1980., 188 с.

9. Бабко О.И., Миронов Е.У. Изменчивость положения кромки льда в районе Штокмановского Газоконденсатного месторождения. Тез. Докл. 2-я Межд. Конф. «Освоение шельфа арктических морей России» (RAO-95) -СПб, стр. 162-163.

10. Башкирцев B.C., Машнич Г.П. Переменность Солнца и климат Земли.//Солнечно-земная физика. Вып. 6. (2004). — С.135 — 137.

11. Бекряев Р.В. Личное сообщение

12. Бородачев В.Е. Сравнительный анализ вероятностных и статистических характеристик сплоченности льдов и ее изменений//Тр. ААНИИ — 1988 -Т.401, стр. 103-120.

13. Бородачев В.Е., Фролов И.Е. Типология распределения льдов в морях

14. Бузин И.В., Наумов А.К. Распространение двухлетних льдов в Баренцевом море//Тез. Докл. Итог. Сессии Уч. Совета ААНИИ СПб: ГУ «ААНИИ», стр. 16-17, 2008

15. Бузин И.В. Оценки отдельных элементов ледового режима северо-восточной части Баренцева моря и шельфа Новой Земли//Тр. ААНИИ, т. 450, 2008-а, в печати.

16. Бузин И.В. К вопросу о распространении многолетних льдов в Баренцевом море во второй половине XX начале XXI вв.//Тр. ААНИИ, т. 450, 2008-6, в печати.

17. Бузин И.В., Зубакин Г.К. Сезонная измечивость региональной климатической системы (РКС) Баренцева моря. Тр. ААНИИ, т. 450, 2008, в печати.

18. Вентцель Е.С. Теория вероятностей М.: Гос. издательство физ.-мат. литературы. - 1958. - 464 с.

19. Визе В.Ю. Айсберги у северных берегов Европы в 1929 г.//Известия Гос. Гидрологии. Инст. 1930 - №29, стр. 77-84

20. Визе О.Ю. Климат морей Советской Арктики. -Л.-М.: Изд. Главсевморпути, 1940- 124 с.

21. Визе В.Ю. Основы долгосрочных ледовых прогнозов для арктических морей М.: Изд-во Главсевморпути, 1944 - 274 с.

22. Войнов Г.Н. Приливные явления в Карском море СПб.: Изд. Русского географического общества, 1999 - 109 с.

23. Воробьёв В.Н., Кочанов С.Ю., Смирнов Н.П. Сезонные и многолетние колебания уровня морей Северного Ледовитого океана — СПб.: РГГУ, 2000.-113 с.

24. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Том 6. Баренцево море. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-263 С.

25. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, том 1. — Баренцево море, вып. 1 -Гидрометеорологич. условия, Л.: Гидрометеоиздат, 1990, 279 с.

26. Геология и полезные ископаемые России. В 6-ти томах. Т.5. Арктические и дальневосточные моря. Кн. 1. Арктические моря / Ред. И.С.Грамберг, В.Л.Иванов, Ю.Е.Погребицкий. СПб.: ВСЕГЕИ, 2004 - 468 с.

27. Глазовский А.Ф. (ИГ РАН), личное сообщение, 2007

28. Говоруха Л.С. Современное наземное оледенение Советской Арктики Л. Гидрометеоиздат, 1988 - 256 с.

29. Горбацкий Г.В. Физико-географическое районирование Арктики. 4.2. Л.: ЛГУ, 1970 - 120 с.

30. Григоркина Р.Г., Фукс В.Р. К проблеме приливного происхождения полугодовой периодичности гидрометеорологических процессов в Северной Атлантике// Атлантический океан. Рыбопоисковые исследования/Атлант.НИРО, 1970, вып. 3. с. 17-25.

31. Григоренко Ю.Н., Мирчик И.М., Савченко В.И., Сенин Б.В., Супруненко О.И. Углеводородный потенциал континентального шельфа России: состояние и проблемы освоения// Минеральные ресурсы России. Экономика и Управление Спец. Вып. - 2006, стр. 14-69.

32. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Обнаружения изменений климата: состояние, изменчивость и экстремальность климата//Метеорология и гидрология -2004 №4, стр. 50-66.

33. Гудкович З.М., Николаева А.Я. Дрейф льдов в Арктическом бассейне и его связь с ледовитостью арктических морей.//Тр. ААНИИ 1963, т.104, 212с.

34. Гудкович З.М., Кириллов A.A., Ковалев Е.Г., Сметанникова A.B., Спичкин В.А. Основы методики долгосрочных ледовых прогнозов для арктических морей JL, Гидрометеоиздат, 1972 - 348 с.

35. Гудкович З.М., Захаров В.Ф., Аксенов Е.О., Позднышев С.П. Взаимосвязь современных климатических изменений в атмосфере, океане и ледяном покрове Арктики//Тр. ААНИИ 1997, т.437, стр. 7-16.

36. Гудкович З.М., Доронин Ю.П. Дрейф морских льдов.//СПб.,

37. Гидрометеоиздат, 2001, 112 с.

38. Гудкович З.М., Карклин В.П., Фролов И.Е. Внутривековые изменения климата, площади ледяного покрова Евразийский арктических морей и их возможные причины // Метеорология и гидрология — 2005 №6, стр. 5-14.

39. Гудошников Ю.П., Дмитриев A.A. Прошлое, настоящее и будущее климата региона Баренцева моря //Тр.ААНИИ. 1999. - т. 441. - с. 33 - 45.

40. Дементьев A.A., Зубакин Г.К. Оценка многолетних колебаний некоторых климатообразующих факторов Северо-Европейского бассейна// Тр. ААНИИ 1987- т. 404., стр. 24-33.

41. Дементьев А.А, Александров Е.И., Брязгин H.H. Характеристика пространственно-временных изменений сумм отрицательных температур воздуха в морях Западной Арктики//Тр. ААНИИ.-2004-т. 449.,с. 248-269.

42. Дмитриев A.A. Динамика атмосферных процессов над морями Российской Арктики СПб.:Гидрометеоиздат, 2000 - 233 стр.

43. Дмитриев A.A., В.А. Белязо. Космос, планетарная климатическая изменчивость и атмосфера полярных регионов. СПб.: Гидрометеоиздат. 2006, 358 с.

44. Дмитриев Н.Е., Поляков И.В. Трехмерная гидродинамическая модель дрейфа айсбергов в Баренцевом море// Тез. Докл 2-я Межд. Конф. «Освоение шельфа арктических морей России» (RAO-95), СПб, 1995, с.165-166.

45. Дмитриев A.A., Иванов В.В., Куражов В.К., Прямиков С.М., Тимохов JI.A. и др. Сценарий изменения климата в регионе Беренцева моря до 2050 г. //Тр. ААНИИ.-1999.-т.441.-с. 195-201.

46. Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике.//Л.:Гидрометеоиздат, 1969. —300 с.

47. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е.Морской лед.//Л.: Гидрометеоиздат, 1975. —317 с

48. Доронин Ю.П. Региональная океанология Л.: Гидрометеоиздат, 1986 - 303 с.

49. Дуванин А.И. Уровень моря Л.: Гидрометеоиздат, 1956 - 60 с.

50. Жизнь и условия ее существования в пелагиали Баренцева моря КФ АН СССР - Апатиты, 1985 - 217 с.

51. Захаров В.Ф. Похолодание Арктики и ледяной покров арктических морей // Тр. ААНИИ 1976 - т. 337-96 с.

52. Захаров В.Ф. Льды Арктики и современные природные процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.-136 с.

53. Захаров В.Ф. Изменение состояния морских арктических льдов //Монография: Формирование и динамика современного климата Арктики / под ред. Г.В. Алексеева- СПб:Гидрометеоиздат 2004, стр. 112-159.

54. Зубов H.H. Льды Арктики. М: Изд. Главсевморпути, 1945, - 350 с.

55. Зубакин Г. К., Зуев А. Н., Майоров О. Н. и др. Оценка ледообмена Баренцева моря с Северным Ледовитым океаном и Карским морем.// География водных путей Арктики Л., 1978. - с. 22-29

56. Зубакин Г.К. Ледовый режим //Монография: Жизнь и условия ее формирования в пелагиали Баренцева моря/ под ред. Г.Г. Матишева КФ АН СССР:Апатиты - 1985 - стр. 39-42

57. Зубакин F.K. Крупномасштабная изменчивость ледяного покрова морей Северо-Европейского бассейна. Л.: Гидрометеоиздат, 1987 — 160с.

58. Зубакин Г.К. Ледяной покров морей Северо-Европейского Бассейна (крупномасштабная изменчивость): Дисс. докт. геогр. наук. Мурманск, 1988.-343 с.

59. Зубакин Г.К. и др. «Ледовые условия и айсберги в районе Штокмановского ГКМ на трассах газопровода и в местах выхода его на берег. (ТЭО на разработку ШГКМ)», кн. 5 СПб: ААНИИ, 1994-а. Фонды ААНИИ

60. Зубакин Г.К., Ю.А. Симонов, В.Н. Смирнов, Ю.Н. Алексеев: Отчет по проекту «Разработать предложения по защите стационарных сооружений на Штокмановском ГКМ от плавучих льдов и айсбергов» СПб: ААНИИ, 194-6, 193 стр., Фонды ААНИИ.

61. Зубакин Г.К., Алексеев Ю.Н., Бузин И.В., Скутин A.A. Отчет по договору, раздел 4.3, «Предварительная оценка влияния айсбергов на эксплуатацию ШГКМ», СПб: ГУ «ААНИИ», 2003, 57 е., Фонды ААНИИ.

62. Зубакин Г.К., Бузин И.В., Скутин A.A. Оценка ледовых условий в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения// Тр. ААНИИ — 2004а т. 449 - стр. 124-139.

63. Зубакин Г.К., Гудошников Ю.П., Наумов А.К., Степанов И.В., Кубышкин Н.В. Особенности строения торосов в восточной части Баренцева моря по данным экспедиции 2003 г.//Тр. ААНИИ 20046- т.449 - С.180-195.

64. Зубакин Г.К., Бузин И.В., Скутина Е.А. Сезонная и многолетняя изменчивость состояния ледяного покрова Баренцева моря //Монография: Ледяные образования морей Западной Арктики/ под ред. Г.К. Зубакина -СПб: ГУ«ААНИИ» 2006-а - стр. 10-26.

65. Зубакин Г.К., Бочков Ю.А., Бузин И.В. Экстремальные ледовые явления и процессы в Баренцевом море в 2002/2003 гг., Тез. Докл. 3-я Межд. Конф. «Нефть и газ арктического шельфа»- Мурманск, 2006-6, CD

66. Баренцева моря// Тез. Докл. 3-я Межд. Конф. «Нефть и газ арктического шельфа»- Мурманск, 2006, CD

67. Карсаков A.JI. Закономерности и особенности режима вод Баренцева моря (по наблюдениям на вековом разрезе «Кольский меридиан»): Дисс. канд. геогр. наук, Санкт-Петербург, 2007 197 стр.

68. Карклин В.П., Юлин A.B., Карелин И.Д., Иванов В.В. Климатические колебания ледовитости арктических морей сибирского шельфа//Тр. ААНИИ-2001-Т.443-С. 5-11.

69. Катцов В.М, Вавулин C.B., Говоркова A.B., Павлова Т.В. Сценарии изменений климата Арктики в XXI веке// Метеорология и гидрология.-2003-№10-с. 5-19.

70. Катцов В.М., Алексеев Г.В., Павлова Т.П., Спорышев П.В., Бекряев Р.В., Говоркова В.А. Моделирование эволюции ледяного покрова Мирового океана в XX и XXI веках// Известия РАН, Физика атмосферы и океана -2007 т.43, №2 - стр. 165-181

71. Корякин B.C. Ледники Арктики, М.: Наука, 1988 160 с.

72. Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории СССР Л.: Гидрометеоиздат, 1982 - 288 с.

73. Лебедев A.A. Особенности структуры и закономерности многолетней изменчивости ледовитости североатлантических морей. // Тр. ААНИИ. -1985.-т. 396.-с. 122-133.

74. Лебедев A.A., Уралов Н.С. Результаты оценки годового цикла ледообмена Арктического бассейна с морями Северной Атлантики// Тр. ААНИИ -1981 т.334 - стр. 78-89

75. Ледяные образования морей Западной Арктики — СПб: ААНИИ, 2006 272 с.

76. Литке Ф.П. Четырехкратное путешествие в Северный Ледовитый океан на военном бриге «Новая Земля» в 1821-1824 годах М.: Географгиз, 1948. -334 с.

77. Любарский А.Н. Колебания ледовитости северных морей и их возможные причины// Тр. Главн. Геофиз. Обе. 1977. - вып. 386. -с. 111-121.

78. Максимов И.В., Смирнов Н.П. О происхождении полугодового ритма в деятельности океанских течений. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1965.-т.1.-№10.-с. 1079-1087.

79. Максимов И.В. Геофизические силы и воды океана. JL: Гидрометеоиздат. -1970.-448 с.

80. Махоткина E.JL, А.Б. Лукин, И.Н. Плахина, Н.В. Панкратова. Многолетние изменения аэрозольной оптической толщины атмосферы в России // Метеорология и гидрология — 2006 №7 - стр. 41-48.

81. Международная символика для морских ледовых карт и номенклатура морских льдов Л.:Гидрометеоиздат, 1984 — 56 с.

82. Миронов Е.У. Ледовые условия в Гренландском и Баренцевом морях и их долгосрочный прогноз — СПб.:ААНИИ, 2004 320 с.

83. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли.- Л. :Гидрометеоиздат, 1974 638 с.

84. Мякишева М.В., Рожков В.А. Методические рекомендации по применению теории периодически коррелированных случайных процессов для вероятностного анализа океанологических рядов.- М., репрог. ГОИН, 1983 -20 с.

85. Научно-прикладной справочник по климату России (арктический регион). Солнечная радиация.- СПб: Гидрометеоиздат, 1997. 230 С.

86. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Вып. 1,2.-Л.:Гидрометеоиздат, 1989.

87. Научно-технический отчет по проекту «Выполнить комплекс ледоисследовательских работ в районе Штокмановского Газоконденсатного месторождения (ШГКМ) в апреле-мае 2003», СПб: ГУ «ААНИИ», 2003, 311 с. фонды ГУ «ААНИИ».

88. Научно-технический отчет по проекту «Выполнить комплекс ледоисследовательских работ в районе Штокмановского ГКМ в апреле 2005 г», СПб: ГУ «ААНИИ», 2005, 296 с. фонды ГУ «ААНИИ».

89. Научно-технический отчет по проекту «Выполнить комплекс ледоисследовательских работ в районе Штокмановского ГКМ в апреле — мае 2006 г.», СПб: ГУ «ААНИИ», 2006, 279 с. фонды ГУ «ААНИИ».

90. Научно-технический отчет по проекту «Комплексные ледоисследовательские работы и изучение образования, динамики и разрушения айсбергов в районе Штокмановского ГКМ в 2007 г.», СПб: ГУ «ААНИИ», 2007, 207 с. фонды ГУ «ААНИИ».

91. Научно-технический отчет по проекту «Объекты из материкового льда (айсберги, обломки айсбергов и куски айсбергов)» СПб: ГУ «ААНИИ», 2006, 79 с. Фонды ГУ «ААНИИ».

92. Научно-Технический Отчет по проекту «Комплексные ледоисследовательские работы и изучение образования, динамики и разрушения айсбергов в районе Штокмановского Газоконденсатного месторождения (ШГКМ) в 2007 г.». СПб: ГУ «ААНИИ»,2007-а, 257 с.

93. Научно-технический отчет по результатам морской научно-исследовательской экспедиции на НЭС «М. Сомов» в рамках Научной программы участия РФ в проведении Mill' 2007-08 гг. («Сомов Ml 11'-лето - 2007»), СПб: ГУ «ААНИИ», 2007-6, 98с. фонды ГУ «ААНИИ».

94. Номенклатура морских льдов. Условные обозначения для ледовых карт — JL: Гидрометеоиздат, 1974 90 с.

95. Никитин Б.А., Вовк B.C., Мандель А .Я. О работах ООО «Газфлот» на арктическом шельфе России по программам ОАО «Газпром»// Oil&Gas Eurasia 2005 - №9 - стр. 64-67.

96. Наумов А.К., Зубакин Г.К., Гудошников Ю.П., Бузин И.В., Скутин A.A. Льды и айсберги в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения. // Тр. Межд. Конф. «Освоение шельфа Арктических морей России (RAO-03) СПб, 16-19 сентября, 2003. - с.ЗЗ7-342.

97. Наумов А.К. Распределение айсбергов в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения и оценки столкновения айсбергов с платформой // Тр. ААНИИ 2004 - т. 449 - стр. 140-152.

98. Оледенение Северной и Центральной Евразии в современную эпоху / отв. ред. В.М. Котляков М.: Наука, 2006. - 482 с.

99. Официальный сайт ОАО «Газпром» www.gazprom.ru.

100. Парамонова H.H., Привалов В.И., Решетников А.И. Мониторинг углекислого газа и метана в России // Известия РАН. Физика атмосферы и океана —2001-т. 37- №1, стр. 38-43.

101. Радионов В.Ф., Русина E.H., Сибир Е.Е. Специфика многолетней изменчивости суммарной солнечной радиации и характеристик прозрачности атмосферы в полярных областях// Пробл. Арктики и Антарктики №76 - 2007 - с. 131-136.

102. Рожков В.А. Методы вероятностного анализа океанологических процессов — Д.: Гидрометеоиздат, 1979 280 с.

103. Рожков В.А. Теория и методы статистического оценивания вероятностных характеристик случайных величин и функций с гидрометеорологическими примерами- СПб. :Гидрометеоиздат,2001-304 с.

104. Романов И.П. Ледяной покров Арктического бассейна СПб, 1992 - 212 с.

105. Русина E.H., В.Ф. Радионов. Оценка «доиндустриальной» оптической толщины атмосферы при полярной дымке в Арктике и современного вклада антропогенных выбросов// Метеорология и гидрология, №52002- стр. 35-39.

106. Санцевич Т.И., Хромцова М.С., Москаль Т.Н. Колебания ледовитости Баренцева моря // Тр. ААНИИ 1960 - т. 97 - 120 стр.

107. Сведения по динамическим и геометрическим характеристикам ледяного покрова Баренцева моря. Под редакцией В.Ф. Захарова, МФ ААНИИ, Мурманск, 1985, 2 экз.

108. Справочные данные по режиму ветра и волнения Баренцева, Охотского и Каспийского морей. СПб: Росс. Морск. Регистр Судоходства, 213 с. 2003

109. Степанов И., Гудошников Ю., Бузин И. Апробация технологии буксировки айсбергов для защиты арктических морских платформ // Технологии ТЭК -2005 №4(23) - стр. 20-26.

110. Тейтельбаум К.А. Зависимость температуры воздуха над Карским морем в весенне-летний период от ледовитости и воздушных переносов.//Тр. ААНИИ, 1977, т.346. с. 109-117.

111. Тейтельбаум К.А. Зависимость температуры воздуха над морями Лаптевых, Восточно-Сибирским и Чукотским в летний период от ледовитости и воздушных переносов.//Тр. ААНИИ, 1979, т.363. с .81-90.

112. Федоров К.Н. О годовых и полугодовых колебаниях общей циркуляции океанов. ДАН СССР. - 1957. - т. 116. - №3. - с. 393-396.

113. Федоровский Ю.Ф. Новое направление поиска нефти в Баренцевом море // Тр. Межд. Конф. «Нефть и газ арктического шельфа», 15-17 ноября 2006 г., Мурманск, CD.

114. Фролов И.Е. Численная модель осенне-зимних ледовых явлений (для арктических морей)// Тр. ААНИИ 1981 - т. 372 - с. 73-81.

115. Фролов И.Е., З.М. Гудкович, В.П. Карклин, Е.Г. Ковалев, В.М. Смоляницкий Научные исследования в Арктике, т.2 «Климатические изменения ледяного покрова морей Евразийского шельфа». СПб: Наука, 2007, 135 с.

116. Цветков М.В., Шматков В.А., Бенземан В.Ю. Некоторые вопросы статистического моделирования в связи с проблемой выявления скрытых периодичностей. // Тр. ААНИИ 1985. - т. 389. - с. 105-113.

117. Чижов, О.П., B.C. Корякин, Н.В. Давидович, З.М. Каневский, Е.М. Зингер, В.Я. Бажева, А.Б. Бажев, И.Ф. Хмелевской. Оледенение Новой Земли, М: Наука, 1968, 338 стр.

118. Шахова И.А. Перспективы нефтегазоносности Штокмановско Лунинской мегаседловины с позиций ее генезиса//Тр. Межд. Конф. «Нефть и газ Арктического шельфа», Мурманск, 17-19 Ноября, 2004, CD.

119. Шеломенцев А.Г., Хоштария В.Н., Чурсина Н.В. Арктический цейтнот: фактор времени при реализации лицензионных соглашений на поисково-оценочном этапе // Тр. Межд. Конф. «Нефть и газ арктического шельфа», 15-17 ноября 2006 г., Мурманск, CD.

120. ACIA Arctic Climate Impact Assesment. Cambridge Univ. Press, 1042 p., 2005

121. ACSYS HISTORICAL ICE CHART ARCHIVE (1553-2002), IACPO Informal Report No. 8., Tromso, Norway January 2003.

122. Aleksandrov Ye.I., N.N. Bryazgin, E.J. Forland, V.F. Radionov, P.N. Svyashchennikov. Seasonal, interannual and long-term variability of precipitation and snow depth in the region of the Barents and Kara Seas // Polar Research 2005 - 24 (1-2), pp. 69-85.

123. Borisenkov G.P., Tsvetkov A.V., Agaponov, S.V. On some characteristics of insolation changes in the past and the future //Climate Change, 1983, #3. p. 237-244.

124. Buzin I.V., G.K. Zubakin, G.V. Alekseev. Seasonal and multiyear variability of Barents Sea Ice Extent// 1st CliC Int. Science Conf., Beijing, 2005, p. 27

125. Buzin I.V. Estimations of Some Components of Ice Conditions in Northeastern Barents Sea// Int. J. of Offshore and Polar Eng. 2006 -Vol. 16, No. 4, pp. 274-282

126. Crocker, G., Wright, В., Thistle, S. and Bruneau, S. An Assessment of Current Iceberg Management Capabilities. Contr. Rep. for Natnl. Res. Council Canada, C-CORE Publications 98-C26, p 105, 1998

127. Comprehensive Iceberg Management Database. PERD/CHC Report 20-69, PAL Environmental Services, B.Wright and Associates Limited, Canada, 2002, 55 p.

128. CSA Standard S471-04, Canadian Standards Association, General requirements, design criteria, the environment and loads, 2004, 124 p.

129. Dowdeswell J.A. On the nature of Svalbard glaciers// J. Claciol., 1989, 35, pp.224234, 1989.

130. Dowdeswell J.A., J.L. Bamber. On the glaciology of Edgeoya and Barentsoya, Svalbard // Polar Res. 1995 - 14(2) - pp. 105-122

131. Dowdeswell, J.A., Whittington, R.J., and Hodgkins, R. The sizes, frequencies, and freeboards of East Greenland icebergs observed using ship radar and sextant // J. of Geophys Res. 1992 - Vol.97, No.C3, pp.3515-3528.

132. Dowdeswell, J.A., Williams, M. Surge-type glaciers in the Russian High Arctic identified from digital satellite imagery// J. of Glaciology 1997- Vol. 43, Iss. 145 - pp. 489-494

133. Dmitriyev N.Ye., Voinov G.N., Gudoshnikov Yu.P., Nesterov A.V., Skutin A.A. Study of the dynamics of icebergs of the Barents Sea// Proc. of the 18th Int. Conf. On Port and Ocean Eng. Under Arctic Conditions. (POAC-2005), Vol. 2, pp. 521-530.

134. Dmitiev N.Ye., A.V. Nesterov . Iceberg Drift in the Barents Sea According to the Observation Data and Simulation Results// Proc. of the 17th Int. Offshore and Polar Eng. Conf. (ISOPE-2007), Lisbon, July 1-6, 2007, pp. 633-638.

135. Divine D.V., C. Dick. Historical variability of sea ice edge position in the Nordic Seas//J. of Geophys. Res.-2006-Vol.lll, C01001, doi: 10.1029/2004JC002851.

136. Facts 2008 The Norwegian Petroleum Sector — отчет размещен на официальном сайте Norwegian Petroleum Directorate - www.npd.no.

137. Freeman Ralph (C-CORE, Canada), личное сообщение, 2004

138. Greenland Iceberg Management: Implications for Grand Banks Management Systems. PERD/CHC Report 20-65, 2002, 171 p.

139. Honsi, I. Isfjell i Barentshavet (Icebergs in the Barents Sea). Report OD-88-75, Norwegian Petroleum Directorate, 1988.

140. AP 92. Eastern Barents Sea Buoy Deployment, v.2: Field observations and analysis, 1992, 103 p.

141. AP Summary Report. W. Spring, Mobil Res. and Development Corp., Dallas E&P Engineering, Dallas, Texas, USA, 1994, 144 p.

142. Johannessen, K., Loset, S., and Strass, P. Simulation of Iceberg Drift// Proc of the 15lh Int. Conf. On Port and Ocean Eng. Under Arctic Conditions, Espoo (POAC-99), Vol.1, pp. 97-105, 1999

143. Kvitrud A., Honsi I. Icebergs in the Norwegian Continental Shelf in 1880 — 1881// OMAE Vol. IV, Arctic/Polar Technology ASME, 1991, pp.131-136

144. Kongsvegen, Spitsbergen, 1964-1995// J. Glac.- 1998 -vol. 44, pp. 394-404. McClintock J., R. McKenna, C. Woodworth-Lynas. Grand Banks Iceberg

145. Norwegian Technology Standards Institution. 85 pp. NORSOK Standard N-003. Actions and action effects, ed. 2, Sep. 2007, Standards Norway, 60 p.

146. Review of 1928-29 Sea Ice and Meteorological Data. DNMI Rapport #27/90

147. Polar Research 2003 - vol.22 (1) -pp. 5-10. Sandford K.S. Tabular Icebergs Between Spitsbergen and Franz-Josef Land//

148. Mechanics and Arctic Eng., The Hague, March 19-23, 1989, pp.139-145. Vinje, T. Anomalies and Trends of Sea-Ice Extent and Atmospheric Circulation in the Nordic Seas during the Period 1864-1998// J. of Climate, 2001 -v.14 (3) -pp. 255-267

149. Zubakin G.K., Yu.P. Gudoshnikov, A.K. Naumov, A.F. Glazovsky, N.V. Kubyshkin, I.V. Buzin, V.V. Borodulin and E.A. Skutina. Results of1.vestigations of Icebergs, Glaciers and Their Frontal Zones in theth

150. Northeastern Part of the Barents Sea// Proc. of 19 Int. Conf. on Port and Ocean Eng. under Arctic Conditions (POAC-2007), Dalian, June 27-30, 20076, pp. 548-564

Информация о работе

Бузин, Игорь Владимирович
кандидата географических наук
Санкт-Петербург, 2008
ВАК 25.00.28

Диссертация

Оценка состояния ледяного покрова и условий формирования тяжелых ледовых сезонов в Баренцевом море - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы