Приливной и ветровой дрейф льда и деформации ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин

Тихончук, Елена Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Приливной и ветровой дрейф льда и деформации ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин
ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Приливной и ветровой дрейф льда и деформации ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин"

На правах рукописи

□□□44СЗВа

ТИХОНЧУК Елена Александровна

ПРИЛИВНОЙ И ВЕТРОВОЙ ДРЕЙФ ЛЬДА И ДЕФОРМАЦИИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА НА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОМ ШЕЛЬФЕ О. САХАЛИН

Специальность 25 00.29 - физика атмосферы и гидросферы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

,_, 2 2 СЕН 2003

Ж-

Южно-Сахалинск, 2008

003446369

Работа выполнена в Институте морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук

Научный руководитель доктор физико-математических наук

Официальные оппоненты

Доктор физико-математических наук Доманский Андрей Владимирович (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, г Южно-Сахалинск), Доктор географических наук, профессор Плотников Владимир Викторович (Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, г Владивосток)

Ведущая организация: ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), г Санкт-Петербург

Защита состоится «01 » октября 2008 г в /¿/час

на заседании диссертационного совета ДМ 005 026 01 при Институте

морской геологии и геофизики ДВО РАН

по адресу 693022 г Южно-Сахалинск, ул Науки 16

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института морской геологии и геофизики ДВО РАН.

Шевченко Георгий Владимирович

Автореферат разослан « Л7-у> ¿ЪуТ^сжн О 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 005 026 01

кандидат физико-математических наук

Общая характеристика работы

Актуальность. Изучение особенностей ледового режима, выявление факторов, определяющих характер дрейфа льда, представляет значительный научный и практический интерес Дрейф льда - очень важная гидрометеорологическая характеристика, которая во многом определяет хозяйственную деятельность на побережье арктических и субарктических морей По этой причине сбор всей доступной информации о характеристиках ледового режима и исследование возможностей прогнозирования ледовых условий являются актуальной задачей

Вопросу изучения особенностей дрейфа льда под действием различных факторов (постоянные течения, ветер, приливы) посвящено много работ российских и зарубежных исследователей Широко известны работы полярных исследователей начала XX века F Nansen (1902), Н U Sverdrup (1928), В Ю Визе (1933), НН Зубова (1945) В последующие годы изучением дрейфа и деформациями ледяного покрова занимались русские ученые В В Шулей-кин (1953), В В Бетин, ЮА Горбунов (1956), ЗМ Гудкович (1957), АП Легеньков (1958), КП Широков (1961), НА Волков (1967), СМ Лосев (1974), ЮП Доронин, ДЕ Хейсин (1975), Л П Якунин (1979), И Л Аппель (1994) и многие другие, а также зарубежные исследователи WD Hibler (1972), Z Kowalik (1981), Т. Tabata (1969), A S Thorndike, R Colony (1982), К Watanabe (1962) и др

Основное внимание при исследовании ветрового дрейфа льда и деформаций ледяного покрова традиционно уделяется крупномасштабным неодно-родностям поля ветра (циклоны, атмосферные фронты) или взаимодействию льда с берегом При этом характер отклика дрейфа на ветровое воздействие и деформации в узкой прибрежной полосе обычно остаются вне поля зрения исследователей Также мало изучены особенности приливного дрейфа и деформации ледяного покрова, возникающие под влиянием приливов вблизи береговой границы Это объясняется тем, что изучение деформаций требует измерений скорости дрейфа одновременно в нескольких точках, а для определения характеристик прилива необходимы измерения с частотой несколько раз в сутки, что является достаточно сложной задачей

Партией гидрометеорологических изысканий Дальневосточной инженерно-геологической экспедиции (ныне Экологическая Компания Сахалина) на северо-восточном шельфе о Сахалин были проведены уникальные по своей организации наблюдения за дрейфом льда при помощи радиолокационных станций (РЛС), установленных на берегу Измерения производились ежечасно одновременно в 9 точках в пределах зоны обзора РЛС, что позволило детально исследовать особенности ледового режима в прибрежной зоне (По-крашенко CA и др, 1987) - именно эти материалы послужили основой для настоящей работы Эти данные также были использованы в близкой по тематике работе - диссертации Э Н Калинина (1999), в которой представлено исследование дрейфа льда именно для района северо-восточного шельфа

о Сахалин Основное внимание в этой работе было сосредоточено на исследовании ветрового дрейфа, причем ветровые коэффициенты рассчитывались для различных секторов направлений ветра отдельно Однако получить устойчивые оценки, отражающие неизотропный характер отклика ледяного покрова в зависимости от направления ветра, в рамках одномерного подхода не удалось В связи с этим в настоящей работе для расчета ветровых коэффициентов предложена двумерная регрессионная модель, дающая более полное описание особенностей ветрового дрейфа льда в прибрежной зоне Э Н Калининым не рассматривался важный для северо-восточного шельфа о Сахалин вопрос о влиянии приливов на формирование дрейфа льда, а также не исследовались деформационные параметры, хотя одновременное измерение дрейфа в нескольких точках в зоне обзора локатора предоставляло для этого уникальную возможность

Надежные оценки максимальных скоростей дрейфа, расчет «ветровых коэффициентов» (характеризующих величину отклика скорости дрейфа льда на ветровое воздействие) и характеристик приливного дрейфа, а также деформационных параметров, могут иметь большое значение, как при оперативном, так и при долгосрочном прогнозировании ледовых нагрузок Актуальность настоящей работы определяется важностью теоретических исследований особенностей дрейфа льда и деформационных параметров ледяного покрова, создающих возможность для разработки методов их прогнозирования для решения задачи обеспечения безопасности мореплавания и осуществления работы промышленных объектов в районах нефтепромысла на шельфе о Сахалин

Цель и задачи работы. Цель данной работы - исследовать физические особенности формирования дрейфа льда и деформаций ледяного покрова под воздействием основных внешних факторов - приливов и ветра, определить возможность прогнозирования дрейфа льда в реальных условиях

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

• исследование пространственной изменчивости приливного дрейфа по наблюдениям на разных РЛС,

• анализ взаимосвязи между фазой прилива и характером деформации ледяного покрова,

• выявление особенности ветрового воздействия на дрейф льда в прибрежной зоне, исследование характера отклика ледяного покрова в зависимости от направления ветра,

• определение характера деформаций, возникающих под воздействием ветра

Научная новизна. Научная новизна работы заключается, прежде всего, в детальном исследовании характеристик дрейфа и деформаций льда на северо-восточном шельфе о Сахалин, обусловленных приливами и ветром В

результате удалось выявить ряд физических особенностей формирования дрейфа льда

1 В районе северо-восточного шельфа о Сахалин выявлена значительная пространственная неоднородность приливного дрейфа льда, выраженная в наличии вблизи берега на протяжении от северной оконечности острова до зал. Луньский зоны с высокими скоростями суточных течений (волны О) и К]) Скорости течений быстро уменьшаются как с удалением от берега, так и в южном направлении Наблюдаемый эффект является следствием влияния суточных шельфовых волн на данном участке шельфа

2 Выявлены особенности деформаций ледяного покрова в прибрежной зоне, вызванных приливными явлениями На каждой станции зависимость параметров деформации (дивергенция и ротор поля скорости дрейфа льда, скорости деформации растяжения и сжатия ледяного покрова) от фазы приливного цикла остается стабильной на протяжении всего периода измерений На всех трех станциях зависимость деформационных параметров от направления и величины приливных течений имеет различный характер

3 Для анализа синхронных рядов дрейфа и скорости ветра на двух РЛС, использована двумерная регрессионная модель, хорошо описывающая неизотропный характер отклика на воздействие ветра в прибрежной зоне Эта модель отличается от традиционной для открытого моря модели Свердрупа-Нансена Коэффициенты отклика (ветровые коэффициенты) скорости дрейфа льда на ветровое воздействие для одних («эффективных») направлений в несколько раз больше, чем для других («неэффективных»), что является причиной усиления деформаций ледяного покрова Для каждой станции матрицы отклика дрейфа на воздействие ветра устойчивы по расчетам для различных лет, но в районе с более приглубым шельфом величины ветровых коэффициентов примерно в 1,5 раза выше, чем в более мелководной области

Практическая ценность. Полученные оценки характеристик скорости приливного дрейфа могут быть использованы для его предвычисления на заданный момент времени в районе северо-восточного шельфа о Сахалин Рассчитанные матрицы ветровых коэффициентов могут быть использованы для определения характера дрейфа льдов в зависимости от ожидаемых скорости и направления ветра

Полученные результаты могут быть использованы для расчета приливного, ветрового и суммарного дрейфа в оперативном режиме Учет максимальных скоростей дрейфа и оценки деформационных параметров ледяного покрова при проектировании объектов нефтегазового комплекса на шельфе позволит снизить риск их разрушения под воздействием ледовых нагрузок и избежать негативного воздействия последствий аварий на окружающую среду

Защищаемые положения

1. Изучена пространственная структура приливного дрейфа на северовосточном шельфе о Сахалин, особенностью которой является выраженная неоднородность скорости и направления приливного дрейфа льда Наблюдаемый эффект обусловлен влиянием суточных шельфовых волн и определяет значительные приливные деформации ледяного покрова

2 Выявлен устойчивый, предсказуемый характер зависимости деформационных параметров от фазы прилива на различных радиолокационных станциях

3 Обоснована адекватность двумерной регрессионной модели для описания неизотропного отклика дрейфа льда на воздействие ветра Неизотропный отклик является причиной усиления деформаций ледяного покрова в прибрежной зоне

Апробация. Результаты работы на разных ее этапах докладывались на семинарах лаборатории цунами ИМГиГ, отдела морского ледового прогноза ААНИИ (г Санкт-Петербург, 2003), лаборатории ледовых исследований СахНИПИ (г Оха, 2005), на международной конференции ISOPE (2001,2002, 2004), международном симпозиуме «Okhotsk Sea, Sea Ice» (г Момбетсу, Япония, 2000, 2001, 2003), на конференции "Гидрометеорология Дальнего Востока и окраинных морей Тихого океана", посвященной 50-летию ДВНИГМИ (г Владивосток, 2000), на 17-м международном ледовом симпозиуме IAHR (г Санкт-Петербург, 2004), на XVIII, XIX конференции молодых ученых (г Южно-Сахалинск, 2004,2006)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержит 127 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 13 таблиц Список литературы состоит из 88 наименований

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, дается краткое описание работы, определяются ее цели и задачи

В первой главе представлены характеристики ледовых условий на северо-восточном шельфе о Сахалин и статистические данные по продолжительности ледового периода, пространственным распределениям льдов различного возраста и сплоченности, характерным и экстремальным размерам ледяных полей Кроме того, изложена методика проведения наблюдений за дрейфом льда с использованием береговых радиолокационных станций (PJIC) Описаны методы обработки данных приливной анализ, двумерная регрессионная модель, расчет показателей деформации

Измерения скорости дрейфа льда проводились специалистами Саха-линНИПИморнефть и Дальневосточной морской инженерно-геологической экспедиции (ДМИГЭ) на трех РЛС Левенштерна (54 1°Ы, 142 9°Е), Одопту (53 5°Ы, 143 1°Е), Комрво (51 1°Ы, 143 6°Е) (рис 1)

Дрейф льда наблюдался в фиксированных точках Выбирались характерные объекты в ледовом поле и ежечасно определялись расстояния до них и азимуты в 9 точках акватории (на РЛС Одопту в 10 точках) Минимальное расстояние от берега составляло 4 км и максимальное - 12 км (на РЛС Одопту - 16 км) Наблюдения за дрейфом сопровождались ежечасными измерениями скорости и направления ветра Полученные векторные ряды значений скорости дрейфа раскладывались на зональную и меридиональную компоненты и и V

Скорости суммарного дрейфа достаточно велики - часто они превышают значение 100-150 см/с, особенно на РЛС Одопту и Левенштерна (рис 2) Под влиянием приливных течений лед совершает реверсивные движения вдоль берега, что проявляется в характерных периодических колебаниях меридиональной составляющей дрейфа На РЛС Левенштерна наблюдается наибольшая повторяемость высоких скоростей, на РЛС Одопту - несколько меньше, на самой южной РЛС Комрво влияние приливных течений незначительно, здесь основную роль играют колебания скорости в синоптическом диапазоне частот, обусловленные ветром На всех станциях влияние приливных течений на зональную компоненту и значительно меньше, чем на меридиональную V

Вторая глава посвящена изучению приливного дрейфа и деформаций ледяного покрова, вызванных воздействием приливных течений Оценка параметров скорости приливного дрейфа производилась методом наименьших квадратов Расчеты выполнялись для каждого месяца отдельно, после чего производилось сравнение полученных результатов для различных РЛС, а также для различных месяцев на одной станции Результаты сравнительного анализа результатов на разных РЛС выявили ряд примечательных черт дрейфа льда, характеризующих особенности приливного режима в исследуемом районе

Рис 1 Схема расположения береговых радиолокационных станций

¿¡-100

O-lOO

РЛС Левенштерна 1 марта - 8 июня

fiiJMii

р|

"3"

^ юо

g о

а. §-100

РЛС Одопту 1 марта -8 июня

.100

РЛС Комрво 1 марта - 8 июня

У1'1'1^ i ^V'y^y^

8-ы -100

март

апрель

Рис 2 Меридиональные (вдольбереговые) составляющие скорости дрейфа льда на РЛС Левенштерна, Одопту и Комрво Измерения 1993 г

На станциях Левенштерна и Одопту высокие скорости дрейфа обусловлены влиянием суточных приливных волн О) и К|, причем рассчитанные параметры соответствующих приливных эллипсов хорошо согласуются с оценками приливных течений в этом районе (Путов В Ф, Шевченко Г В, 1998)

На рис 3 приведены карты пространственного распределения амплитуд и фаз вдольбереговой компоненты главной суточной волны К| Область наибольших скоростей распространяется от северной оконечности острова до залива Ныйский, в районе которого происходит резкое уменьшение амплитуды скорости Этот эффект одинаково проявляется для обеих суточных гармоник Наиболее вероятная его причина - влияние донного трения Высокие скорости суточных приливных течений в прибрежной зоне обусловлены влиянием шельфовых волн, которые участвуют в данном районе в формировании приливных колебаний (Рабинович А Б , Жуков А Е , 1984) Шельфовые волны в силу своей специфики (большие скорости течений в мелководной зоне, уменьшение скорости с расстоянием от берега) гасятся особенно эффективно (Рабинович АБ, Шевченко ГВ, 1984) Аналогичная картина наблюдается и на шельфе острова Ванкувер (Foreman М, Thomson R, 1997) Амплитуды суточных волн приливного дрейфа на РЛС Комрво составляют 4 - 7 см/с, (это на порядок меньше, чем на двух других станциях) что указывает

на незначительный вклад шельфовых волн в формирование приливного дрейфа.

Из рис. 3 видно, что фаза приблизительно линейно возрастает в южном направлении, что отвечает условиям распространения шельфовых волн, которые в северном полушарии должны оставлять берег справа.

Полученные оценки скорости изменения фазы указывают на два важных обстоятельства. Во-первых, на расстоянии от северной оконечности о. Сахалин до залива Луньский (около 3° по широте), укладывается полная длина суточных шельфовых волн. Следовательно, РЛС Комрво лежит вблизи своеобразной "узловой линии". Второе обстоятельство заключается в том, что в точках, широта которых отличается на величину около 1,5° (фазы основных суточных волн изменяются примерно на 180°), скорости приливных

13 23 33 43 см 130 230 330 град.

Рис. 3. Карты пространственного распределения амплитуд и фаз меридиональной компоненты главной суточной волны К|, построенные путем обобщения гармонических постоянных приливного дрейфа на 3 РЛС и морских течений на 32 станциях, (точки измерений указаны ромбами).

течений (и дрейфа льда, соответственно) имеют противоположные направления Другими словами, если в районе РЛС Левенштерна лед движется под влиянием приливных течений на юг, то в районе Чайвинской площади - на север, а в районе Лунской - на юг, и наоборот

Были рассчитаны значения деформационных характеристик ледяного покрова (дивергенции, ротора, скорости деформации сжатия и растяжения) Для определения деформационных параметров использовался подход, основанный на расчете значений частных производных по векторам дрейфа в четырех точках (Горбунов Ю А , Лосев С М , 1977)

Кроме расчетов для "большого" прямоугольника (две ближние точки на расстоянии 4 км, две дальние - 12 км от берега), оценивались деформационные характеристики, полученные по векторам скорости дрейфа в вершинах "малых" прямоугольников - '"ближнего" и "дальнего" Вершины "дальнего" составляли средние и самые удаленные точки (8 и 12 км от берега), а "ближнего" - 4 и 8 км Наименьшая амплитуда изменения дивергенции у "большого" четырехугольника (рис 4), немного больше у "дальнего" и самая большая - у "ближнего". Скорее всего, это связано с более сильным влиянием береговой границы на динамику деформационных характеристик в "ближней" зоне

Рис 4 Изменения значений дивергенции поля скорости дрейфа льда Расчет по векторам в вершинах "большого" - I, "малого дачьнего" - 2, и "малого ближнего" - 3 четырехугольников, РЛС Левенштерна, 10-20 апреля 1993

В ходе анализа деформаций, обусловленных приливами, были выявлены различия показателей деформации на разных фазах приливного цикла Положительным значениям меридиональной компоненты скорости дрейфа соответствует движение льда в северном направлении (отлив), а отрицательным - движение в южном направлении (прилив) (рис 5) Значения дивергенции и ротора периодически меняют свои знаки, причем период их колебаний близок к периоду колебания меридиональной компоненты скорости дрейфа На каждой станции наблюдается различная картина влияния скорости приливного дрейфа на изменения значений ротора и дивергенции поля скорости дрейфа льда

На станции Левенштерна дивергенция изменяется в противофазе с меридиональной компонентой скорости дрейфа, то есть, во время отлива происходит сжатие ледяных полей, во время прилива - разрежение льда

На станции Одопту положительные значения дивергенции соответствуют моментам, когда значения меридиональной составляющей меняются с положительных на отрицательные, следовательно, максимальное разрежение происходит в момент смены отлива на прилив, при малых скоростях дрейфа

Рис 5 Изменения значений дивергенции - 1 и ротора - 2 векторов скорости приливного дрейфа, и меридиональной компоненты скорости дрейфа льда - 3 для трех станций, 1 - 5 апреля 1993 г

По данным измерений и расчётов на РЛС Комрво максимальное разрежение происходит во время отлива, а максимальное сжатие - во время прилива На станции Левенштерна наблюдается противоположная ситуация Вероятно, это связано с тем, что у северо-восточного побережья о Сахалин почти весь ледовый сезон наблюдается полынья, которая находится к югу от

станции Левенштерна, а с севера идет постоянный подпор выносимых из Сахалинского залива льдов Следовательно, при движении на юг в данном районе может наблюдаться разрежение ледяных полей, а при направлении приливного потока на север - их сжатие По отношению к РЛС Комрво полынья находится к северу, и здесь ситуация прямо противоположна

Связь ротора и дивергенции с приливной составляющей скорости дрейфа льда остается почти постоянным для каждой станции во время всех трех месяцев как в 1992, так и в 1993 годах Так, если на станции Левенштерна дивергенция находится в противофазе с меридиональной составляющей скорости дрейфа в апреле, то похожая картина наблюдается и в марте, и в мае Подобное постоянство характера зависимости деформационных параметров от изменения приливной составляющей (причем для каждой станции этот характер является особенным) является очень важным фактором, который может быть использован при прогнозе ледовой обстановки

Получены значения скорости деформации сжатия и растяжения Наибольшие скорости деформации наблюдаются на станции Одопту 2,3 10"5 с"1 -скорость деформации растяжения (что соответствует для сплоченного ледяного массива радиусом 10 км растяжению на 828 м за час приливного цикла) и -2,45 10"5 с'1 - скорость деформации сжатия (сжатие на 882 м за час) На РЛС Левенштерна максимальная скорость деформации растяжения 1 10"5 с'1 (растяжение на 360 м за час), сжатия -0,95 10"5 с"1 (342 м за час), на РЛС Комрво, соответственно, 0,95 10'5 с"1 (растяжение на 342 м за час) и -0,95 10"5 с'1 (сжатие на 342 м за час)

Построены эллипсы деформации, которые характеризуют деформацию круговой области за 1 час приливного цикла При максимальных скоростях приливного дрейфа неравномерность деформации вдоль осей сжатия и растяжения возрастает В противоположных стадиях приливного цикла ориентация эллипса скоростей деформации меняется на 90° Во время отлива ось растяжения ориентирована в меридиональном направлении, во время прилива - в зональном

Полученные результаты в целом достаточно хорошо согласуются с описанными в литературе результатами анализа деформации ледяного покрова (Горбунов Ю А , Лосев С М, 1977)

В третьей главе проведены исследования скорости ветрового дрейфа льда и деформаций ледяного покрова, вызванных воздействием ветра Для исследования особенностей отклика дрейфа льда на ветровое воздействие использовался метод двумерного (матричного) регрессионного анализа Анализировались данные, полученные на РЛС Одопту и Комрво в 1992, 1993 гг Предвычисленная приливная компонента вычиталась из исходных рядов скоростей дрейфа льда Остаточные ряды были сглажены с применением фильтра Кайзера-Бесселя с периодом осреднения 49 часов для подавления высокочастотных осцилляций дрейфа Аналогичной процедуре сглаживания

подвергались и ряды скоростей ветра Были рассчитаны корреляционные матрицы, которые показали достаточно высокую степень связи, не только для коллинеарных, но и для нормальных составляющих скоростей дрейфа льда и ветра

Для описания воздействия ветра на дрейф льда используется уравнение регрессии в матричной форме

: А х

(1)

где ^ ряд значений проекций скорости дрейфа на параллель и на мериди-

(»Л - - (О

ан, I - синхронныи ему ряд проекции скорости ветра, I I- остаточный

ряд, то есть составляющая дрейфа, которая не описывается моделью линей. (а,, а„ ной матричнои регрессии, А =

■ матрица регрессии, коэффициенты

Таблица 1

Коэффициенты регрессии, рассчитанные по полным сериям 1992, 1993 гг для РЛС Одоп-ту и Комрво, на расстоянии от берега 4 км (Б|), 12 км (Эз, Комрво) и 16 км (54, Одопту)

год РЛС

1992

1993

(3 07 -0 5 А [-4 71 5 34)

(09 -04 А (-3 06 2 24]

которой определяются методом наименьших квадратов

Коэффициент ац отвечает реакции зональной компоненты дрейфа на аналогичную составляющую ветра, а22 имеет тот же смысл для проекций на меридиан, два других элемента отражают влияние составляющих ветра на перпендикулярные компоненты дрейфа ап-соответствуетотклику зональной компоненты дрейфа на меридиональную компоненту ветра, а21 - наоборот Расчеты производились как для каждого месяца отдельно, так и для полных годовых серий

Элементы главной диагонали регрессионной матрицы положительны во всех случаях (таб 1), что позволяет говорить о том, что ветер формирует дрейфовое течение приблизительно в том же направлении, куда направлен вектор

скорости ветра Следует отметить, что коэффициент <122 по величине превосходит ац во всех представленных матрицах, что отражает преобладание меридионального, вдольберегового дрейфа

К о

м р

в о

д о п т

Бз

(2 27 -0 67^ (-4 32 4Е4]

(19 -015^ (-2 68 3 12)

(1 14 -0 36"| (-2 16 33^

(14 - 0 64*| (-4 45 3 9^

(1 04 - 0 26"| (-2 18 2

0 95 --2 75

0 15"| 2 5$)

Элементы побочной диагонали, напротив, принимают отрицательные значения, причем ац имеет большую величину, чем ап Это указывает на наличие связи не только между коллинеарными компонентами ветра и дрейфа, но и нормальными составляющими. Восточный ветер вызывает усиление дрейфа льда в северном направлении, а западный, соответственно, в южном, создавая, таким образом, отклонение движений льда от направления действия вынуждающей силы по часовой стрелке

Отрицательный знак коэффициента ац указывает на то, что при меридиональных ветрах поворот наблюдается в противоположном, циклоническом направлении Подобная ситуация не характерна для открытого океана, где согласно теории Экмана - Свердрупа дрейфовый поворот (угол отклонения вектора скорости дрейфа льда от направления вектора скорости ветра) для всех направлений ветра имеет одинаковую величину и направление поворота На шельфе в результате своеобразного баланса влияний вращения Земли и береговой границы, дрейфовый угол может иметь различную величину и направление поворота В таком случае существуют также и направления ветра, для которых дрейфовый угол будет равен нулю Существование действительных собственных чисел матрицы А говорит о наличии таких направлений ветра, при которых дрейф льда вызывается в том же направлении, не отклоняясь Собственные числа определяются из характеристического уравнения матрицы А

Я2- (ап + ап)Л + («и х ап - ап х ап) = 0 (2)

Подавляющее большинство построенных регрессионных матриц имеют действительные собственные числа (Я/, ЯД следовательно, существуют такие направления ветра, при которых дрейфовый угол равен О

Наглядно отклик дрейфа на воздействие ветра можно представить в виде эллипса, в который преобразуется единичная окружность (описываемая концом единичного вектора скорости ветра) в результате действия оператора, заданного матрицей А В этом случае вектора ветра задаются просто зависимостью от угла <р - направления ветра в полярной системе координат

1У„= С03<р, 1Су= Б1П<р,

и- ац С0Б(р + ац Бт(р, (3)

у= ац сояд) + агг ьхщ

Из этого представления, в частности, легко определить собственные направления

Я. 2 — а,.

-(4)

ап

Рассчитанные углы собственных векторов показали высокую стабильность на обеих станциях в разные периоды наблюдения На станциях Комрво и Одопту в 1992, 1993 гг значения угла <р: изменялись от 184° до 191°, а угол

<Р2— от 311° до 330° (эти углы соответствуют юго-юго-восточному и северовосточному направлениям) Такие ветра формируют дрейф в том же самом направлении без каких-либо заметных отклонений

Были определены направления ветра, при которых отклик скорости дрейфа льда на ветровое воздействие достигает наибольшей или наименьшей величины Значения <р, при которых отклик имеет экстремальные величины, определяются из условия равенства нулю производной по ср квадрата модуля вектора отклика, откуда получаем выражение для двойного угла

2(ДмД|2 +а2,Д22)

2,2 2 2 + аи -а„ -а,

-21 ~"22 "12 У Х

Углы максимального и минимального отклика отличаются на 90° Эти углы соответствуют «эффективным» и «неэффективным» направлениям ветра, при которых скорость дрейфа льда максимальна или, наоборот, минимальна

В результате воздействия матрицы А на распределенные по единичной окружности вектора ветра получены эллипсы, представляющие геометрическую интерпретацию распределения ветровых коэффициентов (величины отклика скорости дрейфа льда на воздействие ветра) в зависимости от направления ветра Все эллипсы ориентированы практически в одном направлении (рис 6) Большие оси эллипсов направлены вдоль оси север-северо-запад -юг-юго-восток, что совпадает с расположением береговой линии рассматриваемого района Судя по ориентациям эллипсов, очевидно, что северосеверо-западные и юго-юго-восточные ветра вызывают самые большие скорости дрейфа льда

Максимальные и минимальные значения ветровых коэффициентов равны размеру полуосей эллипсов Значения ветровых коэффициентов для РЛС Комрво (1992) для «эффективных» направлений ветра составили 7,5% и около 1% для «неэффективных» Это говорит о том, что по «эффективным» направлениям ветер со скоростью 10 м/с вызывает дрейф льда со скоростью 75 см/с В то же время, по «неэффективным» направлениям при такой же скорости ветра скорость дрейфа составит всего 10 см/с. Для РЛС Одопту (1992) соответствующие значения равны 4,5% и 1% В 1993 году ветровые коэффициенты в Комрво равны 7% для «эффективных» направлений ветра и 0,5% для «неэффективных» Для станции Одопту в ] 993 году ветровые коэффициенты соответственно составляют 4% и 0,5%

Такие различия являются причиной возрастания деформаций ледяного покрова в прибрежной зоне по сравнению с открытым морем Для более детального исследования этих эффектов, были получены значения дивергенции и ротора поля скорости дрейфа льда, скорости деформации растяжения и сжатия ледяного покрова, обусловленные ветровым воздействием (рис 7) В основном, деформационные параметры изменяются синхронно с изменениями скорости ветра, при ветре северного и в противофазе - при ветре южного направления Зависимость деформационных характеристик от направления

ветра хорошо просматривается при условии, что скорость ветра составляет не менее 3-4 м/с.

Рис. 6. Эллипсы отклика дрейфа, соответствующие изменению вектора скорости дрейфа льда при ветре различных направлений со скоростью 1 м/с. Расчеты производились по полным сериям данных 1992 и 1993 гг. для РЛС Комрво (а), (б) и Одопту (в), (г). Точками «С», «Ю», «В», «3» отмечено положение конца вектора скорости дрейфа, соответствующей северному, южному, восточному и западному ветрам.

Рис. 7. Изменение значений скорости деформации растяжения и скорости ветра. РЛС Одопту, март, 1993 г.

Деформации растяжения преобладают при северном, северо-западном ветре, а деформации сжатия, соответственно, при южном, юго-восточном ветре Максимальное значение скорости деформации растяжения и сжатия на РЛС Одопту составили, соответственно, 3,5 10"5 с'1 и -2,45 10"5 с'1 В Комрво максимальная скорость деформации растяжения равна 1 105 с"1, скорость деформации сжатия -0,95 10~5 с"'

В четвертой главе рассматривается влияние Восточно-Сахалинского течения на формирование дрейфа льда на северо-восточном шельфе о Сахалин Характер общей циркуляции Охотского моря носит циклонический характер (Морошкин К В , 1966) Отмечается интенсификация Восточно-Сахалинского течения в холодный период, обусловленная градиентом плотности, связанным с формированием плотных вод в полыньях на северном шельфе моря и их сползанием вдоль материкового склона о Сахалин Усиление течения южного направления приурочено к свалу глубин и уменьшается как в сторону берега, так и в сторону открытого моря Именно оно ответственно за перенос большого количества льда из северо-западной в южную часть Охотского моря (Верхунов А В , 1977)

Компонента скорости дрейфа льда, обусловленная бароклинностью, оценивалась как разность между фактическими средними месячными векторами неприливного дрейфа и рассчитанными по матрицам ветровых коэффициентов ветровыми составляющими скорости дрейфа На РЛС Одопту влияние постоянного течения проявляется слабо, значения рассчитанных величин для большинства случаев менее 5 см/с, а в Комрво скорости дрейфа южных румбов несколько выше и достигают 10 см/с

Пятая глава посвящена вопросам применения полученных результатов к задачам оперативного и долгосрочного прогноза скорости дрейфа льда Пусть в районе одной из РЛС задано положение ледового объекта, для которого нужно спрогнозировать дрейф на предстоящие сутки Приливная составляющая дрейфа определяется путем предвычисления на основе рассчитанных гармонических постоянных на заданный промежуток времени Значения скорости ветровой составляющей скорости дрейфа льда были получены по прогнозируемым значениям скорости ветра с помощью описанной выше регрессионной модели

Для проверки точности прогноза на независимом материале приведен пример расчета приливной и ветровой составляющих скорости дрейфа для РЛС Одопту (рис 8) и Комрво в 1990 г по гармоническим постоянным и ветровым коэффициентам, рассчитанным на основе наблюдений 1993 г, что использовалось для оценки качества прогноза

Расчет средних значений ошибки прогноза скорости дрейфа льда как по величине скорости, так и по направлению, показывает в целом удовлетворительные результаты, в особенности для приливной компоненты (случаи малых скоростей непериодического дрейфа из расчета ошибок по направлению исключались) Ошибка по величине скорости не превышает 10 см/с, а ошибка по направлению находится в интервале от 10 до 20°

.............

! | | 20 м/с

Рис 8 РЛС Одопту 1-5 мая 1990г I - предвычисленные по матрицам 93 г значения скорости ветрового дрейфа, 2 - остаточный ряд измеренных на РЛС значений скорости дрейфа, полученный после вычитания приливной компоненты, ежечасные вектора скорости ветра (нижний рисунок)

Оценки максимальных скоростей приливного дрейфа получены пред-вычислением векторов приливной составляющей проекций на параллель и на меридиан на 100-летний период К годам «больших приливов» относятся, в частности, 2006-2007 г, когда максимальная величина скорости может достигать 110 см/с на РЛС Левенштерна и 86 см/с на РЛС Одопту

В результате применения полученных ветровых коэффициентов к расчетным значениям скорости ветра редкой повторяемости на метеостанциях Одопту и Комрво были получены максимальные значения скорости ветрового дрейфа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты работы

1 Установлено, что высокие скорости дрейфа льда в рассматриваемом районе в значительной мере обусловлены влиянием суточных приливов -максимальные скорости приливного дрейфа могут достигать 130-140 см/с

Выявлена значительная пространственная изменчивость скорости дрейфа с удалением от берега и во вдольбереговом направлении, что является следствием влияния шельфовых волн

2 Выявлены изменения деформационных параметров, вызванные приливными явлениями На каждой станции зависимость параметров деформации (дивергенция, ротор, скорости деформации растяжения и сжатия) от фазы приливного цикла остается стабильной на протяжении всего периода измерений При этом на всех трех станциях зависимость деформационных параметров от направления и величины приливных течений имеет различный характер

3 Получены средние и максимальные значения скоростей деформации сжатия и растяжения для приливной составляющей скорости дрейфа Для различных фаз приливного цикла построены эллипсы деформации, позволяющие оценить направления максимальных сжатий Учитывая влияние как зональной, так и меридиональной компоненты скорости дрейфа льда, сделан вывод о том, что в большинстве случаев наличие процесса растяжения соответствует южному и восточному направлениям скорости дрейфа, а наличие процесса сжатия - северо-западным направлениям

4 Проанализированы векторные ряды значений ветровой составляющей скорости дрейфа льда, полученные в 1992-1993 гг при помощи двух РЛС, и синхронные ряды векторов скорости ветра Выявлено, что в прибрежных областях реакция ледовых объектов на воздействие ветра существенно отличается от теории Экмана - Свердрупа, удовлетворительно описывающей ветровой дрейф в открытом океане Получены оценки максимальных скоростей непериодической компоненты дрейфа льда, составляющие для южного и юго-восточного направлений 120-130 см/с

5 Для определения характеристики отклика ледяного покрова на воздействие ветра предложена двумерная регрессионная модель, объясняющая 60-80% дисперсии непериодической компоненты скорости дрейфа льда Для двух различных лет элементы регрессионной матрицы имеют близкие значения, но отличаются на разных РЛС

6 В прибрежных областях характер отклика дрейфа на влияние ветра изменяется в зависимости от направления скорости ветра - выделяются «эффективные» и «неэффективные» направления Для изучаемого района «эффективным» направлением является север-северо-запад - юг-юго-восток Получены значения «ветровых коэффициентов» для РЛС Комрво и Одопту для различных направлений ветра Регрессионные матрицы имеют действительные собственные числа, что указывает на существование собственных направлений, для которых дрейфовый угол равен нулю

7 Определена зависимость деформационных характеристик от скорости и направления ветра Деформационные параметры изменяются синфазно или в противофазе со скоростью ветра в зависимости от направления ветра Деформации растяжения преобладают при ветрах северного, северо-

западного направления Процессы сжатия превалируют при южных, юго-восточных ветрах

Результаты, полученные для каждой станции в разные периоды времени показали высокую устойчивость, что позволяет использовать их в дальнейшем при прогнозировании дрейфа льда и ледовых нагрузок на объекты нефтегазового комплекса на северо-восточном шельфе о Сахалин

Благодарности Автор выражает свою признательность и благодарность сотрудникам Экологической Компании Сахалина Е Н Морозову и В С Тамбовскому, за предоставленные для расчетов и анализа в диссертации данные ежечасных измерений дрейфа льда и ветра на PJIC Левенштерна, РЛС Одопту, РЛС Комрво за период 1986 по 1996 гг, данные наблюдений за течениями на Одоптинской, Омбинской, Ханхузинской и других морских нефтегазоносных площадях и акватории сахалинского шельфа, всего около 32 станций

Список работ, опубликованных по материалам диссертации.

1 Morozov Е , Tikhonchuk Е , Shevchenko G Tide-Induced Deformation of Ice Fields on the Northeastern Shelf of Sakhalin Island // The 15-th international symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice The 2-nd Ice scour & Arctic marine pipelines workshop abstracts, 6-10 February, Mombetsu, Hokkaido, Japan - Mom-betsu, 2000 - P 391-394 - (Okhotsk Sea & Cold Ocean Research Association Mombetsu, Hokkaido, Japan Mombetsu- 2000 Conference) - Bibliogr p 394

2 Тихончук E A , Шевченко Г В , Тамбовский В С Расчет деформаций ледяного покрова у северо-восточного побережья острова Сахалин, обусловленный приливами // Научная конференция "Гидрометеорология Дальнего Востока и окраинных морей Тихого океана", посвященная 50-летию ДВНИГМИ, 27-28 июня 2000 г, г Владивосток тез докл - Владивосток, 2000-С 86-88

3 Tambovsky V , Tikhonchuk Е, Shevchenko G Characteristics of morphometry and dynamics of sea ice on the northeastern shelf of Sakhalin Island // The 16th International Symposium on Okhotsk Sea Ice, 4-8 February 2001, Mombetsu, Hokkaido, Japan abstracts - Mombetsu, 2001 - P 356-390 - (Mombetsu -2001 Symposium Okhotsk Sea & Cold Ocean Research Association) - Bibliogr p 325

4 Tikhonchuk E, Shevchenko G , Tambovsky V Tide-Induced Drift Velocities and Deformations of Ice Cover on the Northeastern Shelf of Sakhalin Island // The Proceedings of The Eleventh International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE-2001 - Stavanger, Norway, 2001, Vol 1 P 739-743

5 Морфометрия и динамика льдов на акватории северо-восточного шельфа Сахалина / В Ф Путов, В С Тамбовский, Г В Шевченко, Е А Тихончук // Охрана природы, мониторинг и обустройство Сахалинского шельфа - Южно-Сахалинск, 2001 -С 123-142

6 Тихончук Е А , Шевченко Г В , Морозов Е Н Деформации ледяного покрова у северо-восточного побережья острова Сахалин, обусловленные приливами // Динамические процессы на шельфе Сахалина - Южно-Сахалинск, 2001 - С 7-26

7 Tikhonchuk Е, Tambovsky V, Shevchenko G, Ice Drift, Induced by the Wind Influence on the Northeastern Shelf of Sakhalin Island // The Proceedings of The Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE-2002 - Kita-Kyushu, Japan, 2002 - Vol 1 P 654-658

8 Tambovsky V, Tikhonchuk E , Shevchenko G Features of Sea-Ice Velocities, Induced by the Wind on the Northeastern Shelf of Sakhalin Island // The 18-th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice, 23-27 February 2003, Mom-betsu, Hokkaido, Japan abstracts - Mombetsu, 2003 - P 271-276

9 Tikhonchuk E , Tambovsky V , Shevchenko G, (2004) Deformations of Ice Cover on the Northeastern Shelf of Sakhalin Island, Induced by Wind // The Proceedings of The 14th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE-2004 - Toulon, France, 2004 - Vol 1 -P 851-854

10 Tikhonchuk E , Shevchenko G Features of the ice response to the wind influence on the northeastern shelf of Sakhalin // Proceedings of the 17th International Symposium on Ice -Saint-Petersburg, 2004 -Vol2-P 154-162

11 Тихончук E А Оценка отклика дрейфа льда на воздействие ветра на северо-восточном шельфе о Сахалин // Молодые научные резервы Сахалина наука и развитие региона доклады XVIII конференции молодых ученых, Южно-Сахалинск, 12-14 октября 2004 г - Южно-Сахалинск, 2005 - С 58-63

12 Тихончук Е А , Шевченко Г В Особенности ветрового дрейфа льда на северо-восточном шельфе о Сахалин // Метеорология и гидрология - 2006 -№7 - С 73-85

ТИХОНЧУК

Елена Александровна

ПРИЛИВНОЙ И ВЕТРОВОЙ ДРЕЙФ ЛЬДА И ДЕФОРМАЦИИ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА НА СЕВЕРО-ВОСТОЧНОМ ШЕЛЬФЕ О. САХАЛИН

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 17 07 2008 г

Уел печ л 1,4 Уч изд л 1 Формат 60x84/16 Бумага «Ballet» Тираж 100 экз Заказ № 7484 Печать офсетная

Институт морской геологии н геофизики

Дальневосточное отделение РАН 693022, г Южно-Сахалинск, ул Пауки, 16 Офсетный цех

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Тихончук, Елена Александровна

Введение.

Глава 1. Характеристика ледовых условий на северо-восточном шельфе о. Сахалин. Материалы и методы.

1.1. Ледовые условия северо-восточного шельфа о. Сахалин.

1.1.1. Продолжительность ледового сезона.

1.1.2. Структура ледяного массива.

1.1.3. Экстремальные ледовые объекты.

1.2. Методы наблюдений за дрейфом льда.

1.2.1. Методология наблюдений за дрейфом льда с использованием береговых радиолокационных станций (РЛС).

1.3. Методы обработки данных.

1.3.1. Приливной анализ.

1.3.2. Двумерная регрессионная модель.

1.3.3. Собственные вектора регрессионной матрицы.

1.3.4. Построение эллипса отклика.

1.3.5. Максимальные углы отклонения.

1.3.6. Расчет показателей деформации.

1.4. Анализ наблюдений.

Выводы.

Глава 2. Приливной дрейф и деформации ледяного покрова, вызванные приливами.

2.1. Приливной режим Охотского моря.

2.2. Оценка параметров приливного дрейфа.

2.2.1. Изменчивость приливных течений.

2.3. Влияние суточных шельфовых волн на дрейф льда.

2.4. Деформации ледяного покрова, вызванные приливами.

2.4.1. Расчеты деформационных параметров на различном расстоянии от берега.

2.4.2. Скорости деформации.

2.4.3. Изменения зональной компоненты скорости дрейфа.

2.4.4. Эллипсы деформации.

Выводы.

Глава 3. Ветровой дрейф и деформации ледяного покрова, вызванные воздействием ветра.

3.1. Характеристика метеорологических условий.

3.2. Распределение непериодической компоненты дрейфа.

3.3. Вычисление «ветровых коэффициентов».

3.4. Построение эллипса отклика.

3.5. Деформации ледяного покрова, вызванные воздействием ветра.86 Выводы.

Глава 4. Дрейф льда, обусловленный влиянием Восточно-Сахалинского течения.

4.1. Общая циркуляция вод Охотского моря.

4.2. Сезонные вариации Восточно-Сахалинского течения.

4.3. Оценка влияния Восточно-Сахалинского течения на дрейф льда в районе PJ1C.

Глава 5. Применение полученных результатов к задачам оперативного и долгосрочного прогноза.

5.1. Расчет скоростей приливного дрейфа.

5.2. Расчет скоростей ветрового дрейфа.

5.3. Оперативный прогноз дрейфа льда.

5.4. Расчет максимальных скоростей приливного дрейфа.

5.5. Расчет максимальных скоростей ветрового дрейфа.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Приливной и ветровой дрейф льда и деформации ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин"

Актуальность

Изучение особенностей ледового режима, выявление факторов, определяющих характер дрейфа льда, представляют значительный практический и научный интерес. Дрейф льда — очень важная гидрометеорологическая характеристика, которая во многом определяет хозяйственную деятельность на побережье арктических и субарктических морей. Особенность географического положения России такова, что в зимний период процесс ледообразования в той или иной степени наблюдается на всех окружающих её морях. По этой причине сбор всей доступной информации о характеристиках ледового режима, исследование возможностей прогнозирования ледовых условий становятся особенно актуальными.

Вопросу изучения особенностей дрейфа льда под действием различных факторов (постоянные течения, ветер, приливы) посвящено много работ российских и зарубежных исследователей. Широко известны работы полярных исследователей начала XX века: Nansen F.(1902), Sverdrup Н.Щ1928); советских ученых: Визе В. Ю. (1933), Зубова Н.Щ1945). В последующие годы изучением дрейфа и деформациями ледяного покрова занимались: Шулейкин В.В.(1953), Бетин В.В., Горбунов Ю.А.(1956), Гудкович З.М.(1957), Легеньков А.Щ1958), Широков К.П.(1961), Волков Н.А.(1967), Коржавин К.Н., Решта А.Д.(1971), Лосев С.М.(1974), Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е.(1975), Якунин Л.П.(1979), Аппель И.Л.(1994) и многие другие; а также зарубежные исследователи: Hibler W.D., Weeks W.F., Ackley S., Kovacs A., Campbell W.J.(1972), Kowalik Z.(1981), Tabata T.(1969), Thorndike A.S., Colony R.(1982), Watanabe K.(1962).

В настоящее время исследования особенностей дрейфа льда активно проводятся в нашей стране и за рубежом. Существует большое число постоянно действующих международных научных комитетов и организаций, которые регулярно организуют научные симпозиумы и конференции, посвященные ледовым проблемам (ISOPE, IAHR, OSCORA и др.).

Большое внимание уделяется исследователями изучению такого сложного вопроса как пространственная неоднородность дрейфа, которая связана с пространственной изменчивостью поля течений или ветра и с наличием берегов [10, 11, 12, 26]. Пространственная неоднородность дрейфа служит причиной возникновения деформаций ледяного покрова, формирования зон сжатия и разрежения льда и, следовательно, является важнейшей характеристикой его дрейфа.

Из литературы, появившейся в последнее время, необходимо выделить монографию З.М. Гудковича и Ю.П. Доронина [15], в которой рассмотрены основные вопросы динамики ледяного покрова: методы наблюдения за дрейфом, особенности статистического анализа эмпирических данных, основные причины и составляющие дрейфа. Приведены сведения о существующих математических моделях, применяемых для расчета движения ледяного покрова под воздействием ветра, а также об оценках ветровых коэффициентов и дрейфового угла. Даны основные характеристики неравномерного движения ледяного покрова, проявляющиеся в разрежении, сплочении, сжатии и вращении ледяных полей, а также факторы, от которых зависят эти явления.

Несмотря на большое количество проведенных исследований, характеристики прибрежного дрейфа и деформации ледяного покрова вблизи берега изучены недостаточно, хотя именно вблизи берега они достигают своих наибольших величин. Основной причиной такого положения дел является тот факт, что измерение деформаций требует весьма сложных по своей организации наблюдений. Таких экспериментов проводится очень мало, поэтому и работы на эту тему немногочисленны. Основным материалом для изучения дрейфа льда в течение многих лет служили данные ледовой авиаразведки, в последние годы - спутниковых наблюдений. Вследствие такого характера исходной информации наибольшее внимание уделялось исследованию процессов в открытом море, обусловленных влиянием постоянных течений и ветра. Для изучения особенностей приливного дрейфа требуются измерения с более высокой частотой (несколько раз в течение суток), а для определения характеристик дрейфа в прибрежной зоне - специальные эксперименты, позволяющие измерять движения гораздо меньшего, чем в открытом океане, пространственного масштаба.

Наиболее удачным для измерения дрейфа в прибрежной зоне оказалось применение установленных на берегу радиолокационных станций (PJIC). В работах В.Я. Жмурко [18] и М. Аота [61] основное внимание уделялось слежению за отдельными льдинами, что не дает возможности оценить деформацию ледяного покрова в прибрежной зоне.

Несколько иначе были организованы эксперименты по изучению динамики ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин в конце 1980-х - начале 1990-х гг. [36], которые послужили основой для настоящей работы. Наблюдения привязывались не к отдельному ледовому объекту, а определялись параметры дрейфа в фиксированных точках, как это обычно бывает при измерениях скорости ветра или морских течений. Соответственно, это позволило применять к анализу дрейфа традиционные методы статистического анализа векторных временных рядов. Более того, измерения дрейфа проводились одновременно в нескольких точках, заранее выбранных в зоне обзора локатора, что позволяло также детально исследовать деформацию ледяного покрова в прибрежной зоне — вероятно, впервые не только в отечественной, но и в мировой практике ледовых работ.

Наиболее близким по тематике исследованием является диссертация Э.Н. Калинина [21], в которой представлены результаты анализа дрейфа льда именно для района северо-восточного шельфа о. Сахалин на основе измерений с помощью береговых радиолокационных станций. В работе [21] уделяется большое внимание исследованию генерального дрейфа льда вдоль восточного побережья о. Сахалин и влиянию ветра на дрейф. Для изучения влияния Восточно-Сахалинского течения на перенос льда из северо-западной части Охотского моря в сторону южных Курильских островов проводился специальный совместный эксперимент в сотрудничестве с японскими специалистами из Университета Хоккайдо, в ходе которого два буя вмораживались в лед, координаты их местоположения периодически определялись при помощи спутниковых наблюдений. После выхода буев из области шельфа в район материкового склона, они достаточно быстро дрейфовали в южном направлении.

Также в работе Э.Н. Калинина большое внимание уделялось определению ветровых коэффициентов. Он обратил внимание на зависимость величины скорости ветрового дрейфа от направления ветра, и пытался определить ее, рассчитывая коэффициенты для различных секторов отдельно. Расчеты проводились для углов отклонения дрейфа не более 60°, ветер в этом случае считался попутным. В целом полученные результаты отличались существенной неустойчивостью, соответственно их сложно применять в прогностических целях. Именно данное обстоятельство явилось одной из главных причин, побудившей более детально исследовать зависимость ветровых коэффициентов от направления ветра, в связи с чем в настоящей работе предложена двумерная регрессионная модель, которая позволяет учитывать эту зависимость в явной форме.

Необходимо также отметить, что особенности дрейфа льда в прибрежной зоне, связанные с влиянием приливов, и в еще большей степени обусловленные ими деформации ледяного покрова являются сравнительно малоизученными вопросами, в частности в [21] применительно к северо-восточному шельфу о. Сахалин они не рассматривались. В связи с этим в настоящей работе подробно анализируются данные явления, так как приливы являются важным фактором, формирующим дрейф в рассматриваемом районе, и здесь были выявлены аномально сильные суточные течения [37,38].

Организация измерений дрейфа льда на северо-восточном шельфе о. Сахалин была связана с проводившимися в данном районе инженерно-геологическими изысканиями на морских месторождениях нефти и газа. Природные условия северных морей носят суровый характер, скорость дрейфа льда в рассматриваемом районе часто превышает 1 м/с. Учитывая большие размеры, толщину и массу ледяных объектов, такая скорость дрейфа способна вызвать значительные нагрузки на прибрежные и морские сооружения, и, следовательно, активное использование подводных нефтепроводов, плавучих и стационарных буровых платформ, работа морского транспорта требуют внимательного изучения всех возможных факторов риска.

Помимо нефтедобывающей отрасли, знание ледовой обстановки необходимо и для традиционной деятельности человека в океане - для судов рыбного хозяйства, которые ведут промысел на акватории Охотского моря, и морского транспорта. Для обеспечения работы морских судов необходимо еще строительство портов и прибрежных сооружений. При этом нужно учитывать воздействие возможных ледовых нагрузок, как на суда, так и на строительные конструкции.

Возможные ледовые нагрузки, в свою очередь, невозможно рассчитать без знания максимально возможных скоростей дрейфа, его особенностей для исследуемого района, подверженности влиянию таких факторов, как приливные течения и ветровое воздействие. Надежные оценки максимальных скоростей дрейфа, расчет «ветровых коэффициентов», деформационных параметров могут иметь большое значение, как при оперативном, так и при долгосрочном прогнозировании ледовых нагрузок и, в конечном счете, служат повышению безопасности объектов в шельфовой зоне.

Актуальность настоящей работы определяется важностью теоретических исследований особенностей дрейфа льда и деформационных параметров ледяного покрова, создающих возможность для разработки методов расчётов и прогнозов скорости дрейфа и деформаций льда, так необходимых для обеспечения безопасности мореплавания и деятельности морских ледостойких платформ в районах разработки нефтеуглеводородов на шельфе о. Сахалин.

Цель и задачи работы

Цель данной работы - исследовать физические особенности формирования дрейфа льда и деформаций ледяного покрова под воздействием основных внешних факторов - приливов и ветра, определить возможность прогнозирования скорости дрейфа льда в реальных условиях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• Исследование пространственной изменчивости приливного дрейфа по наблюдениям на разных PJIC.

• Анализ взаимосвязи между фазой прилива и характером деформации ледяного покрова.

• Выявление особенностей ветрового воздействия на дрейф льда в прибрежной зоне. Исследование характера отклика ледяного покрова в зависимости от направления ветра.

• Определение характера деформаций, возникающих под воздействием ветра. Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается, прежде всего, в детальном исследовании характеристик дрейфа и деформаций льда на северовосточном шельфе о. Сахалин, обусловленных приливами и ветром.

В результате исследования удалось выявить ряд физических особенностей формирования дрейфа льда в рассматриваемом районе.

1. На северо-восточном шельфе о. Сахалин выявлена значительная пространственная неоднородность приливного дрейфа льда, выраженная в наличии вблизи берега на протяжении от северной оконечности острова до зал. Луньский зоны с высокими скоростями суточных течений (волны Oi и Ki). Скорости приливного дрейфа льда быстро уменьшаются как с удалением от берега, так и в южном направлении. Наблюдаемый эффект является следствием влияния суточных шельфовых волн.

2. Выявлены особенности деформаций ледяного покрова в прибрежной зоне, вызванные приливными явлениями. На каждой станции зависимость параметров деформации (дивергенция, ротор, скорости растяжения и сжатия по главным осям) от фазы приливного цикла остается стабильной на протяжении всего периода измерений. На всех трех станциях зависимость деформационных параметров от направления и величины приливных течений имеет различный характер.

3. Для анализа синхронных рядов скорости дрейфа льда и скорости ветра на двух PJIC, использована двумерная регрессионная модель, хорошо описывающая неизотропный характер отклика на воздействие ветра в прибрежной зоне. Эта модель отличается от традиционной для открытого моря модели Свердрупа-Нансена. Ветровые коэффициенты для одних («эффективных») направлений в несколько раз больше, чем для других («неэффективных»). Матрицы отклика дрейфа на воздействие ветра устойчивы по расчетам для различных лет для разных станций, но в районе с более приглубым шельфом величины ветровых коэффициентов примерно в 1.5 раза выше, чем в более мелководной области.

Практическая ценность

Полученные оценки гармонических постоянных основных приливных волн могут быть использованы для предвычисления скорости приливного дрейфа фиксированного ледового объекта на заданный момент времени в районе северовосточного шельфа о. Сахалин.

Рассчитанные матрицы ветровых коэффициентов могут быть использованы для определения характера дрейфа льда в зависимости от наблюдаемой (прогнозируемой) скорости и направления ветра.

Результаты исследований могут быть использованы для расчета приливного, ветрового и суммарного дрейфа в оперативном режиме, а также для оценки их предельных значений.

Учет максимальных скоростей дрейфа и оценки деформационных параметров ледяного покрова при проектировании объектов нефтегазового комплекса на шельфе позволят снизить риск их разрушения под воздействием ледовых нагрузок и избежать негативного воздействия последствий аварий на окружающую среду.

Защищаемые положения

1. Изучена пространственная структура приливного дрейфа на северо-восточном шельфе о. Сахалин, особенностью которой является выраженная неоднородность скорости и направления приливного дрейфа льда. Наблюдаемый эффект обусловлен влиянием суточных шельфовых волн и определяет значительные приливные деформации ледяного покрова.

2. Выявлен устойчивый, предсказуемый характер зависимости деформационных параметров от фазы прилива на различных радиолокационных станциях.

3. Обоснована адекватность двумерной регрессионной модели для описания неизотропного отклика дрейфа льда на воздействие ветра. Неизотропный отклик является причиной усиления деформаций ледяного покрова в прибрежной зоне.

Апробация

Результаты работы на разных её этапах были представлены: на семинарах -лаборатории цунами ИМГиГ ДВО РАН, отдела морского ледового прогноза ААНИИ (г. Санкт-Петербург, 2003), лаборатории ледовых исследований СахНИПИ (г. Оха, 2005), на международной конференции ISOPE (2001, 2002, 2004), международном симпозиуме «Okhotsk Sea, Sea Ice» (г. Момбетсу, Япония, 2000, 2001, 2003 г.), на конференции "Гидрометеорология Дальнего Востока и окраинных морей Тихого океана", посвященной 50-летию ДВНИГМИ, (г. Владивосток, 2000 г), на 17-м международном ледовом симпозиуме IAHR (г. Санкт-Петербург, 2004 г.), на XVIII, XIX конференции молодых ученых (г. Южно-Сахалинск, 2004, 2006 г.).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержит 127 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 13 таблиц. Список литературы состоит из 88 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Тихончук, Елена Александровна

Выводы

Проанализированы векторные ряды значений скорости дрейфа льда, полученные в 1992-1993 гг. при помощи двух радиолокационных станций, установленных на северовосточном побережье о. Сахалин, и синхронные ряды скорости и направления ветра. Выявлено, что в прибрежных областях реакция ледовых объектов на воздействие ветра существенно отличается от теории Экмана - Свердрупа, удовлетворительно описывающей ветровой дрейф в открытом океане.

Для определения характера отклика ледяного покрова на воздействие ветра использовался метод двумерной линейной регрессии, который в различных вариантах расчетов объясняет от 60 до 80% дисперсии непериодической компоненты дрейфа льда. Как для прибрежных, так и для наиболее удаленных точек наблюдения и для двух различных лет элементы регрессионных матриц имеют близкие значения, но отличаются на разных РЛС.

Линейное преобразование, определяющее характер отклика дрейфа на ветровое воздействие, может быть представлено геометрически в виде эллипса — образа единичной окружности. Все полученные эллипсы ориентированы в направлении северо-северо-запад - юго-юго-восток. Большие полуоси означают наибольшую скорость дрейфа при фиксированной скорости внешнего воздействия и отвечают направлениям ветра, которые можно назвать «эффективными», соответственно малые полуоси отвечают «неэффективным направлениям, при которых отклик ледяного покрова минимален.

В 1992 г. значения «ветровых коэффициентов» на РЛС Комрво для «эффективных» направлений ветра составили 7,5% и около 1% для «неэффективных», для РЛС Одопту соответствующие значения равны 4,5% и 1%; в 1993 году эти величины составили для Комрво 7% для «эффективных» и 0,5% для «неэффективных» направлений, для РЛС Одопту 4% и 0,7% соответственно.

Элементы косой диагонали регрессионных матриц отрицательны, что указывает на различный характер отклонений дрейфа от направления ветра — при зональных воздушных потоках оно происходит по, а при меридиональных - против часовой стрелки. Максимальные значения дрейфового угла в несколько раз выше при антициклоническом повороте, чем при циклоническом.

Регрессионные матрицы имеют действительные собственные числа, что указывает на существование собственных направлений, для которых дрейфовый угол равен нулю.

Максимальные значения ветровых коэффициентов на РЛС Комрво существенно, примерно в 1,5 раза превышают таковые для РЛС Одопту. Причина этих различий неясна, наиболее вероятно она связана с отличием характера рельефа дна в районе станций наблюдения.

Таким образом, предложенный достаточно простой метод анализа позволил определить многие важные особенности отклика ледяного покрова на воздействие ветра, обусловленные резкими изменениями глубины моря в зоне шельфа и наличием береговой границы.

Был проанализирован характер ветрового воздействия на изменение деформационных параметров ледяного покрова. Получены оценки максимальных значений дивергенции, ротора, скорости деформации сжатия и растяжения. На РЛС Одопту максимальная скорость деформации растяжения 3,5-10"5 с"1, скорость деформации сжатия -2,45-10"5 с"1. На РЛС Комрво, соответственно, эти значения составили 1-Ю"5 с"1 и -0,95-10"5 с"1 .

Изучена зависимость деформационных характеристик от скорости и направления ветра. Деформационные параметры изменяются синфазно или в противофазе со скоростью ветра в зависимости от направления ветра. Деформации растяжения преобладают при северных, северо-западных ветрах. Процессы сжатия превалируют при южных, юго-восточных ветрах.

Результаты, полученные на разных станциях в разные периоды времени показали высокую устойчивость, что позволяет использовать их в дальнейшем при прогнозировании дрейфа льда и ледовых нагрузок на объекты нефтегазового комплекса на северо-восточном шельфе о. Сахалин.

ГЛАВА 4. ДРЕЙФ ЛЬДА, ОБУСЛОВЛЕННЫЙ ВЛИЯНИЕМ ВОСТОЧНО-САХАЛИНСКОГО ТЕЧЕНИЯ

4.1. Общая циркуляция вод Охотского моря

Главной особенностью циркуляции вод Охотского моря, как и большинства морей северного полушария, является её циклонический характер [32]. Основными звеньями общего циклонического круговорота являются: Камчатское течение, переносящее тихоокеанские воды в северном направлении вдоль меридиана 152° 30' в., СевероОхотское течение, следующее вдоль северных берегов моря, и Восточно-Сахалинское -поток холодных вод южного направления у берегов о. Сахалин.

Распресненные воды Сахалинского залива, образуемые стоком р. Амур, проникают на север до параллели 56° 30', формируя при этом антициклонический меандр. Его восточная периферия дает начало Восточно-Сахалинскому течению, ширина которого увеличивается при продвижении к югу и на широте 50° с. составляет около 200 км (у м. Елизаветы — 100 км). На параллелях 47° и 50° от этого течения отделяются ветви с направлением на восток. Максимальные скорости Восточно-Сахалинского течения достигают 12-15 см/с.

Данная характеристика циркуляции получена Морошкиным [32], как и многими другими авторами, путем обобщения данных по температуре и солености, по судовым наблюдениям, поэтому отражает преимущественно условия теплой половины года. Особенности циркуляции в холодный период изучены гораздо хуже, так как из-за влияния ледяного покрова и сложных погодных условий в Охотском море количество океанологических съемок невелико. В этом смысле серьезного внимания заслуживает работа А.В. Верхунова [6], в которой подробно анализируются результаты океанологической съемки, выполненной НИС «Профессор Солдатов» в декабре 1990 года, причем она охватывала область шельфа и материкового склона у восточных берегов о. Сахалин, то есть позволяет судить о характере Восточно-Сахалинского течения при переходе к зимнему сезону. Некоторые результаты данного исследования излагаются в следующем разделе.

Еще одним важным источником информации о характере циркуляции в Охотском море и ее сезонной изменчивости явились данные спутниковой альтиметрии [44; 78]. Рассчитанные для разных сезонов аномалии уровенной поверхности позволили рассчитать скорости поверхностных течений в геострофическом приближении - впрочем, то обстоятельство, что альтиметрия позволяет оценить циркуляцию только в поверхностном слое, не имеет значения для вопроса о характере дрейфа льда.

В отношении понимания характера сезонной изменчивости Восточно-Сахалинского течения важную роль сыграл также эксперимент по длительному измерению скоростей течений в зоне его действия, осуществленный японскими специалистами из Университета Хоккайдо при содействии ДВНИГМИ Росгидромета [71, 75].

4.2. Сезонные вариации Восточно-Сахалинского течения.

Несмотря на то, что на среднемноголетних картах течений Восточно-Сахалинское течение выглядит весьма внушительно [32], его существование, по крайней мере, в теплый сезон ставится некоторыми авторами под сомнение.

Исследования, проведенные на НИС «Профессор Солдатов» в декабре 1990г. на разрезах по 52° и 54° с.ш. выявили существенную неоднородность в распределении плотности вод в восточной и западной частях Охотского моря, обусловленную преимущественно пространственной изменчивостью солености [6]. В холодный период положение изохалины 33,2%о, характеризующей глубину сезонного перемешивания, составляет в восточной части моря около 100 м, а в западной — около 400 м. Столь существенная разница возникает вследствие глубокого опускания распресненных охотоморских вод в процессе зимнего охлаждения и создает мощный бароклинный поток вдоль 147-148 0 в.д. Именно пониженная соленость обуславливает повышенную бароклиниость потока.

Смешение и заглубление смешанных вод приводит к резкому усилению бароклинности на северо-восточном участке сахалинского континентального склона. Происходит интенсификация Восточно-Сахалинского течения, усиливаемая охлаждением шельфовых вод на сахалинском шельфе и смешением их со склоновыми водами. Процесс интенсификации должен продолжаться весь период образования тяжелых шельфовых вод. По мнению А.В. Верхунова [6] поток южного направления возбуждается в зимнее время не касательным напряжением ветра (северная часть Охотского моря, помимо всего прочего, ещё и часто закрыта от воздействия ветра льдом), а сползанием тяжелых шельфовых вод с северного шельфа моря.

Верхуновым [6] также отмечено мощное движение вод с севера на юг вдоль континентального склона Восточного Сахалина в декабре 1990 г. Именно этот поток в районе склона ответственен за транспорт большого количества льда из северной части моря в южную. В работе [21] представлен анализ генерального дрейфа льда по данным наблюдения за дрейфом буев ARGOS, результаты которого хорошо согласуются с выводами Верхунова. Направление генерального дрейфа льда на северо-восточном шельфе о. Сахалин устойчиво, оно идет вдоль северо-восточного берега на юг-юго-восток по оси Восточно-Сахалинского течения.

Таким образом, циркуляционная система инициируется в холодный период года масштабным течением южного направления вдоль западных берегов моря с выходом в океан через южные Курильские проливы, а перенос с юга на север возникает позднее как компенсационный. Так как значительная часть охотоморских вод покидает акваторию моря через южные и средние Курильские проливы, усиление градиентного течения обратного направления начинается с того момента, как интенсификация Восточно-Сахалинского течения приводит к перепаду уровня между северной и южной частями моря. Поскольку усиление затока вод через северные Курильские проливы начинается не сразу (денивеляция уровня должна начинаться с северо-восточной части моря), то возникающий компенсационный поток не обязательно прижимается к свалу глубин. Если компенсационный поток успеет выровнять уровенную систему до следующего периода образования тяжелых шельфовых волн, наступает период стагнации течений.

В работе [78] представлено исследование сезонной изменчивости горизонтальной циркуляции в поверхностном слое Охотского моря на основе данных спутниковой альтиметрии. Согласно [78] аномалии уровня Охотского моря в летний и зимний сезоны носят противоположный характер, что вполне закономерно для бассейнов, сезонные вариации в которых определяются преимущественно годовым циклом. В теплый период года в центральной части моря они положительны, что создает в целом антициклоническую циркуляцию в данном бассейне. При этом основные течения -Восточно-Сахалинское, Северо-Охотское и Ямское существенно ослаблены. Градиенты уровня не очень велики, и скорости течений соответственно незначительны. В осенний период воздействие ветра оказывает самое существенное влияние на формирование поля течений в Охотском море. В северной и северо-восточной частях моря наблюдается мощный сгон — это согласуется с результатами судовых измерений в этих районах, согласно которым под воздействием ветра в октябре-ноябре развивается крупномасштабный апвеллинг, и воды поднимаются на поверхность с глубины 300-400 м В этот период Восточно-Сахалинское течение заметно активизируется, мощный прибрежный поток охватывает все восточное побережье о. Сахалин.

В зимний период в центральной части моря образуется крупномасштабная отрицательная аномалия, по краям этой своеобразной вороньей наблюдаются высокие значения уровня и вдоль материкового склона формируются мощные потоки (рис.4.1). В это время происходит перемещение водных масс весьма значительных объемов, втекающих в Охотское море из Тихого океана через проливы в северной части

Курильской гряды и вытекающих из него через южные Курильские проливы. Таким образом, именно зимой происходит существенная интенсификация динамических процессов в данном бассейне. При этом мощный поток в южном направлении формируется не в области шельфа о. Сахалин, как осенью, а мористее, приблизительно вдоль материкового склона.

Это согласуется с результатами продолжительных инструментальных измерений течений, выполненных на северо-восточном шельфе и склоне о. Сахалин, в результате совместной российско-японской постановки приборов с борта НИС «Профессор Хромов» (рис. 4.2) [71; 75]. Станции Ml - М4 располагались практически по нормали к линии берега, глубина моря в точках постановки приборов составляла 100, 480, 970 и 1720 м. Материалы двухлетнего эксперимента анализировались в работах [71, 75].

Для исследования вариаций интенсивности Восточно-Сахалинского течения в различные сезоны года использовались осредненные за 15-тидневный период вектора непериодических (остаточных) течений для шельфовой, присклоновой и мористой частей акватории, прилегающей к северо-восточному Сахалину.

135' 140' 145' 150' 155' 160* lOcrtvta

Рис. 4.1. Рассчитанные скорости градиентных течений в зимний период [78].

Рис. 4.2. Схема района с нанесением точек постановки измерителей течений.

В летний сезон (июнь-сентябрь) Восточно-Сахалинское течение выражено слабо, средние скорости генерального переноса вод в этот период в шельфовой зоне составляют 4-5 см/с (рис. 4.3, станция Ml), на склоне шельфа 7-8 см/с (станции М2, МЗ). В наиболее удаленной от берега точке (станция М4) скорости переноса ослабевают, их значения не превышают 4 см/с. Тем не менее, на всех станциях и на различных глубинах наблюдается поток на юг, то есть в направлении, противоположном направлению ветрового потока. Наиболее вероятной причиной этого феномена являются сезонные уклоны уровня Охотского моря [6].

Высокие скорости переноса вод на шельфе (станция Ml) отмечены в период с октября по март - среднее значение составляет 30 см/с, наибольшее из средних за 15-тисуточный период - 45 см/с. С увеличением глубины в большей степени выделяется максимум интенсивности в январе, также высокие скорости во всей водной толще наблюдались в первой половине марте.

Вблизи материкового склона (станции М2 и МЗ) интенсификация Восточно-Сахалинского течения наблюдается с некоторой задержкой, усиление скоростей потока отмечается в ноябре, и наибольших величин они достигают в январе (до 35 см/с). Наибольшие скорости отмечены на горизонтах около 100 и 200 м, с увеличением глубины они несколько уменьшаются, а также происходит некоторый разворот векторов на восток, в сторону открытого моря. Небольшие скорости переноса вод на станции М4 свидетельствуют об ослаблении влияния Восточно-Сахалинского течения в открытом море, на расстоянии около 150 км от берега.

Таким образом, можно констатировать, что усиление течения южного направления, которое захватывает весьма значительную водную толщу, приурочено, прежде всего, к свалу глубин и уменьшается как в сторону берега, так и в сторону открытого моря.

Принимая процесс образования тяжелых шельфовых волн в полыньях северозападной части Охотского моря за фактор, вызывающий интенсификацию общей циркуляции моря, необходимо отметить важность термического типа зимы. При более суровой и ветреной зимней погоде следует ожидать большее усиление Восточно-Сахалинского течения. То есть система должна демонстрировать определенное поведение в «теплые» и «холодные» годы.

Здесь важно отметить еще одно обстоятельство - раз основная причина зимнего усиления Восточно-Сахалинского течения - бароклинный фактор, то трудно ожидать его очень сильного влияния в прибрежной мелководной зоне, где производились измерения дрейфа с помощью береговых РЛС. Это подтверждается и данными упомянутого выше эксперимента по измерению течения.

4.3. Оценка влияния Восточно-Сахалинского течения на дрейф льда в районе

РЛС

Оценить роль Восточно-Сахалинского течения в динамике ледяного покрова в областях обзора радиолокационных станций достаточно сложно, так как разделить корректно влияние ветрового и бароклинного факторов затруднительно, в особенности при отсутствии прямых измерений температуры и солености. Выше отмечалось, что именно в этой связи при расчете ветровых коэффициентов средние значения проекций на меридиан и на параллель, как для дрейфа, так и для ветра вычитались, таким образом, двумерная модель настраивалась на вариации в синоптическом диапазоне периодов.

Рассчитанные матрицы ветровых коэффициентов можно применить к рядам, включающим средние месячные значения проекций скорости ветра и интерпретировать их как составляющую, связанную с влиянием ветрового фактора. Тогда разность между фактическими средними месячными векторами дрейфа и рассчитанными таким образом ветровыми составляющими можно рассматривать как компоненту, обусловленную бароклинностью.

Иными словами, для интерпретации роли Восточно-Сахалинского течения в районе проведения измерений дрейфа льда при помощи береговых РЛС, анализировались остаточные ряды, полученные после вычитания предвычисленного прилива и составляющей, обусловленной ветром и рассчитанной согласно примененной двумерной

Рис 4.3. Осредненные за 15-тидиевный период синхронные вектора течений на различных станциях и глубинах. регрессионной модели. Рассматривались преимущественно проекции на меридиан, так как зональная компонента, ориентированная поперек берега, не представляет значительного интереса в данном случае. Пример такого расчета для РЛС Одопту приведен на рис.4.4, где представлена исходная составляющая, содержащая прилив, непериодическая и остаточная, полученная вычитанием из последней компоненты, связанной с влиянием ветра. Представленные графики наглядно демонстрируют, что динамика ледяного покрова в данном районе определяется в первую очередь приливами, и во вторую очередь ветром. Остаточные вариации имеют незначительную величину, при этом постоянного дрейфа на юг, что было бы характерно для влияния постоянного Восточно-Сахалинского течения, не просматривается.

Несколько иная ситуация характерна для РЛС Комрво (рис.4.5). Влияние приливов на динамику ледяного покрова, как это отмечалось выше, здесь незначительное, и главным фактором является воздействие ветра. Видно, что в целом применение двумерной регрессионной модели хорошо объясняет наблюдаемый дрейф, остаточные вариации относительно невелики, хотя есть заметные максимумы в те моменты, когда наблюдались большие скорости дрейфа. Э.Н. Калинин [21] также отмечал, что при больших скоростях ветра ветровые коэффициенты возрастают. При этом обращает внимание, что в отличие от РЛС Одопту, среднее значение меридиональной компоненты отлично от нуля и имеет отрицательную величину. Данную величину можно, таким образом, связать с характеристикой влияния Восточно-Сахалинского течения.

Так как влияние бароклинности может изменяться в течение ледового сезона, расчет матриц ветровых коэффициентов и, соответственно, получение остаточных, не связанных с влиянием ветра рядов, осуществлялось помесячно. Результаты расчетов для обеих РЛС приведены в таб. 4.1.

На РЛС Одопту влияние постоянного течения проявляется достаточно слабо, значения рассчитанных величин для большинства случаев были менее 5 см/с. Причем в апреле и мае для 1993г. они уменьшаются по сравнению с мартом, а в мае 1992г. далее имеют положительный знак, что отвечает дрейфу в северном направлении. Очевидно, это связано с некоторым недостаточным учетом влияния ветра, который в этот период перестраивается к летнему муссону с характерными для него воздушными потоками южных румбов. Это также указывает на слабое влияние ВСТ на дрейф льда в данном районе.

На РЛС Комрво ситуация несколько иная, здесь скорости дрейфа южных румбов несколько выше и достигают 10 см/с. Скорее всего, это связано с тем, что шельф в районе

Комрво более приглубый, а влияние бароклинности достаточно существенно зависит от глубины моря и обычно не проявляется в области прибрежного мелководья.

150

100

50 0

-50

-100

-150

40 30 20 10 о -10 -20 -30 -40

Рис.4.4. Меридиональная компонента дрейфа льда по измерениям на РЛС Одопту, отрезок записи 28.02 - 05.05.1993 г, исходный ряд (верхний рисунок), непериодическая компонента (нижний рисунок - 1) и остаточная составляющая, полученная после вычитания составляющей, связанной с влиянием ветра - 2.

100

50 см/с

Т-Г

-50

-100

-150

2,03 7,03 12,03 17,03 22,03 26,03 31,03 5,04 10,04 15,04

20 см/с

ШЩ

-100

2,03 7,03 12,03 17,03 22,03 26,03 31,03 5,04 10,04 15,04

Рис.4.5. Меридиональная компонента дрейфа льда по измерениям на РЛС Комрво, отрезок записи 2.03 - 19.04. 1993 г., исходный ряд (верхний рисунок), непериодическая компонента (нижний рисунок, 1) и остаточная составляющая, полученная после вычитания составляющей, связанной с влиянием ветра (2).

Заключение

Работа посвящена исследованиям особенностей дрейфа льда и деформационных характеристик ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин, выполненным на основе изучения экспериментальных данных наблюдений, полученных с помощью береговых радиолокационных станций.

Основными результатами работы являются:

1. Установлено, что высокие скорости дрейфа льда в рассматриваемом районе в значительной мере обусловлены влиянием суточных приливов - максимальные скорости приливного дрейфа могут достигать 130-140 см/сек.

Эллипсы дрейфа льда для основных суточных гармоник хорошо согласуются с эллипсами приливных течений, измеренных в прилегающей области, что дает основание использовать полученные гармонические постоянные для предвычисления скорости дрейфа для морских нефтегазоносных площадей на любой момент времени.

Выявлено, что область высоких скоростей приливного дрейфа обусловлена влиянием суточных шельфовых волн и занимает прибрежную полосу от м. Елизаветы до зал. Луньский - скорости быстро уменьшаются при удалении от берега, а также в южном направлении.

На расстоянии около 3° по широте укладывается полная длина шельфовых суточных волн. На расстоянии половины длины волны приливные течения имеют противоположное направление, образуя зоны конвергенции и дивергенции.

2. Изучены изменения деформационных параметров, вызванные приливными явлениями. На каждой станции зависимость параметров деформации (дивергенция, ротор, скорости деформации растяжения и сжатия по главным осям) от фазы приливного цикла остается стабильной на протяжении всего периода измерений.

На всех трех РЛС зависимость деформационных параметров от направления и величины приливных течений имеет различный характер. На РЛС Левенштерна дивергенция находится в противофазе с меридиональной компонентой скорости дрейфа, на станции Комрво зависимость имеет противоположный характер. На РЛС Одопту максимальные значения дивергенции приходятся на моменты смены направления скорости приливного дрейфа.

3. Получены средние и максимальные значения скоростей деформации сжатия и растяжения, достигающие на станции Одопту значений 2,3-10"5 с"1 - скорость деформации растяжения, и -2,45-10"5 с"1 - скорость деформации сжатия. На РЛС Левенштерна максимальная скорость деформации растяжения 1-Ю"5 с"1, сжатия -0,95-Ю"5 с"1; на РЛС Комрво, соответственно, 0,95-10"5 с"1 и-0,95-10'5 с"1.

4. Для различных фаз приливного цикла построены эллипсы деформации, позволяющие оценить направления максимальных сжатий. В большинстве случаев наличие процесса растяжения соответствует южному и юго-восточному направлениям скорости дрейфа, а процесса сжатия - северо-западному.

5. Выяснено, что деформационные характеристики достигают наибольших значений в прибрежной зоне и уменьшаются с удалением от берега на станциях Одопту и Левенштерна. На РЛС Комрво эта зависимость выражена в меньшей степени.

6. Проанализированы векторные ряды значений непериодической составляющей скорости дрейфа льда и синхронные ряды скорости и направления ветра на РЛС Одопту и Комрво (1992-1993 гг.). Получены оценки максимальных скоростей непериодической компоненты дрейфа льда, составляющие для южного и юго-восточного направлений 120130 см/сек.

7. Для определения характера отклика ледяного покрова на шельфе на воздействие ветра предложена двумерная регрессионная модель, которая в различных вариантах расчетов объясняет от 60 до 80% дисперсии непериодической компоненты дрейфа льда. Как для прибрежных, так и для наиболее удаленных точек наблюдения и для двух различных лет элементы регрессионных матриц имеют близкие значения, но отличаются на разных РЛС.

8. Введена геометрическая характеристика двумерной модели в виде эллипса отклика - образа единичной окружности. Все полученные эллипсы ориентированы в направлении север-северо-запад - юг-юго-восток. Большие полуоси означают наибольшую скорость дрейфа при фиксированной скорости ветра и отвечают направлениям, которые можно назвать «эффективными», соответственно малые полуоси отвечают «неэффективным» направлениям, при которых отклик ледяного покрова минимален. Регрессионные матрицы имеют действительные собственные числа, что указывает на существование собственных направлений, для которых дрейфовый угол равен нулю.

В 1992 г. значения «ветровых коэффициентов» для РЛС Комрво для «эффективных» направлений ветра составили 7.5% и около 1% для «неэффективных», для РЛС Одопту соответствующие значения равны 4.5% и 1%. В 1993 году величины этих коэффициентов составили для Комрво 7% для «эффективных» и 0.5% для «неэффективных» направлений, для РЛС Одопту 4% и 0.7% соответственно.

9. Максимальные значения ветровых коэффициентов на PJIC Комрво существенно, примерно в 1.5 раза превышают таковые для РЛС Одопту. Причина этих различий связана с отличием характера рельефа дна в районах станций наблюдения (в Комрво более приглубый шельф с невыраженной кромкой).

10. Устойчивость матриц «ветровых коэффициентов», полученных за разные периоды времени на каждой РЛС, позволяет использовать их (совместно с предвычисляемой приливной компонентой) при прогнозировании дрейфа льда и ледовых нагрузок на объекты нефтегазового комплекса на северо-восточном шельфе о. Сахалин.

11. Изучен характер ветрового воздействия на изменение деформационных параметров ледяного покрова. Получены оценки максимальных значений дивергенции поля векторов скорости ветрового дрейфа льда, ротора, скорости деформации сжатия и растяжения. На РЛС Одопту максимальная скорость деформации растяжения 3.5-10"5 с"1, скорость деформации сжатия -2. 45-10"5 с1. На РЛС Комрво, соответственно, эти значения составили 1.10"5 с"1 и -0.95-10"5 с"1.

Деформационные характеристики изменяются синфазно или в противофазе со скоростью ветра в зависимости от его направления. Деформации растяжения преобладают при северных и северо-западных ветрах, сжатия - при ветрах южных и юго-восточных румбов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Тихончук, Елена Александровна, Южно-Сахалинск

1. Аппель И.Л. Использование анализа данных наблюдений за дрейфом, ветром и барической обстановкой для определения сезонных изменений сил, действующих на ледяной покров // Проблемы Арктики и Антарктики. 1994. - Вып. 67-68. - С. 90-107.

2. Астафьев В.Н., Сурков Г.А, Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря, Санкт-Петербург, Прогресс- Погода, 1997.

3. Белышев А.П., Клеванцов Ю.П., Рожков В.А. Вероятностный анализ морских течений. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 264 с.

4. Борисов Р.А., Лощилов B.C. Оперативный анализ дрейфа и деформации ледяного покрова по материалам повторных радиолокационных площадных съемок. -Тр. ААНИИД977, т.343, С. 65-74.

5. Бурханов В.Ф. Дрейфующие ледяные островаУ/Родаль К. Север. М.: Географгиз, 1958.-С. 3-29.

6. Верхунов А.В. Развитие представлений о крупномасштабной циркуляции Охотского моря. Экология морей России. Комплексные исследования экосистемы Охотского моря М.: Издательство ВНИРО, 1977, С. 8-19

7. Визе В.Ю. Опыт применения дрейфующих буев для изучения арктических морей//Проблемы Арктики. 1943. - №1. - С. 72-106.

8. Волков Н. А., Гудкович 3. М., Углев В. Д. Результаты изучения неравномерности дрейфа льда в Арктическом бассейне// Тр. ААНИИ. — 1971. Т.ЗОЗ. -С. 76-78.

9. Гидрометеорология и гидрохимия морей / Под ред. Б.Х. Глуховского, Н.П. Гоптарева, Ф.С. Терзиева-СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. Т. IX., вып. 1., 342 с.

10. Глаголева М.Г. Дрейф льда в прибрежных районах // Труды ЦИП. 1950. -Вып. 17.-С. 159- 166.

11. Горбунов Ю.А. Влияние береговой черты на дрейф льда в ВосточноСибирском море//Проблемы Арктики. -1956. -№2. С. 107.

12. Горбунов Ю.А., Гудкович З.М., Аппель И.Л. Особенности дрейфа льда в юго-восточной части моря Лаптевых//ПОЛЭКС-Север-76, ч.Н. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — С. 45-65.

13. Горбунов Ю.А., Лосев С.М. Некоторые данные о среднемасштабной деформации ледяного покрова арктических морей// Тр. ААНИИ. — 1977. Т.343. - С.75-91.

14. Горбунов Ю.А., Лосев С.М. Движение льда в проливах // Труды ААНИИ. -1977.-Т. 341.-С. 18-23.

15. Гудкович З.М., Доронин Ю.П. Дрейф морских льдов. СПб.: Гидрометеоиздат. - 2001. - 111 с.

16. Дашко Н.А. Особенности зимнего режима ветров на Охотском море // Тр. Гидрометцентра СССР. 1979.-Вып. 216-С. 110-119.

17. Дуванин А.И. Приливы в море. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. - 390 с.

18. Жмурко В.Я. Радиолокационные наблюдения над дрейфом маркированных льдов. Океанология, 1971, т.Х1, вып.6, С.1110-1115.

19. Земцова А.И. (1968). "Климат Сахалина," Л.: Гидрометеоиздат, 197 с.

20. Измерение среднемасштабной деформации морских льдов в море Бофорта (АЙДЖЕКС-1971)/ У.Д. Хиблер, У.Д. Уикс, С. Экли, А. Ковакс, У.Дж. Кемпбелл // Проблемы Арктики и Антарктики. 1974, вып. 43-44. - С. 119-138.

21. Калинин Э.Н. Исследования дрейфа льда северо-восточного шельфа о. Сахалин. Автореферат диссертации. Владивосток, 1999. 26 с.

22. Като Э., Савельев В.Ю., Шевченко Г.В. Районирование острова Сахалин по расчетным скоростям ветра редкой повторяемости // Метеорология и гидрология, 2002, № 12, С. 49-58.

23. Кошинский С.Д. Режимные характеристики сильных ветров на морях СССР. Ч. 2. Север Японского, Охотское и Берингово моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 389 с.

24. Кудрявая К.И. Некоторые итоги экспериментального изучения коэффициентов дрейфа льда//Труды ЛГМИ. -1961. -Вып.10. С. 112-120.

25. Лебедев А.Е. Условия возникновения сжатий льда в западной части залива Анива (на трассе м. Крильон Корсаков) // Тр. ДВНИИ. - 1988. - Вып. 39. - С. 147-154.

26. Легенысов А.П. К теории приливных разрежений, сплочений и сжатий льда в открытом море // Проблемы Арктики. 1958. - Вып. 5. - С. 5-18.

27. Легеньков А.П. К определению приливных разрежений, сплочений и сжатий льда по гармоническим постоянным приливо-отливных течений. Тр. ААНИИ, 1968, т.285, С. 215-222.

28. Легеньков А.П. О приливных разрежениях, сплочениях и сжатиях льда//Труды ААНИИ. 1963. - Т. 248. - С. 52-61.

29. Лосев С.М., Горбунов Ю.А. Динамика льдов в прибрежных районах по данным боковой радиолокационной съемки с самолета// Тр.ААНИИ. 1975. - Т.326. -С. 104-113.

30. Лощилов B.C. Мезодеформации ледяного покрова// Тр. ААНИИ. 1974. -Т.316. -С. 28-34.5.

31. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря М.: Наука, 1966. - 66 с.

32. Морфометрия и динамика льдов на акватории северо-восточного шельфа Сахалина / В.Ф. Путов, B.C. Тамбовский, Г.В. Шевченко, Е.А. Тихончук // Охрана природы, мониторинг и обустройство Сахалинского шельфа. Южно-Сахалинск, 2001. -С.123-142.

33. Овсиенко С.Н. О численном моделировании дрейфа льда // Известия АН СССР Сер. Физ. Атмосферы и океана, 1976., Т. ХП. №11., С.1201-1206

34. Плотников В.В. Изменчивость ледовых условий дальневосточных морей России и их прогноз. Дальнаука, 2002, 172 с.

35. Покрашенко С.А., Трусков П.А., Якунин Л.П. Исследование дрейфа льда на шельфе о.Сахалин с помощью методов радиолокации // Тр.ДВНИИ. 1987. - Вып. 36. -С.49-52.

36. Попудрибко К.К., Путов В.Ф., Шевченко Г.В. Оценка характеристик морских течений на Пильтун-Астохской нефтегазоносной площади (северо-восточный шельф о. Сахалин). Метеорология и гидрология, 1998, № 4, С.82-95.

37. Путов В.Ф., Тамбовский B.C., Шевченко Г.В. Характеристика дрейфа льда у северо-восточного побережья о-ва Сахалин под влиянием приливов. Труды ААНИИ. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2001, т.443, - С. 124-137.

38. Легеньков А.П. К теории приливных разрежений, сплочений и сжатий льда в открытом море // Проблемы Арктики. 1958. - Вып. 5. - С. 5-18.

39. Легеньков А.П. К определению приливных разрежений, сплочений и сжатий льда по гармоническим постоянным приливо-отливных течений. — Тр. ААНИИ, 1968, т.285, С. 215-222.

40. Легеньков А.П. О приливных разрежениях, сплочениях и сжатиях льда//Труды ААНИИ. 1963. - Т. 248. - С. 52-61.

41. Лосев С.М., Горбунов Ю.А. Динамика льдов в прибрежных районах по данным боковой радиолокационной съемки с самолета// Тр.ААНИИ. 1975. - Т.326. -С. 104-113.

42. Лощилов B.C. Мезодеформации ледяного покрова// Тр. ААНИИ. 1974. -Т.316. - С. 28-34.5.

43. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря М.: Наука, 1966. - 66 с.

44. Морфометрия и динамика льдов на акватории северо-восточного шельфа Сахалина / В.Ф. Путов, B.C. Тамбовский, Г.В. Шевченко, ЕА. Тихончук // Охрана природы, мониторинг и обустройство Сахалинского шельфа. Южно-Сахалинск, 2001. -С.123-142.

45. Овсиенко С.Н. О численном моделировании дрейфа льда // Известия АН СССР Сер. Физ. Атмосферы и океана, 1976., Т. ХП. №11., С.1201-1206

46. Плотников В.В. Изменчивость ледовых условий дальневосточных морей России и их прогноз. Дальнаука, 2002, 172 с.

47. Покрашенко С.А., Трусков П.А., Якунин Л.П. Исследование дрейфа льда на шельфе о.Сахалин с помощью методов радиолокации // Тр.ДВНИИ. 1987. - Вып. 36. -С. 49-52.

48. Попудрибко К.К., Путов В.Ф., Шевченко Г.В. Оценка характеристик морских течений на Пильтун-Астохской нефтегазоносной площади (северо-восточный шельф о. Сахалин). Метеорология и гидрология, 1998, № 4, С.82-95.

49. Путов В.Ф., Тамбовский B.C., Шевченко Г.В. Характеристика дрейфа льда у северо-восточного побережья о-ва Сахалин под влиянием приливов. Труды ААНИИ. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2001, т.443, - С. 124-137.

50. Путов В.Ф., Шевченко Г.В. Особенности приливного режима на северовосточном шельфе о. Сахалин//Труды ДВНИГМИ. Тематический выпуск №1. Владивосток, 1998, С. 61-82.

51. Рабинович А.Б., Жуков А.Е. Приливные колебания на шельфе острова Сахалин. Океанология, 1984, т.24, № 2, С. 238 - 244.

52. Рабинович А.Б., Шевченко Г.В. О двухтактном механизме диссипации приливной энергии в океане. Долк.АН СССР, 1984, т.276, №6, С.1470-1473.

53. Рекомендации по расчету максимальной скорости дрейфа льда в шельфовой зоне морей СССР, Л.: Ротп.ААНИИ, 1984, 51 с.

54. Романенков Д.А. Прогностическое моделирование приливов в Охотском море// автореферат диссертации. С-Петербург: РГГМИ, 1996. — 16 с.

55. Романов А.А., Седаева О.С., Шевченко Г.В. Сезонные колебания уровня Охотского моря по данным береговых мареографных станций и спутниковой альтиметрии// Исследования Земли из космоса. 2004. - №6. - С. 59-72.

56. Справочник по климату СССР. Ч.З. Ветер. Л.: Гидрометеоиздат, 1969.

57. Тамбовский B.C., Пищальник В.М. Атлас льдов Японского и Охотского морей. Южно-Сахалинск, 1993.

58. Тамбовский B.C. Стамухи и несяки в Охотском море. Выпуск ААНИИ, СПб, 2000.

59. Тихий океан. Метеорологические условия над тихим океаном. М.: Наука, 1966.- 189 с.

60. Тихончук Е.А., Шевченко Г.В., Морозов Е.Н., 2001. Деформации ледяного покрова у северо-восточного побережья острова Сахалин, обусловленные приливами // Динамические процессы на шельфе Сахалина.- Южно-Сахалинск, 2001.- С.7-26.

61. Тихончук Е.А., Шевченко Г.В. Особенности ветрового дрейфа льда на северовосточном шельфе о. Сахалин // Метеорология и гидрология. 2006. - №7. — С 73-85.

62. Трусков П.А. Учёт ледовых условий при проектировании подводных трубопроводов, Рига ВНИИморгео, 1986.

63. Уилкс С. Математическая статистика М.: Наука, 1967, 632 с.

64. Хейсин Д.Е. Ивченко В.О. Численная модель приливного дрейфа льда с учетом взаимодействия между льдинами // Изв.АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана, 1973, Т.9., №4 С.420-429

65. Центры действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона и летние особенности погоды на побережье Японского и Охотского морей/ Н.А.Дашко, С.М. Варламов, Х.А. Хан, Е.С. Ким // Метеорология и гидрология. -1997. №9. - С. 14-23.

66. Чуркина Н.А. Дрейф буев в Центральной Арктике и в арктических морях//Проблемы Севера.- 1958. Вып.1. - С. 337-340.

67. Шевченко Г.В., Романов А.А. Определение характеристик прилива в Охотском море по данным спутниковой альтиметрии. // Исследование земли из космоса, 2004, №1, С. 49-62

68. Якунин Л.П. Ледовые исследования на дальневосточных морях // Тр. ДВНИИ. 1979. - Вып. 77. - С. 102-107.

69. Aota М., Matsunaga, J.Oceanogr., 43, P. 276-282, 1987.

70. Csanady G.T. The arrested topographic wave. J. Phys. Oceanogr. 1978, vol. 8, P.47-62.

71. Dashko N., Varlamov S., Yoon J. Effect of mass damming near the eastern coast of the Japan Sea //Proceedings of the CREAMS'99 International Symposium. Kyushu University, Fukuoka, Japan, January 1999. - P. 96-99.

72. Doodson A.T. The harmonic development of the tide generating potential. Proc. Roy. Soc., 1927, A, 100, P. 305-309

73. Fissel, D.B. and C.L. Tang, Response of sea ice drift to wind forcing on the northeastern Newfoundland shelf. J. Geophys. Res., 1991, vol. 96 (CIO), P. 18,397-18,409.

74. Foreman M., and R.Thomson Three-dimensional model simulations of tides and buoyancy currents along the west coast of Vancouver Island. J. Of Physical Oceanography,1997, 27(7), P. 1300-1325.

75. Godin G. The analysis of tides// Toronto, Canada: Toronto press, 1972. 264 p.

76. Hibler, W.D. Ill, Ice dynamics, in: The Geophysics of Sea Ice. Plenum, New York, 1986, P.577-640.

77. Kowalik, Z., and I. Polyakov, Tides in the Sea of Okhotsk. J. Phys. Oceanogr.1998, 28 (7), P. 1389-1409.

78. Lepparanta M. The drift of Sea Ice // Chichester, UK: Praxis Publishing Ltd, 2005,1. P. 49.

79. Mizuta G., Fukamachi Y., Ohshima K.I., Wakatsuchi M. Structure and seasonal variability of the East Sakhalin Current. J.Phys.Oceanogr. 2003. V.33 P.2430-2445.;

80. Ochiai H., Ishida K., Monitoring of drifting ice in the Sea of Okhotsk by satellite remote sensing // The 5-th Okhotsk Sea & Sea Ice Symposium, Mombetsu, Japan, 1990, P. 154.

81. Rybalko S.I., Shevchenko G.V. Seasonal and spatial variability of sea currents on the Sakhalin northeastern shelf. Pacific Oceanography, 2003. Vol.1, №2.- P. 168-178

82. Shevchenko G.V., Putov V.F. On wind and tide induced sea-ice drift on the northeastern shelf of Sakhalin Island// PICES Sci.Rep. 1999. -Nol2. - P.l 1-17.

83. Shevchenko G., Rabinovich A., Thomson R. Sea-ice drift on the northeastern shelf of Sakhalin Island// Journal of Physical Oceanography. 2004. - Vol. 34. - No. 11. - P. 24702491.

84. Sudzuki K., Kanari S. Tides in the Sea of Okhotsk. Marine Sci, 1986, vol. 18, № 7, P.445 -463.

85. Tambovsky V. The ice cover complex method investigation for structures designing. The eighth international symposium on Okhotsk Sea and Sea Ice, Mombetsu, Hokkaido, Japan, February, 1993.

86. Thorndike, A.S., and R. Colony. Sea ice motion response to geostrophic winds. J. Geophys. Res., 1982, vol. 87 (C8), P. 5845-5852.

87. Thorndike, A.S., 1986: Kinematics of the sea ice. / In: The Geophysics of Sea Ice. -Plenum, New York, P.489-549.

88. Tikhonchuk E., Shevchenko G. Features of the ice response to the wind influence on the northeastern shelf of Sakhalin // Proceedings of the 17th International Symposium on Ice.-Saint-Petersburg, 2004.-Vol.2.-P. 154-162.

Информация о работе

Тихончук, Елена Александровна
кандидата физико-математических наук
Южно-Сахалинск, 2006
ВАК 25.00.29

Диссертация

Приливной и ветровой дрейф льда и деформации ледяного покрова на северо-восточном шельфе о. Сахалин - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы